"It's the efficiency, stupid!" Mit dieser Anleihe beim früheren US-Präsidenten Bill Clinton ist eigentlich alles erklärt: warum erneuerbare Energien mittlerweile die globale Investitionstätigkeit im Energiesektor dominieren, warum die Ablösung des Verbrenners durch Elektrofahrzeuge mit so hoher Dynamik voranschreitet oder warum Heizen mit Wärmepumpen auch in Deutschland bald das Normalste der Welt sein wird.
Denn vor lauter politischer Aufladung wird oft übersehen, dass hinter der "großen Elektrifizierung" eher Industriemechanik steckt als parteiprogrammatische Vorlieben: Effizienz senkt Kosten. Niedrige Emissionen schonen die Gesundheit. Und elektrische Anwendungen sind leistungsfähiger.
So simpel ist das. Sobald hingegen chemische Energieträger ins Spiel kommen, wird es ineffizient, egal ob sie aus der Erde geholt oder aus erneuerbarem Strom hergestellt und verbrannt oder in Brennstoffzellen genutzt werden.
Warum also der Widerstand?
Als sich elektrisches Licht nach 1880 erst im öffentlichen Raum und später in Privathäusern durchsetzte, als erste Elektromotoren in Fabrikanlagen Einzug hielten oder die ersten Automobile die Pferdekutsche verdrängten, geschah das aus genau den drei genannten Gründen.
Ebenso, als erst Gasherde sich gegen Holz- und Kohleherde durchsetzten und später selbst von Elektroherden verdrängt wurden.
Auch wenn diese Veränderungen aus heutiger Perspektive banal wirken: Es waren oft Revolutionen mit tiefgreifenden Auswirkungen auf die jeweilige Wirtschaft und den Alltag der Menschen. Ganze Branchen wurden abgeschafft oder in Nischen verbannt, vom Stellmacher bis zum Kutscher, vom Kerzenmacher bis zum Treidelknecht.
Verbrennen als Kulturgut?
Bei vielen dieser Umbrüche waren deutsche Unternehmen Vorreiter und sind zu tragenden Säulen unserer Wirtschaft geworden. Verbrennungsmotoren, elektrische Maschinen, Transformatoren – Namen wie Siemens, Otto, Benz oder Diesel haben diesen Teil der Technikgeschichte geprägt.
Tim Meyer
hat Elektrotechnik studiert und am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) promoviert. Nach Tätigkeiten in der Fraunhofer-Gesellschaft, der Industrie und als Gründer im Solarstrommarkt war er zuletzt Vorstand bei der Naturstrom AG. Heute ist er als Berater und Interimsmanager für Energieunternehmen tätig.
Ob Hersteller, Zulieferer oder Forschungsinstitute: Die deutsche Unternehmens- und Wissenschaftslandschaft ist voll von renommierten Adressen für die Verbrennung – im Osten wie im Westen.
Vielleicht gerade deshalb fällt es in Deutschland schwerer als anderswo, sich vom Alten zu verabschieden: Das Verbrennen von Sachen scheint regelrecht Kulturgut geworden zu sein.
Das ändert aber nichts daran: Es sind die großen Effizienz- und damit Kostenvorteile, der Komfortgewinn und die ökologischen Vorzüge elektrischer Anwendungen, die die genannten Veränderungen treiben.
Die Grafik oben zeigt exemplarisch die Effizienzfortschritte entlang einiger Technologiepfade. In der Box weiter unten wird ein konkreter Effizienzvergleich für die Mobilität und das Heizen angestellt.
Was also tun, wenn bisherige Erfolgstechnologie überholt wird? Vor allem eins: Rahmenbedingungen schaffen, in denen unsere Unternehmen erneut als Vorreiter dabei sein können.
Oder wir halten es mit Armin Laschet und bleiben "standhaft und verlässlich", wenn uns der Wind der Veränderung ins Gesicht bläst. Werden dann aber abgehängt und in Nischen versauern.
Der Treppenwitz der Geschichte: Rückblickend vermisst niemand Kerzen als einzige Lichtquelle, Holzfeuer als einzige Kochgelegenheit, die Dampfmaschine, das Ford-Modell T oder den Kachelofen. So wird es in 20 Jahren auch mit dem Abschied vom Verbrenner und vom Gaskessel sein.
Die Wasserstoffroute – warum Effizienz "grüne Moleküle" zum Fahren oder Heizen ausschließt
Verbrennungsmotoren sind nach 150 Jahren faszinierend ausgereifte Maschinen. Aber eben auch weitgehend ausentwickelt. Nimmt man einen optimistischen Wirkungsgrad von etwa 25 Prozent vom Brennstoff zur Antriebsleistung an und etwa 50 Prozent Wirkungsgrad bei der Herstellung von E‑Fuels aus erneuerbarem Strom, landet man bei etwa 12,5 Prozent Gesamteffizienz dieser Kette.
Selbst wenn E‑Fuels zukünftig etwas effizienter hergestellt werden könnten – sie haben keine Chance gegenüber den heute bereits erreichten rund 75 Prozent von Elektrofahrzeugen, die trotz der atemberaubenden Fortschritte der letzten Jahre immer noch am Anfang ihrer Lernkurve stehen.
Ein ähnliches Bild ergibt sich beim Heizen: Eine Gastherme hat bezogen auf den Brennwert einen Wirkungsgrad von knapp über 100 Prozent. Besser geht's nicht. Würde man statt mit Erdgas mit Wasserstoff heizen, wären also nur der Wirkungsrad der Wasserstoffherstellung, Transportverluste und ähnliches abzuziehen. Sagen wir optimistisch: 60 Prozent des zur Herstellung eingesetzten erneuerbaren Stromes kommen als Heizenergie im Kessel an. Gar nicht mal so schlecht im Vergleich zur Gastherme.
Unschlagbar ist die Wärmepumpe dennoch, weil sie vor allem Umweltwärme aus der Luft, dem Boden oder Wasser zieht und unter realen Bedingungen um die 300 Prozent Wärmeenergie aus dem eingesetzten erneuerbaren Strom macht. Wie bei der Elektromobilität zeigt sich ein Effizienzvorteil von insgesamt einem Faktor fünf bis sechs gegenüber der Wasserstoffroute.
