Vor COP28 im November 2023: Welt erreicht wegweisenden Solar-Kipppunkt

Vier Barrieren müssen aber abgebaut werden, um die Solarenergiewende zu vollziehen.

Neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass die Welt einen Solar-Kipppunkt überschritten hat, der die Solarenergie „unweigerlich“ zur Hauptenergiequelle machen wird. Grund dafür, so mehrere Wissenschaftler in „Nature Communications“ sind technologische Entwicklungen der Photovoltaik, die durch die Politik in der Vergangenheit in Gang gebracht worden sind. Oder kurz: Die technologische Disruption, die ausgelöst wurde und aus rein ökonomischen Gründen unaufhaltsam weitergeht.

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Die Studie über die Solar-Kipppunkte, die auf einem datengestützten Technologie- und Wirtschaftsmodell basiert, kommt zu dem Ergebnis, dass die Photovoltaik bis 2050 wahrscheinlich die dominierende Energiequelle sein wird – auch ohne Unterstützung durch eine ehrgeizigere Klimapolitik.

Die Studie, die von der University of Exeter und dem University College London geleitet wird, ist Teil des Projekts Economics of Energy Innovation and System Transition (EEIST), das vom Department for Energy Security and Net Zero der britischen Regierung und der Children’s Investment Fund Foundation (CIFF) finanziert wird.

Aber: Es gibt vier Voraussetzungen/Hindernisse, damit das gelingt, so die Wissenschaftler:

• stabile Stromnetze
• Finanzierung von Solarenergie in Entwicklungsländern
• Kapazität der Lieferketten
• politischer Widerstand von Regionen, die Arbeitsplätze verlieren.

Die Forscher sind im Hinblick auf den Solar-Kipppunkt der Meinung, dass politische Maßnahmen zur Beseitigung dieser Hindernisse bei der Beschleunigung des Übergangs zu sauberer Energie wirksamer sein könnten als Preisinstrumente wie Kohlendioxidsteuern. „Die jüngsten Fortschritte bei den erneuerbaren Energien bedeuten, dass Prognosen, die von fossilen Brennstoffen dominiert werden, nicht mehr realistisch sind“, sagt Dr. Femke Nijsse vom Global Systems Institute in Exeter.

Man habe das ‚Business as usual‘-Szenario für den Energiesektor vermieden. „Ältere Prognosen stützen sich jedoch oft auf Modelle, die Innovation als etwas betrachten, das außerhalb der Wirtschaft passiert“, so die Forscherin. „In Wirklichkeit gibt es einen positiven Kreislauf zwischen Technologien, die eingesetzt werden, und Unternehmen, die lernen, dies kostengünstiger zu tun.“

Sehr schnelle Innovationen begünstigen Solar-Kipppunkt

Wenn man diesen Zyklus in die Prognosen einbeziehe, könne man das rasante Wachstum der Solarenergie im letzten Jahrzehnt und in der Zukunft darstellen. „Traditionelle Modelle neigen auch dazu, das ‚Ende des Lernens‘ irgendwann in naher Zukunft anzunehmen – obwohl wir in Wirklichkeit immer noch sehr schnelle Innovationen in der Solartechnologie sehen.“

Anhand von drei Modellen, die positive Rückkopplungen verfolgen, prognostizieren die Forscher, dass die Photovoltaik bis Mitte dieses Jahrhunderts den globalen Energiemix dominieren wird. Um das Thema „positive Rückkopplungen“ dreht sich daneben auch viel in der Forschung der Denkfabrik RethinkX von Tony Seba – er hat das beispielsweise in dieser Grafik dargestellt:

Die Forscher warnen jedoch davor, dass solardominierte Stromsysteme „in Konfigurationen gefangen sein könnten, die weder widerstandsfähig noch nachhaltig sind, mit einer Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen für die regelbare Energie.“

Anstatt zu versuchen, die Solarenergiewende und damit die Solar-Kipppunkte an sich herbeizuführen, sollten sich die Regierungen daher auf die Überwindung der vier wichtigsten „Barrieren“ konzentrieren:

