Netto-Null-2050: Energiewende als globaler Systemumbau

Die Energiewende stellt einen globalen Systemumbau dar, der Energie, Infrastruktur, Industrie und Gesellschaft gleichermaßen betrifft. Das zeigte Johann Walter Kolar (TU Wien/ETH Zürich) mit seinem Vortrag „Netto-Null-2050 — Energy Moonshot oder Mission Impossible?“ bei der High Profile Lecture des OVE gemeinsam mit der TU Wien. 

Wachsender Energiebedarf mit ökologischen Auswirkungen

Zu Beginn ging Kolar auf den weiterhin stark wachsenden Energiebedarf ein: Seit 1980 hat sich die Weltbevölkerung von 4,4 auf rund 8 Milliarden Menschen erhöht, während der Energiebedarf von etwa 10 auf über 20 TW gestiegen ist, das bedeutet heute rund 2,6 kW Dauerleistung pro Person. Prognosen gehen von rund 10 Milliarden Menschen und weiter steigender Energienachfrage aus, insbesondere außerhalb der OECD.

Gleichzeitig sind die ökologischen Konsequenzen massiv: Feinstaubbelastung (PM2.5) verursacht jährlich Millionen Todesfälle, während die globale Durchschnittstemperatur seit 1960 um etwa 1 °C gestiegen ist, mit deutlich stärkeren regionalen Effekten bis hin zu +4 °C in arktischen Regionen.

Integration Erneuerbarer ins Energiesystem als Herausforderung

Vor diesem Hintergrund ordnete Kolar in seinem Vortrag das Ziel „Netto‑Null 2050“ ein. Die Dimension der Transformation ist enorm: Der Anteil Erneuerbarer Energien muss von heute etwa 10–15 % auf bis zu 50–70 % steigen. Dafür wären ein Ausbau von Solar- und Windenergie um den Faktor 15–20 sowie ein massiver Netzausbau notwendig. Auch finanziell handelt es sich um einen „Moonshot“: Rund 9 Billionen USD pro Jahr bzw. etwa 275 Billionen USD bis 2050 wären zu investieren, so Kolar.

Dabei liegt die Herausforderung nicht im Energieangebot. Solarenergie allein stellt ein Vielfaches des globalen Bedarfs bereit. Entscheidend ist vielmehr die Integration in ein stabiles Energiesystem, und genau hier entstehen die zentralen technischen Probleme: 

• Erstens weisen Erneuerbare Energien niedrige Kapazitätsfaktoren auf: Photovoltaik erreicht im Schnitt etwa 20 %, in Mitteleuropa teilweise nur rund 12 %, Wind etwa 30 %.
• Zweitens ist die Energiedichte gering: Für die gleiche Energiemenge benötigen Wind- und PV‑Anlagen ein Vielfaches der Fläche konventioneller Kraftwerke.
• Drittens führt die hohe Volatilität zu einem massiven Speicherbedarf. Tages‑ und saisonale Schwankungen („Dunkelflauten“) machen Speicherlösungen über unterschiedliche Zeitskalen erforderlich, von Batterien bis hin zu chemischen Speichern wie Wasserstoff.
• Viertens sind umfangreiche Netzinfrastrukturen notwendig. Energie muss oft über große Distanzen transportiert werden, etwa von wind- oder sonnenreichen Regionen zu Verbrauchszentren. Technologien wie HVDC (Hochspannungsgleichstrom) spielen dabei eine zentrale Rolle.

Zusätzlich erschweren sogenannte „Hard‑to‑Abate“-Sektoren, etwa Luftfahrt, Schifffahrt oder Stahlproduktion, die Dekarbonisierung. Sie benötigen weiterhin energiedichte, oft chemische Energieträger wie Wasserstoff oder synthetische Kraftstoffe, allerdings mit deutlichen Effizienzverlusten gegenüber direkter Elektrifizierung.

Energiewende technisch möglich, aber Umsetzung komplex

Die zentrale Schlussfolgerung von Johann Walter Kolar lautete daher: Die Energiewende ist technisch möglich, aber in der Umsetzung komplex. Sie erfordert nicht nur neue Technologien, sondern vor allem ein systemisches Verständnis und eine tiefgreifende Transformation aller Energiesektoren.

Damit bleibt die Energiewende ein klassischer „Energy Moonshot“: ambitioniert, kostenintensiv und herausfordernd aber grundsätzlich realisierbar, sofern Technologie, Infrastruktur und globale Zusammenarbeit gemeinsam gedacht werden.