Die „erneuerbaren Energien“ gaukeln uns vor, daß wir eigentlich gar kein energetisches Wachstum mehr brauchen. Der Werdegang der Photovoltaik ist da ein Paradebeispiel.
Man könnte meinen, der Solarenergieindustrie gehe es blendend: Steigende Zuschaltungen von Photovoltaik-Kapazitäten weltweit, sinkende Herstellungskosten und Einkaufspreise. Insgesamt ist die Photovoltaik (PV) als Teil der „erneuerbaren Energien“ im Aufwind, fast nicht vergleichbar mit der Situation von vor 25 Jahren. Noch um die Jahrtausendwende hatte die Volksrepublik China Solarstromgeneratoren am Netz mit einer Gesamtleistung von rund 30 Megawatt (MW). Jetzt ist sie Weltspitze mit über 400 Gigawatt (GW). In Europa ist Deutschland an der Spitze der PV-Nutzer. In diesem Jahr hat die Schweiz mit Hilfe eines neuen Stromgesetzes den Einsatz von Solarzellen zur Energieversorgung zur Pflicht erklärt.
Doch der Wind (oder in diesem Fall die Sonne) kann sich schnell drehen, wie gerade der Fall der Schweiz zeigt. Kurz nach Erlaß des Stromgesetzes denkt die Schweizer Regierung nämlich laut über die Notwendigkeit der Rückkehr zur Atomkraft nach und will bis zum Ende des Jahres einen entsprechenden Vorschlag unterbreiten, wie die WirtschaftsWoche am 29. August berichtete. Dabei argumentiert die Regierung gemäß dem grünen CO2-Mantra, daß Atomenergie kein CO2 erzeuge und damit das Klima nicht belaste. Erst vor 13 Jahren war in der Schweiz der Ausstieg aus der Atomkraft beschlossen worden; per Gesetz dürften keine neuen Reaktoren gebaut oder die bestehenden nicht moduliert werden. Bisher ist die Kernkraft aber weiterhin einer der wichtigsten Energiepfeiler für das kleine Land; die vier Anlagen sind das ganze Jahr durch ein verläßlicher Stromproduzent – im Gegensatz zu den „erneuerbaren Energien“.
Sollte sich der Atom-Vorstoß in der Schweiz durchsetzen, wäre der jetzt erzwungene Ausbau der Solarstromanlagen dort eigentlich Makulatur und würde auch den Druck auf den deutschen Nachbarn erhöhen, seine Energiepolitik zu überdenken, die in den vergangenen 20 Jahren zu der höchsten Photovoltaikleistungsdichte und gleichzeitig dem teuersten Strompreis eines Industrielandes geführt hat. Und wenn die Photovoltaik als Energieanlage im technisch modernen Deutschland scheitert, wird sie ihre Attraktivität für industriell aufstrebende Nationen schnell verlieren. Ihr Abstieg als Energiequelle wäre besiegelt.
Die Geburt des Energie-Konservatismus vor über 50 Jahren
Mit dem wahrscheinlich sehr baldigen Fall der Photovoltaik könnte also ein ganzes Wertesystem, das die grüne Bewegung in vielen westlichen Ländern an die Macht gespült hat, ins Wanken geraten. Wenn diese Bewegung auch die Nutznießer des gegenwärtigen grünen Zeitgeists sind, so waren sie doch nicht die Verursacher, sondern eher deren willige Helfer.
Die Grundlagen der jetzigen Energiepolitik wurden ganz anderswo gelegt, nämlich in Washingtoner Hinterzimmern des US-Präsidiums von Richard Nixon. Als 1973 die westliche Welt unter dem Öl-Embargo der OPEC litt, rief der US-Präsident im November des Jahres bei seiner Rede an die Nation den Energienotstand für das Land aus. Heizöl würde im Winter knapp werden, weshalb die US-Bürger angehalten wurden, ihre Heizungen auf höchstens 20 Grad Celsius einzustellen, um Heizöl zu sparen. Dies war bereits für alle öffentlichen Gebäude verbindlich per Dekret angeordnet worden. Die Höchstgeschwindigkeit für Autos auf den amerikanischen Highways sollte bundesweit reduziert werden. Flugzeugtreibstoff wurde rationiert. Wo es ging, sollten die Arbeitszeiten in Büros und Fabriken reduziert werden. Die Nation, so die US-Administration, brauche einen neuen Kurs, der dazu führe, daß „wir weniger Energie benutzen müssen“.
