Wind und Sonne schicken nach wie vor keine Rechnung. Das haben sie allerdings auch noch nie gemacht. Rechnungen schicken die Versorger und diese könnten 2030 entgegen einiger Prognosen erheblich höher ausfallen als Grünstrom-Optimisten dachten. Die Tagesschau:
“Detlef Stolten, Leiter des Instituts für Energie- und Klimaforschung am Forschungszentrum Jülich, hat exklusiv für das ARD-Wirtschaftsmagazin Plusminus berechnet, wie groß eine Stromlücke werden kann, wenn weiterhin so schleppend ausgebaut wird wie in den vergangenen zwei Jahren. Das Ergebnis sei eine Stromlücke von 104 Gigawatt. “Auf einen ganz simplen Nenner gebracht, fehlt 2030 ungefähr ein Drittel Kapazität, wenn weiterhin so ausgebaut würde wie die letzten zwei Jahre.” Das müsse durch einen schnelleren Ausbau ersetzt werden, sagt Stolten. Nur ob die Geschwindigkeit in den verbleibenden sieben Jahren ausreicht, dürfte trotz des aktuellen Ausbaus der Erneuerbaren Energien ungewiss sein.”
Das Problem sind doppelte Strukturen. Immer dann, wenn Wind und Sonne ausfallen, müssen andere Stromquellen einspringen.
“Das wird der Stromkunde zu spüren bekommen, befürchtet Levsen. Ob grüner Strom einmal wirklich billig sein wird, so wie es einst die Politik versprochen hat, bleibt offen. “Meine Angst ist letztendlich, dass fossile Energien den Strompreis am Markt bestimmen. Wenn wir in der Energiewende nicht so vorankommen, kann es sein, dass immer, wenn die Stromlücke entsteht, die fossile Energie den Preis setzt. Und das führt dann zu höheren Preisen.””
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Ist der Höhepunkt der fossilen Brennstoffnutzung erreicht? Diese Frage versucht ein Artikel bei Enformer, dem Energieblog von RWE, zu beantworten.
“Die Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie erreichte im Jahr 2022 ein Rekordhoch, wie aus dem Global Electricity Review 2023 (Link in Englisch) des Thinktanks Ember hervorgeht.
12 Prozent des weltweiten Stroms stammten demnach aus den beiden grünen Energiequellen. Die Kohlenstoffintensität der globalen Stromerzeugung sank in der Folge auf 436 Gramm CO2 pro Kilowattstunden – der niedrigste Wert aller Zeiten. Insgesamt machten kohlenstoffarme Energiequellen 39 Prozent der weltweiten Stromerzeugung aus. Laut Ember ebenfalls ein Rekord.
Gleichzeitig ist jedoch die Stromerzeugung aus Kohle um 1,1 Prozent gestiegen, während die aus Gas nur geringfügig um 0,2 Prozent zurückgegangen ist. Die Folge: Die Emissionen des Stromsektors kletterten um 1,3 Prozent über den Vorjahreswert auf Allzeithoch.
Die Studie skizziert damit ein Dilemma: Die Stromerzeugung ist zwar sauberer ist als je zuvor, der Verbrauch steigt jedoch. Es wurde also von allem mehr gebraucht, was trotz des Einsatzes von deutlich mehr Erneuerbaren zu höheren Emissionen im Stromsektor geführt hat.”
Der Strombedarf wird danach in Zukunft steigen. Eigentlich eine Binse, die Frage wird eher sein, wie er gedeckt wird in Zukunft.
“Die Stromnachfrage werde folglich wegen der fortschreitenden Dekarbonisierung in allen Sektoren stark steigen – stärker als aufgrund von Faktoren wie Bevölkerungswachstum und dem verbesserten Zugang zu Elektrizität. Das bedeute, dass der Ausbau der Erneuerbaren Energien schneller vorangetrieben werden müsse als derzeit.
Auch den Klimawandel selbst nennen die Autoren als Faktor, der den Stromverbrauch beeinflusst. Extremere Wetterverhältnisse erhöhten die Nachfrage nach Klimaanlagen und Heizungen. Das wiederum führe zu einem erhöhten Wasserstress, auf den häufig mit energieintensiven Entsalzungsanlagen reagiert werde.
Sie folgern, dass es nicht deutlicher sein könne, dass mehr nachhaltige Stromerzeugung die Grundlage für eine erfolgreiche Energiewende sei.”
Eine genaue Prognose macht der Artikel, der sich in erster Linie auf eine Studie von Ember beruft, nicht.
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Was macht die Eisschmelze in Grönland? In Kürze beginnt die Schmelzsaison. Polarportal zeigt die Entwicklung. Vor einem Jahr überraschte die Entwicklung mit Zuwachs der Eismasse im Juni 2023.
(Abbildung: Screenshot Polarportal.dk)
Gleichzeitig gehen Meldungen durch die Medien, dass die Arktis 2030 eisfrei sein könnte. Gemeint ist das Eis auf dem Wasser und nicht das Gletschereis. Das ist im Grunde schon deutlich später als es ihr von Al Gore einst vorhergesagt wurde, genauer gesagt 20 Jahre. In dem CNN-Artikel dürfen Kipp-Punkte natürlich nicht fehlen.
“A sea ice-free Arctic could also lead to an increase in commercial shipping as new routes open up, which would have a knock-on effect. According to last year’s annual Arctic report card by the National Oceanic and Atmospheric Administration, a surge in shipping traffic would lead to more emissions and pollution in the region. Mika Rantanen, researcher with the Finnish Meteorological Institute and lead author of the 2022 study, told CNN the study published Tuesday benefited from “novel and state-of-the-art methodology” to predict when the Arctic will be ice-free.
