Australiens Marsch in Richtung 100 Prozent saubere Energie

Diese Geschichte erschien ursprünglich auf Canary Media und ist Teil der Climate Desk -Zusammenarbeit.

Australien hat sich auf einen realistischen Weg begeben, um das zu erreichen, wovon Klimaaktivisten auf der ganzen Welt schon lange träumen: sein Stromnetz vollständig mit erneuerbarer Energie zu betreiben.

Der australische Energiemarktbetreiber AEMO überwacht die Strommärkte des Landes. Der wichtigste davon ist der National Electricity Market, der rund 90 Prozent der Verbraucher versorgt, abzüglich abgelegener Gebiete und der Westküste. In Spitzenzeiten verbraucht das System 38 Gigawatt Strom – mehr als der Spitzenverbrauch des Staates New York. In den letzten fünf Jahren hat AEMO intensiv untersucht, wie das Land, dessen Kohlekraftwerke altern und das Atomenergie vor Jahrzehnten verboten hat, dieses Netz allein mit erneuerbaren Energien betreiben kann.

„Das ist kein Ansatz von Klimaaktivisten“, sagte AEMO-CEO Daniel Westerman gegenüber Canary Media. „Unsere alten Kohlekraftwerke gehen kaputt; sie werden stillgelegt“, sagte er. „Sie werden durch die kostengünstigste Energie ersetzt, nämlich erneuerbare Energien, die durch Speicher und Übertragungsnetze abgesichert sind. Wir werden für die Winterflaute noch etwas Gas haben. Genau das passiert.“

Die Bemühungen Australiens könnten einen Machbarkeitsnachweis dafür liefern, wie ein Land mit einer florierenden, modernen Wirtschaft seine Elektrizitätsversorgung rasch von fossilen Brennstoffen – hauptsächlich Kohle und etwas Gas – auf Wind-, Solar-, Speicher- und andere erneuerbare Energiequellen wie Wasserkraft umstellen kann.

„Eine 100-prozentige Versorgung mit erneuerbaren Energien ist nicht unmöglich“, sagte Jesse Jenkins, Professor an der Princeton University, der die Netto-Null-Strategien der USA untersucht hat. ​„Australien hat dafür bessere Chancen als fast jeder andere Ort.“

Bisher ist der Anteil erneuerbarer Energien an der jährlichen Stromproduktion auf etwa 35 Prozent gestiegen , während Kohle mit 46 Prozent immer noch führend ist, so die Internationale Energieagentur.

Da dieser Übergang in erster Linie von Marktkräften und nicht von gesetzlichen oder regulatorischen Vorgaben getrieben wird, konnte Westerman nicht mit Sicherheit sagen, wann Australien die 100-Prozent-Marke erreichen wird. Er geht jedoch davon aus, dass bis 2035 90 Prozent der australischen Kohleverstromung verschwunden sein werden und der Rest im Laufe des Jahrzehnts zum Erliegen kommen könnte.

Der dringlichere Meilenstein wird jedoch der erste Tag des Landes ohne Kohlestrom sein. Dieser könnte aufgrund einer Kombination aus Wettbewerbskräften und mechanischen Problemen in den alternden Kraftwerken deutlich früher eintreten. Westerman hat diesen Meilenstein bereits erlebt: Er leitete 2017 das britische Stromnetz, als es den ersten Tag seit der industriellen Revolution ohne Kohle lief. Das letzte britische Kohlekraftwerk wurde sieben Jahre später, im Jahr 2024, stillgelegt .

AEMO habe ein klares Gespür dafür entwickelt, was nötig sei, um die Stromversorgung auch dann aufrechtzuerhalten, wenn die Kohlekraftwerke ausfallen, sagte er. Es gehe darum, ​„die nötige Ausrüstung im Boden zu installieren“, insbesondere die unattraktiven Maschinen, die ein stabiles Stromnetz aufrechterhalten können, wenn große, mit fossilen Brennstoffen betriebene Generatoren fehlen.

„Es ist jetzt eher ein physisches Problem als eine intellektuelle Herausforderung, eine Herausforderung, bei der niemand weiß, wie das geht“, sagte Westerman. „Wir können damit umgehen.“

Die Aussichten für Australien im Bereich erneuerbare Energien sind aus mehreren wichtigen Gründen gut.