Um die Bürger auf den neuen Kurs einzustimmen, erinnerte Nixon an die vergleichbaren Anstrengungen während des Zweiten Weltkriegs, die das Land geeint hätten. Sollten aber die beschlossenen Maßnahmen den Energiekonsum der USA nicht genug senken, seien weitreichendere Pläne bereit zur Ausführung, so daß auch Kfz-Treibstoffe rationiert werden könnten. Die Bürger müßten mit solchen Einschränkungen rechnen, denn „unsere tieferen Energieprobleme stammen nicht vom [Yom-Kippur-]Krieg [der Grund für das Öl-Embargo – die Red.], sondern vom Frieden und dem Überfluß. Bei uns wird heute die Energie knapp, weil unsere Wirtschaft enorm gewachsen ist und weil der Wohlstand, der früher als luxuriös galt, heute als notwendig angesehen wird.“ Der Wohlstand führt somit nach Nixons Auslegung zur Energieknappheit, weswegen eine Energie-Sparpolitik nötig sei, um die Menschen wieder an den Mangel zu gewöhnen. Die konservatistische Stoßrichtung war somit im Keim angelegt.
Als weitere Maßnahme wurde die Konversion von Kohle zu Öl bei Energieanlagen verboten, stattdessen sollten alsbald Ölkraftwerke zur Kohleverfeuerung umgerüstet werden. Überhaupt sollte der Abbau von Steinkohle im eigenen Land und der Ausbau von Atomkraftanlagen angeschoben werden.
Nixon nutzte die Lage zudem, um sein noch weitreichenderes „Unabhängigkeitsprojekt“ durchzusetzen, und bat den Kongreß um entsprechende Gesetzgebung. Ähnlich wie bei dem Manhattan-Projekt zuvor bedürfe es einer kollektiven Anstrengung aus der Gesellschaft heraus, nicht um eine Atombombe zu bauen, sondern um „bis zum Ende des Jahrzehnts“ wahrhaftige energetische Selbstversorgung der USA, somit die Energieunabhängigkeit vom Ausland zu erreichen, so der US-Präsident. Für dieses Unabhängigkeitsprojekt brauche es auch die Entwicklung neuer Energieträger – womit der forcierte Aufstieg der Photovoltaik begann.
Vom Experiment zum Energie-Wunderwerk
Der photoelektrische Effekt, also daß Licht Strom erzeugt, wurde zuerst von dem französischen Wissenschaftler Alexandre Edmond Becquerel 1839 entdeckt und beschrieben. Becquerels Interesse galt den Eigenschaften und Wirkungen des Lichts, worüber er ein Werk verfaßte, das in der akademischen Welt jahrzehntelang als wissenschaftliches Standardwerk galt. Bei Untersuchungen der Wärmewirkung auf chemische Stoffe stieß er auf eine Kuriosität. Metallstreifen in reaktiven Lösungen erzeugten einen Stromfluß, wenn man sie der Sonne aussetzte (Abbildung 1). Nach Versuchen mit gefärbten Scheiben, die vor die Lichtquelle (die Sonne) geschoben wurden, konnte er ausschließen, daß die elektrische Spannung durch Wärmestrahlen der Sonne entsteht, denn in diesem Fall hätten die Reaktionen im roten Spektralbereich weiter stattfinden müssen, was nicht geschah. Der elektrische Effekt erfolgte also im blau-violetten Spektralbereich, d. h. ganz am anderen Ende des Lichtspektrums. Er nannte diesen Teil der Lichtstrahlung die „chemische Strahlung“, durch die keine Wärme entsteht, doch aber einen Stromfluß durch chemische Reaktionen erzeugt.