“The methodology is very careful and brings a high degree of certainty in the attribution,” said Rantanen, who was not involved in the study. “The most striking result is not that the sea ice loss is attributed to greenhouse gas increases, which was already largely known, but that they project ice-free Arctic earlier than previously thought by about decade.” Min said the findings show that the Arctic is on the verge of becoming “seriously ill,” and that the region has reached a “tipping point.”
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Switching to hydrogen fuel could prolong the methane problem
Hydrogen’s potential as a clean fuel could be limited by a chemical reaction in the lower atmosphere, according to research from Princeton University and the National Oceanic and Atmospheric Association.
This is because hydrogen gas easily reacts in the atmosphere with the same molecule primarily responsible for breaking down methane, a potent greenhouse gas. If hydrogen emissions exceed a certain threshold, that shared reaction will likely lead to methane accumulating in the atmosphere—with decades-long climate consequences.
“Hydrogen is theoretically the fuel of the future,” said Matteo Bertagni, a postdoctoral researcher at the High Meadows Environmental Institute working on the Carbon Mitigation Initiative. “In practice, though, it poses many environmental and technological concerns that still need to be addressed.”
Bertagni is the first author of a research article published in Nature Communications, in which researchers modeled the effect of hydrogen emissions on atmospheric methane. They found that above a certain threshold, even when replacing fossil fuel usage, a leaky hydrogen economy could cause near-term environmental harm by increasing the amount of methane in the atmosphere. The risk for harm is compounded for hydrogen production methods using methane as an input, highlighting the critical need to manage and minimize emissions from hydrogen production.
“We have a lot to learn about the consequences of using hydrogen, so the switch to hydrogen, a seemingly clean fuel, doesn’t create new environmental challenges,” said Amilcare Porporato, Thomas J. Wu ’94 Professor of Civil and Environmental Engineering and the High Meadows Environmental Institute. Porporato is a principal investigator and member of the Leadership Team for the Carbon Mitigation Initiative and is also associated faculty at the Andlinger Center for Energy and the Environment.
The problem boils down to one small, difficult-to-measure molecule known as the hydroxyl radical (OH). Often dubbed “the detergent of the troposphere,” OH plays a critical role in eliminating greenhouse gases such as methane and ozone from the atmosphere.
The hydroxyl radical also reacts with hydrogen gas in the atmosphere. And since a limited amount of OH is generated each day, any spike in hydrogen emissions means that more OH would be used to break down hydrogen, leaving less OH available to break down methane. As a consequence, methane would stay longer in the atmosphere, extending its warming impacts.
According to Bertagni, the effects of a hydrogen spike that might occur as government incentives for hydrogen production expand could have decades-long climate consequences for the planet.
“If you emit some hydrogen into the atmosphere now, it will lead to a progressive build-up of methane in the following years,” Bertagni said. “Even though hydrogen only has a lifespan of around two years in the atmosphere, you’ll still have the methane feedback from that hydrogen in 30 years from now.”
In the study, the researchers identified the tipping point at which hydrogen emissions would lead to an increase in atmospheric methane and thereby undermine some of the near-term benefits of hydrogen as a clean fuel. By identifying that threshold, the researchers established targets for managing hydrogen emissions.
“It’s imperative that we are proactive in establishing thresholds for hydrogen emissions, so that they can be used to inform the design and implementation of future hydrogen infrastructure,” said Porporato.
For hydrogen referred to as green hydrogen, which is produced by splitting water into hydrogen and oxygen using electricity from renewable sources, Bertagni said that the critical threshold for hydrogen emissions sits at around 9%. That means that if more than 9% of the green hydrogen produced leaks into the atmosphere—whether that be at the point of production, sometime during transport, or anywhere else along the value chain—atmospheric methane would increase over the next few decades, canceling out some of the climate benefits of switching away from fossil fuels.
And for blue hydrogen, which refers to hydrogen produced via methane reforming with subsequent carbon capture and storage, the threshold for emissions is even lower. Because methane itself is the primary input for the process of methane reforming, blue hydrogen producers have to consider direct methane leakage in addition to hydrogen leakage. For example, the researchers found that even with a methane leakage rate as low as 0.5%, hydrogen leakages would have to be kept under around 4.5% to avoid increasing atmospheric methane concentrations.
“Managing leakage rates of hydrogen and methane will be critical,” Bertagni said. “If you have just a small amount of methane leakage and a bit of hydrogen leakage, then the blue hydrogen that you produce really might not be much better than using fossil fuels, at least for the next 20 to 30 years.”
The researchers emphasized the importance of the time scale over which the effect of hydrogen on atmospheric methane is considered. Bertagni said that in the long-term (over the course of a century, for instance), the switch to a hydrogen economy would still likely deliver net benefits to the climate, even if methane and hydrogen leakage levels are high enough to cause near-term warming. Eventually, he said, atmospheric gas concentrations would reach a new equilibrium, and the switch to a hydrogen economy would demonstrate its climate benefits. But before that happens, the potential near-term consequences of hydrogen emissions might lead to irreparable environmental and socioeconomic damage.
Thus, if institutions hope to meet mid-century climate goals, Bertagni cautioned that hydrogen and methane leakage to the atmosphere must be held in check as hydrogen infrastructure begins to roll out. And because hydrogen is a small molecule that is notoriously difficult to control and measure, he explained that managing emissions will likely require researchers to develop better methods for tracking hydrogen losses across the value chain.
“If companies and governments are serious about investing money to develop hydrogen as a resource, they have to make sure they are doing it correctly and efficiently,” Bertagni said. “Ultimately, the hydrogen economy has to be built in a way that won’t counteract the efforts in other sectors to mitigate carbon emissions.”
Paper: Matteo B. Bertagni et al, Risk of the hydrogen economy for atmospheric methane, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-35419-7