Zum einen genieße das Land deutliche geografische Vorteile, so Jenkins: Es erstreckt sich über eine sonnige, windige Landmasse von der Größe der Vereinigten Staaten, muss aber nur 27 Millionen Menschen versorgen. (In den USA sind es fast 13-mal mehr.)

Auch politisch hat es Vorteile. Australien verfügt über einen nationalen Markt für den Energiesektor, wodurch sich Technologien schneller verbreiten können als in Ländern mit uneinheitlichen Regelungen (wie den USA) oder starken Monopolstellungen (wie den USA). Darüber hinaus hat Australien den US-amerikanischen Protektionismus im Bereich der sauberen Energie vermieden, sodass es reichlich billige chinesische Importe gibt.

Im vergangenen Monat lag der Anteil erneuerbarer Energien am nationalen Strommarkt für eine halbe Stunde bei über 77 Prozent, so Westerman. Netzengpässe verhinderten einen noch höheren Wert. Der Bundesstaat South Australia erzeugt regelmäßig mehr Strom aus erneuerbaren Energien als er verbraucht und liefert den Überschuss an seine Nachbarn.

Australien ist nicht nur bei großen Mengen erneuerbarer Energien und großen Batterien führend. Vier Millionen Haushalte produzieren Solarstrom auf ihren Dächern; vor einigen Wochen deckten diese Haushalte vorübergehend 55 Prozent des Bedarfs auf dem nationalen Strommarkt, sagte Westerman.

„Die Australier lieben Solaranlagen auf ihren Dächern“, sagte er. ​„Wir haben die höchste PV-Dachdurchdringung der Welt und sie ist eine der treibenden Kräfte unserer Energiewende.“

Westerman wies auf ein großes technisches Hindernis hin, das auf dem Weg zu 100 Prozent erneuerbaren Energien hürde, und dieses sei nicht das, was viele Menschen erwarten.

Die größte Hürde für die Einführung eines vollständig erneuerbaren Systems sei der Aufbau „rotierender Maschinen im Netz, die nicht unbedingt Strom erzeugen“, sagte Westerman.

Die rotierende Masse der Generatoren der alten Kohlekraftwerke lieferte ​„wesentliche Systemdienstleistungen“, die über die bloße Erzeugung von Kilowattstunden hinausgingen. Diese Dienstleistungen sind außer Netzingenieuren kaum bekannt, aber sie werden unter Namen wie Spannungsstützung, Frequenzregelung, synchrone Trägheitsmomente und Blindleistung bezeichnet. Westerman beschreibt sie als ​„Stoßdämpfer … um den ständigen Erschütterungen und Störungen standzuhalten.“

„Die Folge fehlender Systemsicherheit sind Spanien und Portugal“, sagte er und bezog sich dabei auf die landesweiten Stromausfälle im Frühjahr, die auf eine mangelnde Kontrolle der Spannungspegel zurückgeführt wurden.

Wenn die Kohlekraftwerke vom Aussterben bedroht sind, muss etwas anderes diese Aufgaben übernehmen. Batterien können einige dieser Aufgaben übernehmen. Westerman macht sich jedoch Sorgen um einen Fehlerstrom , der für den Betrieb der netzweiten Sicherungen oder Leistungsschalter erforderlich ist, die Geräte vor Problemen wie Kurzschlüssen schützen.

Eine Möglichkeit hierfür ist der Bau sogenannter Synchronkondensatoren. Diese bestehen aus einem rotierenden Metallblock, der sich ohne die Verbrennung fossiler Brennstoffe drehen kann. Doch der Bau neuer Infrastrukturen für einen einzigen Zweck ist teuer, insbesondere wenn die Energiemärkte diese Netzdienstleistung derzeit nicht honorieren.

Westerman spricht sich für eine weitere Option aus, die in den USA in der Debatte um die Dekarbonisierung kaum Beachtung findet: den Einbau einer Kupplung in bestehende Gaskraftwerke , und zwar auf der Welle zwischen der brennstoffbetriebenen Turbine und dem laufenden Generator. Die Kupplung isoliert den Generator, sodass er mit einem relativ geringen Stromstoß und ohne die Verbrennung fossiler Brennstoffe weiterlaufen kann. Dieser Ansatz hält das Gaskraftwerk auch an den von Westerman als „kalt, dunkel und windstill“ bezeichneten Tagen, an denen die erneuerbaren Energien nicht ausreichen, in Betrieb. Solche Kraftwerke könnten irgendwann auf Biokraftstoffe oder sauberen Wasserstoff statt fossilem Gas umsteigen.