• Netzresilienz: Die Solarerzeugung ist variabel (Tag/Nacht, Jahreszeit, Wetter), daher müssen die Netze darauf ausgelegt sein. Dr. Nijsse sagte: „Wenn man nicht die Prozesse einführt, um mit dieser Variabilität umzugehen, könnte man am Ende durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe kompensieren müssen.“ Sie sagte, dass zu den Methoden zur Stärkung der Resilienz Investitionen in andere erneuerbare Energien wie Windkraft, Übertragungskabel, die verschiedene Regionen verbinden, umfangreiche Stromspeicher und Maßnahmen zur Steuerung der Nachfrage (z. B. Anreize zum Aufladen von Elektroautos außerhalb der Spitzenzeiten) gehören. Staatliche Subventionen und Mittel für Forschung und Entwicklung seien in der Anfangsphase der Schaffung eines widerstandsfähigen Netzes wichtig, fügte sie hinzu.
• Zugang zu Finanzmitteln: Das Wachstum der Solarenergie wird unweigerlich von der Verfügbarkeit von Finanzmitteln abhängen. Derzeit konzentriert sich die kohlenstoffarme Finanzierung stark auf Länder mit hohem Einkommen. Selbst die internationale Finanzierung begünstigt weitgehend Länder mit mittlerem Einkommen, so dass Länder mit niedrigerem Einkommen – insbesondere in Afrika – trotz des enormen Investitionspotenzials einen Mangel an Solarfinanzierung haben.
• Lieferketten: Eine solardominierte Zukunft wird wahrscheinlich metall- und mineralienintensiv sein. Die zukünftige Nachfrage nach „kritischen Mineralien“ wird steigen. Für die Elektrifizierung und Batterien werden großflächige Rohstoffe wie Lithium und Kupfer benötigt. Da die Länder ihre Dekarbonisierungsbemühungen beschleunigen, werden erneuerbare Technologien bis 2040 voraussichtlich 40 % des gesamten Mineralbedarfs für Kupfer und Seltene Erden, zwischen 60 und 70 % für Nickel und Kobalt und fast 90 % für Lithium ausmachen.
• Politische Opposition: Widerstände von schrumpfenden Branchen können sich auf den Übergang auswirken. Das Tempo des Übergangs hängt nicht nur von den wirtschaftlichen Entscheidungen der Unternehmer ab, sondern auch davon, wie wünschenswert die politischen Entscheidungsträger es für wünschenswert halten. Ein rascher Übergang zur Solarenergie könnte die Lebensgrundlage von bis zu 13 Millionen Menschen weltweit gefährden, die in der fossilen Brennstoffindustrie und in abhängigen Industrien arbeiten. Regionale Wirtschafts- und Industrieentwicklungspolitiken können Ungleichheiten beseitigen und Risiken mindern, die sich aus dem Widerstand schrumpfender Industrien ergeben.

Dr. Nadia Ameli vom Institute for Sustainable Resources der UCL kommentierte die finanzielle Hürde wie folgt: „Es gibt eine wachsende Überzeugung, dass es angesichts des dramatischen Rückgangs der globalen Durchschnittskosten für erneuerbare Energien für die Entwicklungsländer viel einfacher sein wird, zu dekarbonisieren.

„Unsere Studie zeigt anhaltende Hürden auf, insbesondere angesichts der Herausforderungen, vor denen diese Länder stehen, wenn es darum geht, unter gerechten Bedingungen Zugang zu Kapital zu erhalten“, so Ameli. „Eine angemessene Finanzierung ist nach wie vor unerlässlich, um die globale Dekarbonisierungsagenda voranzutreiben.“

Die Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, trägt den Titel: „The momentum of the solar energy transition“.

Die Autoren des EEIST kommen aus einer Vielzahl von Institutionen. Die vollständige institutionelle Zugehörigkeit finden Sie unter www.eeist.co.uk

Später in diesem Jahr, während der COP28, wird ein Forschungsteam unter der Leitung der University of Exeter den ersten Global Tipping Points Report veröffentlichen, die bisher umfassendste Bewertung von Klima- und Solar-Kipppunkten und positiven Kipppunkten, die zur Bewältigung der Klimakrise beitragen könnten.

Die Aussagen der Studie zum wahrscheinlichen Erreichen der Solar-Kipppunkte sind gerade vor COP28 eine wichtige Grundlage für die Debatten. Denn dort wird es Diskussionen darüber gehen, auf welches Ziel zum Ausstieg aus fossilen Energieträgern – mindestens Kohle und Öl – sich die Delegierten einigen können. Der Zeitpunkt hängt maßgeblich vom Ausbau der Erneuerbaren ab, damit Versorgungssicherheit garantiert ist.