Von der Energiewende zum Ende der westlichen Wirtschaftsdominanz

China setzt auf erneuerbare Energien

Jahr 2000, ein Liter Erdöl kostet 30 USD/Barrel, ein Quadratmeter Photovoltaik-Modul über 700 USD. Beflügelt vom frisch eingeführten deutschen Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) startet Solarworld die Photovolaik-Produktion in Deutschland. Bis dahin sind die Erdölkonzerne BP und Shell die bekanntesten Produzenten von Photovoltaikmodulen. 2006 verkauft Shell seine US-amerikanische Modulproduktion an Solarworld, BP zieht sich 2012 aus dem Photovoltaik-Geschäft zurück.

 

Jahr 2008, ein Liter Erdöl kostet 140 USD/Barrel, ein Quadratmeter Photovoltaik rund 350 USD. Solarstrom lässt sich für rund 30 Rp/kWh produzieren - erstmals günstiger als mit Erdöl. In den Folgejahren bricht der Ölpreis ein. Mit einem Umsatzeinbruch von über 30% verabschieden sich Shell und BP in den Folgejahren aus der Liste der umsatzstärksten Unternehmen; 2016 erzielen die Erdölkonzerne kaum noch einen Fünftel vom Gewinn, den sie in den Ölpreis-Spitzenjahren verbucht haben.

Jahr 2018, ein Liter Erdöl kostet 60 USD/Barrel, ein Quadratmeter Photovoltaik-Modul unter 100 USD. In südlichen Ländern ist die Solarstromproduktion günstiger als mit Erdöl oder Kohle. Die weltweite Kohleproduktion ist seit 3 Jahren rückgängig.  Das chinesische Milliardenvolk konsumierte 1990 nicht mehr Strom als 80 Millionen Deutsche. Innert 25 Jahren ver-10-facht China die Elektrizitätsproduktion linear mit dem Einkommenszuwachs – bis 2013 ist Kohlekraft der massgebliche Treiber. Dann wird der deutsche Solarmarkt politisch ausgebremst: Mit einem jährlichen Zubau von über 7 GW war Deutschland bis 2012 der dominierende Absatzmarkt, seit 2013 sind es unter 3 GW. Weltweit werden zu der Zeit rund 20 GW PV produziert, vorwiegend in China. China kann nun nicht mehr auf den Exportmarkt Europa zählen; der Solarstrom-Zubau im eigenen Land wird von 3 auf 10 GW erhöht und überholt bald die Windkraft-Installationen. 2017 werden in China über 50 GW Photovoltaik verbaut - was einer Modulfläche von gut 300 Quadratkilometern entspricht. Alleine diese in einem Jahr in China neu erstellten PV-Anlagen produzieren 50% mehr Strom wie die ganze Schweiz konsumiert. 

Und auch das zweite Milliarden-Volk erkennt seine Chancen: Indien produziert die Elektrizität bislang zu 70% aus Kohle. Doch die indischen Kohlevorräte sind begrenzt (und von schlechter Qualität). Um eine wachsende Wirtschaft zu befeuern, müsste Kohle importiert werden – oder Solarkraftwerke zugebaut werden. Der Aufbau der Erneuerbaren Energie Industrie ist heute preiswerter und nichts als logisch. Weltweit sind 4 Millionen Jobs in der Solarenergie-Branche entstanden; zum Vergleich: für die Wasserkraft arbeiten rund 1.5 Millionen Menschen. Während im stagnierenden Europa die Energiewende auf Widerstand stösst, gibt es für expandierende asiatische Energieversorger kaum einen anderen Weg als die erneuerbaren Energien. 

Statistik aus dem und für das Erdöl-Zeitalter

Etwas weniger entusiastisch mag der Blick auf die gängige Primär-Energiestatistik anmuten. 3/4 der Primärenergie kommen 2015 aus fossilen Brennstoffen. "Moderne" erneuerbarer Energie-Technologie - inklusive Wasserkraft - tragen nur wenig mehr bei als die traditionell in armen Ländern zum Kochen verbrannte Biomasse.