„[Die Kupplung] ist wie Technologie aus den 50er Jahren – sie ist wirklich langweilig“, sagte Westerman („langweilig“ ist für Netzbetreiber das höchste Lob). ​„Die Grenzkosten für den Einbau sind im Vergleich zu den Kosten des Kraftwerks so gut wie nichts.“

Das Unternehmen SSS baut solche Kupplungen seit Jahrzehnten. Eine davon ist im Gaskraftwerk Townsville im Bundesstaat Queensland kurz vor der Inbetriebnahme. Siemens Energy baut sie zu einem sogenannten „hybriden rotierenden Netzstabilisator“ um. Laut Siemens handelt es sich dabei um den weltweit ersten Umbau einer Gasturbine dieser Größe.

Diese spezielle Nachrüstung dauerte etwa 18 Monate und erforderte die Verlagerung einiger Zusatzkomponenten in Townsville, um Platz für die neue Kupplung zu schaffen . Die Umrüstung ist zwar nicht sofort erledigt, aber deutlich einfacher als der Bau eines neuen Synchronkondensators von Grund auf und kostet laut Siemens etwa die Hälfte.

Einige neuartige Langzeitspeichertechniken verfügen ebenfalls über eine eigene rotierende Masse. Das kanadische Startup Hydrostor rechnet damit, Anfang nächsten Jahres mit dem Spatenstich für ein vollständig genehmigtes und vertraglich vereinbartes Projekt in Broken Hill, einer Stadt tief im Outback von New South Wales, zu beginnen.

Broken Hill gab BHP seinen Namen. Das Unternehmen begann dort 1885 als Silbermine und entwickelte sich zu einem der größten Bergbauunternehmen der Welt. In jüngerer Zeit war die Wüstenlandschaft Schauplatz der postapokalyptischen Verfolgungsjagden in Mad Max 2. Heute leben dort rund 18.000 Menschen, am Ende einer langen Leitung, die an das größere Stromnetz anschließt.

Hydrostor wird die lokale Stromversorgung sichern, indem es einen unterirdischen Hohlraum aushebt und Luft hineinpresst. Durch das Ablassen der Druckluft wird eine Turbine angetrieben, die bis zu acht Stunden lang bis zu 200 Megawatt regeneriert. Damit wird die Gemeinde versorgt, wenn die Netzverbindung ausfällt, und ansonsten sauberer Strom in das größere Netz eingespeist.

Doch anders als Batterien verwendet die Technologie von Hydrostor Generatoren der alten Schule und seine Kompressoren tragen zusätzlich zum rotierenden Metall bei.

„Wir haben eine Kupplung speziell für New South Wales entwickelt, weil dort die Trägheit benötigt wird“, sagte Hydrostor-CEO Jon Norman. „Es ist ganz einfach; es ist wie die Kupplungen in einem Standardauto.“

Der Übertragungsnetzbetreiber Transgrid habe ein Ausschreibungsverfahren durchgeführt, um die beste Lösung für die Systemsicherheit von Broken Hill zu finden, falls das Unternehmen unabhängig vom Netz arbeiten müsse, sagte Norman. Die Analyse habe sich für Hydrostors Angebot entschieden, bei der Installation der Maschinen lediglich eine Kupplung einzubauen.

Das Projekt muss noch gebaut werden, aber wenn neue saubere Speichertechnologien die Netzsicherheit gewährleisten könnten, müsste nicht alles von den unheilvollen Gaskraftwerken kommen, die noch immer im Netz schlummern.

„In Australien herrscht eine andere Stimmung – man ist auf dem richtigen Weg, holt sie euch, setzt mich in den Bus“, sagte Audrey Zibelman, die amerikanische Netzexpertin, die AEMO vor Westerman leitete. „Wenn man entschlossen ist, zu sagen, wie man am besten vorgeht, anstatt zu fragen, warum es schwierig ist oder warum es nicht funktioniert, dann ergeben sich die Lösungen.“