Energiesystem der Zukunft

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Grafik: Sauer Marketing

Welche Rohstoffe brauchen wir für die Energiewende und haben wir genug davon? Und wie kann die Künstliche Intelligenz beim Energiesparen helfen? Darum ging es bei "Akademie im Gespräch".

So kontrovers bei „Akademie im Gespräch“ gewöhnlich diskutiert wird, so einig waren sich alle Beteiligten auf der Veranstaltung „Energiewende – aber wie?“ am 6. Juni im Alten Rathaus in Göttingen über das gemeinsame Ziel: Fossile Energieträger müssen durch erneuerbare ersetzt werden, um den CO2-Ausstoß zu verringern. „Das kann aber keine Diskussion über den Weg dorthin ersetzen“, gab Dr. Jonas Maatsch, Generalsekretär der Niedersächsischen Akademie und Moderator des Abends, eingangs zu bedenken. Dabei wies er auf zwei wesentliche Herausforderungen hin: Die erforderlichen Rohstoffe müssten zur Verfügung stehen und neue Abhängigkeiten, etwa von Sonne und Wind, mitgedacht werden.

Zwei Referenten nahmen zu diesen Themenkomplexen in einem Impulsreferat Stellung. Prof. Gerhard Wörner, der bis zu seinem Ruhestand die Abteilung Geochemie am Geowissenschaftlichen Zentrum der Universität Göttingen leitete und seit 2003 ordentliches Akademiemitglied ist, widmete sich der Frage, welche Menge an Rohstoffen gebraucht werde und ob die Versorgung bei dem dramatisch steigenden Bedarf gesichert sei. Die Informatikerin Dr. Nicole Ludwig von der Universität Tübingen, Leiterin der Forschungsgruppe „Maschinelles Lernen in nachhaltigen Energiesystemen“ legte dar, wie der Energieverbrauch mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) effizienter gestaltet werden könnte. Ludwig war 2023 von der Akademie mit dem Nachwuchspreis der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Klasse ausgezeichnet worden.
Wörner ließ keinen Zweifel daran, dass Deutschland als Industrienation eine besondere Verantwortung für die Energiewende trage und kritisierte: „Wir haben ein Problem, und es wird nicht entsprechend reagiert.“ Mit erschreckenden Zahlen machte er deutlich, dass eine Lücke klaffe, zwischen dem exponentiell steigenden Bedarf und dem, was weltweit produziert werden könne. Lithium, Kobalt, Mangan und seltene Erden – Rohstoffe, ohne die Wind-, Solaranlagen und Elektromobilität nicht auskommen – seien im gewünschten Umfang in den nächsten Dekaden keinesfalls gesichert. Mit der steigenden Nachfrage würden zudem die Preise explodieren und die Abhängigkeiten von Ländern wie China und Russland erhöht. Zwischen der Entdeckung neuer Vorkommen und der Förderung für den Weltmarkt lägen in der Regel zwischen 15 und 20 Jahren. Die kritischen Rohstoffe könnten auch nicht so schnell auf den Markt gebracht werden, wie das in dem geforderten Umfang nötig wäre. Neue Vorkommen in Deutschland zu suchen und bei uns aus neuen Bergwerken Metallrohstoffe zu fördern, seien nur ein Tropfen auf den heißen Stein, wie der Geochemiker meint.  „Ich habe die Sorge, dass die Politiker uns nicht ehrlich sagen, was an Belastungen auf uns zukommt“, sagte Wörner; das liege wohl auch daran, dass viele Politiker die Lage fachlich nicht durchdringen würden.
 

Nach den ernüchternden Fakten von Wörner sorgte Ludwig für den Hoffnungsschimmer am Horizont. „Wir haben alle Technologien, die wir brauchen“, sagte sie. Das übergeordnete Ziel sei, den Bedarf von Transport, Industrie und Haushalten mit elektrischer Energie abzudecken, da Strom klimaneutral hergestellt werden könne. Sie räumte aber ein, dass es bis dahin noch ein weiter Weg sei. „Idealer Weise können wir in Zukunft den Verbrauch von Energie daran anpassen, wann sie – vom Wetter vorgegeben – vorhanden ist.“ Das sollte nach ihrem Bekunden automatisch gehen. Als Beispiel im Privathaushalt nennt sie die Waschmaschine, die sich selbst in Gang setzt, wenn gerade viel Wind weht oder die Sonne scheint.
Um sicherzustellen, dass Erzeugung und Verbrauch zu jeder Zeit im Energienetz gleich sind, sucht sie nach Wegen, Wetterprognosen so genau wie möglich zu machen. „In der Solarthermie arbeiten wir mit kamerabasierten Technologien daran, frühzeitig zu erkennen, wann eine Wolkenfront da sein könnte, um den Energieverbrauch anzupassen.“ Das Energiesystem der Zukunft sei sehr komplex und europäische Kooperationen notwendig. In der folgenden Diskussion mit dem Publikum bemängelte Ludwig auch „die nicht vorhandene Digitalisierung des Energiesystems“. So fehle es noch an ausreichend intelligenten Messsystemen. „Die notwendige Abstimmung zwischen Netzbetreiber und Kraftwerken zur Steuerung der Stromproduktion verläuft oft per Telefon.“ Solange dies noch der Fall sei und die Prozesse nicht digital seien, könne die KI ihr volles Potenzial nicht ausschöpfen.
Im Gespräch mit den Besucherinnen und Besuchern kamen u. a. Kernfusion, Wasserstoff, Materialien, die anstelle der begehrten Rohstoffe treten könnten, und Recycling zur Sprache. Nachteil: Nichts davon taugt als kurzfristige Lösung. Und da sind sich wieder alle einig: „Wir müssen jetzt handeln.“ alo