Gemäss dieser Statistik trägt Elektrizität aus Wind, Sonne, Biomasse und Geothermie weniger als 2% zur "Primärenergie" bei. Doch diese Statistik ist fragwürdig. Eine Kilowattstunde (kWh) Solarstrom wird wie eine kWh Primärenergie erfasst. Eine kWh Kohlestrom benötigt hingegen 3 kWh Kohle - auf Stufe Primärenergie; 2/3 geht im thermodynamischen Prozess verloren. Die Umwandlung von Sonnenstrahlung in Solarstrom ist noch weniger effizient, mag man einwenden. Also brauchen wir eigentlich 5 kWh solare Einstrahlung für 1 kWh Solarstrom. Wenn wir die solare Einstrahlung als Primärenergie betrachten, so ist der "solare Anteil" an der Primärenergie schon fünfmal grösser. Aber wenn wir die ganze Sonneneinstrahlung als Primärenergie einberechnen, die wir täglich nutzen - jeder Sonnenstrahl, der durch das Fenster meine Wohnung wärmt oder am Sandstrand auf meinen Bauch scheint - so würde die Primärenergie-Statistik explodieren, und der Anteil fossiler Energie wäre verhältnismässig minimal klein. Eine Umstellung der Statistik wäre daher nicht so einfach... Aber diese Betrachtung führt zur Erkenntnis, dass diese Art der Primärenergie-Statistik im und für das Jahrhundert der fossilen Energien entwickelt wurde. Das wichtigste in Kürze: 1 kWh erneuerbare Elektrizität ersetzt etwa 3 kWh fossile Energie.

Kohle wird vorwiegend für die Stromversorgung verbrannt, Erdöl dominiert den Mobilitäts-Sektor.  Das Heizöl wird in der Schweiz mehr und mehr durch Wärmepumpen verdrängt, welche aus eine kWh Elektrizität rund 3 kWh Wärme erzeugen - und damit 3 kWh Erdöl ersetzen. Ebenso ersetzt eine kWh Elektriztität in der Elektromobilität 3 kWh Erdöl. Dass der thermodynamische Verlust vom Verbrennungsmotor in der IEA Statistik nicht dargestellt ist und der Benzinverbrauch und nicht die mechanische Bewegungsenergie als "Endenergie" betrachtet wird, ist ein weiterer Fehler der IEA Statistik. Die effektiv benötigte mechanische Endenergie im Mobilitätssektor ist nur 1/3 und kann mit Elektromotoren weit effizienter bereitgestellt werden. Ein Motorrad braucht auf 50 km rund 2 Liter Benzin, das kostet rund 3 Franken. Ein e-Bike braucht dafür weniger als 1 kWh Strom, das ist mehr als 10x günstiger. 

 

Im wohlhabenden Europa mag man sich mehr um die Reichweitenangst sorgen, als dass reduzierte Betriebskosten relevant wären. Hunderttausende Moto-Taxi-Fahrer in afrikanischen Städten könnten es jedoch schon bald den Chinesen gleich tun und viel günstiger elektrisch unterwegs sein. 

 

Würden Chinesen gleich viel Autofahren wie US-Amerikaner, müsste sich die Erdölproduktion mehr als verdoppeln. Wenn sie auf Verbrennungsmotoren setzen. Das wäre realitätsfern. Um zukünftig über eine erneuerbare Elektrizitätsversorgung Asiaten und Afrikanern eine saubere Entwicklung zu ermöglichen und die globale Mobilitätsleistung zu verdoppeln, müsste sich der Zubau erneuerbarer Energien verzehnfachen. Das ist gigantisch, aber nicht utopisch, wie die Entwicklung der Vergangenheit zeigt. 

Der Photovoltaik-Zubau hat sich über die letzten 10 Jahre mehr als verzehnfacht. Heute wird weltweit von keiner Energie-Technologie mehr Kraftwerkleistung zugebaut als mit Photovoltaik. Diese Entwicklung mag ideologisch mit Fördergeldern in Europa angestossen worden sein, aber heute ist die Dynamik von der Konkurrenzfähigkeit getrieben. Klimapolitik mag zum Rückgang der Kohleförderung begrenzt beitragen, aber wichtiger ist wohl, dass Solarstrom heute in sonnigen Ländern unschlagbar billig ist. So können sonnenverwöhnte Länder ihre wirtschaftliche Entwicklung antreiben, wie es mit begrenzten fossilen Rohstoffen nie möglich wäre. Wer «America first» halten möchte, hätte wohl tatsächlich das Aufkommen der Solarindustrie noch konsequenter unterdrücken müssen. Doch heute kann man China kaum mehr davon abhalten, mit Wind- und Solarparks zu Kräften zu kommen. Ausser vielleicht - doch hoffentlich nicht - mit Atombomben. Letzteres mag noch der einzige rationale Grund, an ambitioniert-teuren Atom-Programmen festzuhalten.

Wie Sonnenergie Afrika verändert

Pay as you go Solar

Das Stromnetz von Kenia erreicht kaum 30% der Bevölkerung - vorwiegend die urbane. Bald könnte es mehr Solar Off-Grid Systeme geben als Netzanschlüsse. Jährlich werden in Kenia gut 30'000 Mini-Solarsysteme verkauft; seien es portable Leuchten mit kleinen Solarzellen auf der Rückseite oder kleine Plug-and-Play-Sets mit einem kleinen Solarmodul, Batterie und 3 Leuchten oder inklusive Ventilator und Fernseher. Ein Micro-Solar-Home-System kostet 150 bis 300 Dollar. Mehr als 10 Solarunternehmen bieten Pay-as-you-Go Finanzierungslösungen an, das heisst der Kunde überweist wöchentlich via Mobiltelefon eine Rate, ansonsten blockiert die Mobilfunkkarte im Solarsystem die Energieabgabe. 2002 hatte noch weniger als 10% Bevölkerung ein Mobiltelefon. Heute haben mehr als 80% der Kenianer ein Mobiltelefon, und rund ein Drittel der kenianischen Wirtschaftsleistung mit Mobiltelefon-Überweisungen abgewickelt. So wie in Kenia nie ein Festnetz aufgebaut wird, mag zukünftig auch die Energieversorgung ohne Netz funktionieren. In Ruanda haben heute 31% einen Netzanschluss, 11% nutzen Off-Grid-Lösungen. Die Regierung strebt für 2024 100% Elektrifizierung an, wobei die Verbreitung der dezentralen Solar-Systeme auf 48% der Bevölkerung fast eindrücklicher ist als der Netzausbau auf 52%. 

 

Früher gaben ländliche Haushalte jährlich rund 165 Dollar für Kerosen-Licht aus, plus etwa 36 Dollars für das Laden vom Mobiltelefon. Das heisst ein Solar-Home-System amortisiert sich in 1-2 Jahren. In manchen Regionen ist Kerosen jedoch nicht mehr die Preis-Benchmark - es wird nicht mehr verkauft, weil die meisten Taschenlampen oder ihr Mobiltelefon nutzen. Letzteres erklärt wiederum die Zahlungsbereitschaft für das Telefon-Aufladen. Das Afrika im Dunkeln sitzt, mögen Hilfsorganisationen auf der Suche nach Spenden proklamieren. Sofern verschenkte Solarleuten den Markt nicht zugrunde richten, brummt das Solar-Business. Ein Startup in Ruanda hat in wenigen Jahren ein Distributionsnetz mit 3000 Verkäufern aufgebaut.

Elektrifizierung wie vor 100 Jahren in der Schweiz

In Burkina Faso funktioniert die ländliche Elektrifizierung ähnlich wie in der Schweiz vor 100 Jahren. Der Fond du Développement de l'Electrification fördert die Gründung von Elektrizitätsgenossenschaften in den Dörfern. Burkina Faso zählt mittlerweile rund 285 Elektrizitätsgenossenschaften, in denen sich Dorfbewohner zum Aufbau eines lokalen Stromnetzes zusammenschliessen. Dies erinnert an die Elektrifizierung in der Schweiz vor 100 Jahren – die Elektrifizierung erfolgt dezentral, ein staatlicher Netzbetreiber vernetzt die Dörfer.

 

Die CoopEl von Sapone wurde 2004 gegründet, bezieht ihren Strom für 18 Rp/kWh vom nationalen Stromversorger und verkauft diesen für rund 22 Rp/kWh im eigenen Verteilnetz an 794 Mitglieder weiter. Eine Solarstromanlage mit 30 kWp - kaum grösser als ein Scheunendach - kann den teuren Bezug aus dem Hochspannungsnetz um 25 Prozent reduziert. Der PV-Investor kann mit rund 5% Rendite rechnen, das Dorf profitiert von einem reduzierten Stromtarif, und der nationale Stromversorger wird nicht böse sein, wenn er den Strom anderweitig verkaufen kann - damit kann ein Stromausfall anderswo vermieden werden. 

 

Natürlich hat die CoopEl bereits eine kleine Solaranlage auf ihrem Bürogebäude, um auch bei Stromausfall arbeiten zu können. Die Elektrizitätsgenossenschaft ist ein gutes Beispiel der dezentralen Verantwortung, der lokalen Entwicklung mittels Selbsthilfe. Das politische Erbe der französischen Kolonialzeit ist einer solchen Entwicklung in anderen Bereichen nicht dienlich. Über das Budget der Dorfschule entscheidet nicht die Gemeinde. Alle Steuern werden in der Hauptstadt einkassiert und von zentraler Stelle wieder verteilt. So kann man endlos über korrupte Minister lamentieren, aber kaum etwas bewegen. Wenn der Verantwortliche beim staatlichen Energieversorger einen Onkel hat, der im Verwaltungsrat der Erdöl-Gesellschaft sitzt, wird wohl weiter Dieselstrom produziert werden. Doch ökonomisch wird der Vormarsch der Solartechnologie in Burkina Faso kaum zu stoppen sein.

Solar versus Diesel

Während der Stromumsatz in Afrika überschaubar ist, fliesst viel Kaufkraft in fossile Brennstoffe, ins Transportwesen. Transportleistungen sind in Afrika teurer als in Europa; die Infrastruktur ist schwach, und der teuer importierte Diesel muss ebenso über tausende Kilometer landeinwärts transportiert werden. Der Energieverbrauch von Benin in Westafrika basiert zu 38% auf Erdöl, das zu 95% ins Transportwesen fliesst. 60% macht die Biomasse aus, welche täglich zum kochen verbrannt wird. Nur 2% vom Energieverbrauch ist elektrisch, und 85% der Elektrizität wird aus den Nachbarländern importiert. In einem solch kleinen Strommarkt kann Solarstrom zügig Marktanteile gewinnen. Der von der USA geförderte "Millenium Challenge Benin 2" sieht bis 2020 den Bau von 4 Solarparks mit total 46 MW vor. Diese könnten dann bis zu 30% zu der inländischen Stromproduktion beitragen. In nördlichen Burkina Faso mit doppelt so vielen Einwohnern ging Ende 2017 der grösste Solarpark Afrikas mit 33 MW ans Netz und liefert nun 5% vom nationalen Strombedarf, halb so teuer wie der damit substituierte Dieselstrom. 

 

Man kann sich fragen, ob Megawatt-Solarparks oder Micro-Solar-Home-Systems oder Insel-Dorfnetze sich durchsetzen werden; dass Solar gegen Diesel ökonomisch durchsetzt, ist hingegen klar. Sofern politische Interessensvertreter, die vom Erdölgeschäft profitieren, nicht stark genug sind, um die schöpferische Zerstörung zu unterbinden. Hier sei wieder auf Daran Acemoglu verwiesen, der annimmt, dass afrikanische Herrscher durchaus wissen mögen, dass eine liberale Politik den allgemeinen Wohlstand fördert. Aber die herrschenden Elite, die seit der Kolonialzeit gut mit Europa und den Erdölkonzernen geschäftet, mag ihre Privilegien nicht riskieren wollen. Hierzu ein Beispiel aus Nigeria. Benin bezieht einen stattlichen Teil seines Stromverbrauchs aus Nigeria, doch die Bevölkerung von Nigeria kann kaum auf das Stromnetz zählen. Ein Unternehmen, der jährlich rund 10'000 Wasserpumpen installiert - früher mit Diesel, heute Solar - betreibt sein Büro in auf der wohlhabenden Victoria Island Off-Grid mit Photovoltaik. Vor allen anderen Büros und Hotels der 18-Millionen-Metropole Lagos brummen Dieselgeneratoren. Die Dieselgenerator-Lobby ist mächtig und hat kein Interesse an einem funktionierenden Stromnetz, meint der Unternehmer. Bald könnten die Stromversorgung in abgelegenen Off-Grid Dörfer eine besser funktionieren als in der Hauptstadt. Wobei bevor der Solarmarkt an Fahrt gewinnt nun die Steuerbefreiung auf Solarmodule aufgehoben wird. 

 

Nigeria ist Erdölproduzent. Ein Gericht hat kürzlich zwei Shell Manager zu Haftstrafen verurteilt, weil sie einem älteren Urteil nicht folge leisten: Das Land, auf dem der grösste Ölterminal vom Land steht - an dem der Staat namhaft beteiligt ist - soll an die Urbevölkerung zurück gegeben werden. Shell sagt, man habe sich mit den lokalen Land Lords auf Entschädigungszahlungen geeinigt - man sei sich keiner Schuld bewusst. Die Rechtssicherheit mag nicht einfach sein. Sicher ist, dass das Erdöl der lokalen Umwelt zusetzt, dass es Nigeria relativ reich aber auch korrupt macht. 

 

Über 50’000 Franken flossen über die letzten Jahre in die Diesel-Notstromversorgung einer Mittelschule in der südöstlichen Provinz Enugu. Es gibt einen Netzanschluss - aber keinen Stromzähler. Die Schule bezahlt monatlich pauschal 12 Franken pro Monat - ab und zu gibt‘s Strom dafür. Aber meist läuft der Generator - ohne wäre der Computerunterricht nicht möglich. Wenn der Strom nicht pro kWh abgerechnet wird, ist es für den Stromversorger wohl attraktiver, die Elektrizität in Nachbarländer zu exportieren. Die Solarstromanlage, welche auf der Schule installiert wurde, sollte sich gegenüber den Diesel-Kosten in 4 Jahren amortisieren.

Dass die PV-Anlage mehr als 5 Jahre funktioniert, ist vorerst nicht mehr als eine Hoffnung, aber immerhin hat der ausgewählte Solarinstallateur in den letzten 5 Jahren rund 400 PV-Anlagen gebaut. Bekannte Markenprodukte sind auf dem nigerianischen Markt jedoch kaum verfügbar. Auch in Europa werden vorwiegend chinesische Module verbaut - aber solche von Top-Ten-Unternehmen mit Zehntausenden von Angestellten. In Afrika trifft man an Strassenrand überall völlig unbekannte PV-Modulmarken. "Sunpower" steht auf den Modulen - Sunpower ist ein börsenkotierter Qualitätshersteller - der Artikel-Nummer auf Google folgend stösst man hingegen auf Renepv, einen kaum bekannten chinesischen Hersteller. Der Wechselrichter ist eine Eigenmarke, langlebige Lithium-Batterien sind unüblich. Qualitätssicherung ist ein wichtiges Thema. Wie wird die Distribution guter Produkte organisiert, wie überzeugt man den Kunden mit welchem Preis - das sind die Marketing-Fragen.  

Mobilität

Die Technologie und die Wirtschaftlichkeit ist gegeben, jetzt braucht es Unternehmertum für die Umsetzung. Wenn es darum geht, abgelegene Gesundheitszentren mit Strom zu versorgen, welche kein Budget für irgendwelche Energie haben, mögen von Spenden lebende Organisationen noch eine gewisse Daseinsberechtigung haben. Wenn es hingegen darum geht, Millionenausgaben für Erdöl Richtung erneuerbare Energien umzulenken, ist dies ein grosses Geschäft. 180'000 Motorrad-Taxis sind in Cotonou, der Hauptstadt von Benin unterwegs. Es gibt keine andere öffentliche Verkehrs-Infrastruktur. Ein Motorrad frisst auf 100 km rund 4 Liter Treibstoff, was rund 4 CHF kostet. Ein Elektro-Motorrad braucht für die gleiche Leistung vielleicht 4 kWh, was solar-produziert vielleicht 1 CHF kostet. In China werden jährlich rund 30 Millionen Elektro-Zweiräder verkauft. Es ist eine Frage der Zeit und des Unternehmertums, bis sich Elektro-Mobilität in Afrika durchsetzt. Elektromobilität in einem Land, wo die Hälfte der Bevölkerung kein Strom hat, klingt vorerst fragwürdig. Aber mit Solarstrom ist alles möglich - und günstiger. 

 

Die in Europa vorhandene Herausforderung der saisonalen Energiespeicherung ist in Afrika und Indien weitgehend hinfällig.

Wie reagiert Europa?

Der Aufstieg des Westens ist eng mit der Erschliessung fossiler Brennstoffe verbunden - wer möchte sonst in dem kalten Klima leben? Um über die kalte Jahreszeit genug Energie zu haben, kann neben winterlastiger Windenergie und Biomasse-Verstromung auch Power-to-Gas eine wesentliche Rolle spielen: Die saisonale Speicherung von überschüssigem Solarstrom als Gas. Wärmepumpe verdrängt Heizöl...

 

Kaum ein Markt ist so unfrei wie der Energiemarkt. Bei den fossilen Brennstoffen sind es monopolistische Strukturen, bei der Elektrizität dominieren staatliche Unternehmen. Weniger liberale Kräfte mögen hier eine Chance wittern. Der Staat soll es richten. Die Politik mag ambitionierte Ziele zum Ausbau erneuerbarer Energie vorgeben. Bei den kantonalen Stromversorgern sitzen Regierungsräte im Verwaltungsrat. Ob diese jedoch die politischen Wünsche nach mehr erneuerbarer Energie durchdrücken sollen, oder verpflichtet sind, «im Interesse vom Unternehmen» zu wirken, ist umstritten. So manches Elektrizitätswerk profiliert sich heute mit einer Abteilung für erneuerbare Energien – und ruiniert damit private Pioniere der Branche. BKW kauft Haustechnik-Firmen und Solar-Dienstleiter – ist das der richtige Weg? Umgekehrt bezahlen die gleichen Elektrizitätswerke keine kostendeckende Verfügung für Solarstrom. EKZ überbietet private Solargenossenschaften bei den Dachnutzungsentschädigungen. Und baut dann doch nicht. Oder aber die höheren Nutzungsentgelte sind nur möglich, weil das Elektrizitätswerk den selbst produzierten Solarstrom in sein Ökostromprodukt einpreist, dem privaten Produzenten hingegen einen analog-kostendeckenden Rückliefertarif aber verwehrt. 

 

 

In Arbeit...

KEV boom. Das per 1.1.2018 in Kraft getretene neue Energiegesetz soll es privaten erlauben, Solarstrom zum Eigenverbrauch im Mehrfamilienhaus zu vermarkten.

ibee studer

Lehnstrasse 45a

Postfach 1031

CH-9001 St.Gallen

 

Inhaber:

Heinrich Lüthi-Studer

Dipl. Betriebsingenieur ETH

Dipl. Energieingenieur NDS/FH

 

Tel. Büro 081 740 26 34

Tel. Mobil 078 621 78 82

hs@ibee-studer.net

 

Bürozeiten: Di / Mi / Fr 8-18 Uhr

 

Verband unabhängiger Energieerzeuger VESE -

eine Fachgruppe der SSES

ibee studer engagiert sich in der Geschäftsleitung

www.vese.ch

Empfehlenswerte Solargenossenschaften:

Genossenschaft Solar St.Gallen, gegründet 2012, produziert Solarstrom für über 300 Haushalte. Innert 3 Jahren hat ibee studer Projekte mit über 1000 kWp ans Netz begleitet.

www.solar-sg.ch

ADEV Energiegenossenschaft bzw. ADEV Solarstrom AG, Betreiber von über 50 Solarstromanlagen in der ganzen Schweiz, sowie Wasser-/Windkraftanlagen und Holz/BHKW-Wärmeverbünden. Hierfür habe ich gearbeitet, bevor ich in St.Gallen selbstständig wurde.

www.adev.ch 

Befreundete Energiefachleute:

 

INES Energieplanung GmbH

www.ines-energy.ch (Bern)

 

EBF GmbH Energy Biosphere Food

www.ebf-gmbh.de (Heppenheim)