Becquerels Entdeckung sorgte mit dafür, daß ein völlig neues naturwissenschaftliches Verständnis entstand, welches die Begründung der „Physikalischen Chemie“ als Forschungsfeld nach sich zog. Alexandres Sohn Henri Becquerel sollte später mit den Eheleuten Curie die radioaktive Strahlung entdecken und im 20. Jahrhundert dafür auch den Physik-Nobelpreis erhalten.
Der praktische Nutzen des photoelektrischen Effekts blieb aber für lange Zeit marginal. Immer wieder gab es Tüftler, die die Solarzelle zur Stromnutzung einsetzen wollten, und Wissenschaftler, die die Leistung der Zelle zu verbessern suchten. Der große Erfolg ließ aber auf sich warten. Zum Durchbruch kam es eher zufällig, als der US-amerikanische Physiker Gerald Pearson in den Laboren der Bell-Telefongesellschaft 1954 bei der Halbleiterforschung beiläufig den photoelektrischen Effekt bei Siliziumplatinen feststellte. Er zeigte dies seinen Forscherkollegen, die gerade überlegten, wie man eine Telefonzelle autark mit Strom versorgen könnte. Für sie kam die Entdeckung wie gerufen, und so schuf Pearson vor 70 Jahren die erste Silizium-Solarzelle, die dann tatsächlich für eine Telefonzelle von Bell verbaut wurde. Pearsons Entwicklung sorgte für Schlagzeilen, wenn er auch selbst die „Solarbatterie“, wie er sie nannte, rückblickend nicht zu seiner wichtigsten Erfindung zählen mochte.
Die Siliziumherstellung war damals noch sündhaft teuer, und somit blieb die Solarenergie mit Silizium als Trägermaterial für eine allgemeine energetische Versorgung weiter unrealistisch. Es gab aber eine Behörde, die sich für Pearsons Entwicklung zu interessieren begann, weil sie für deren Einsatz der Sonne wesentlich näher war und eine tragbare, selbstaufladende Stromversorgung suchte, vor allem wenn sie wenig Platz verbraucht und ein geringes Gewicht hat – nämlich die amerikanische Luftfahrt- und Weltraumbehörde NASA. Sie nahm sich Pearsons Entdeckung an und nutzte die Solarzelle schon vier Jahre später für die Versorgung der ersten stromautarken Weltraumsatelliten. Der Siegeszug der Photovoltaik für die „extraterrestrische“ Energieerzeugung begann, und auch die Sowjetunion setzte bald Solarzellen bei ihren Satelliten ein.
Nach Nixons Aufruf zu einem neuen Manhattan-Projekt zur eigenständigen Energieversorgung der USA setzte sich die NASA dafür ein, die Wirtschaft und Öffentlichkeit für ein „terrestrisches“ Solarenergieprojekt zu gewinnen. Im Mittelpunkt standen dabei die „Cherry Hill“-Konferenzen, die 1974 zuerst stattfanden. Zudem setzte eine allgemeine Hysterie über die „Grenzen des Wachstums“ der Menschheit ein, die im Westen zur Entwicklung der „ökologischen Bewegung“ als Massenphänomen führte. Folglich interessierten sich bald internationale Großkonzerne wie auch ganze Regierungen für die Solarenergie und steckten Ressourcen in ihre Entwicklung. Zwei Dinge standen im Zentrum der Entwicklungsbemühungen: Die Senkung der Herstellungskosten und die Steigerung des Wirkungsgrads von Solarzellen.
Im Jahr 1984, zehn Jahre später, kostete das Solarmodul nach Berechnungen der NASA immer noch 7,50 US-Dollar pro Watt Spitzenleistung (Wp), nachdem der ökofreundliche US-Präsident Jimmy Carter vom Ökoskeptiker Ronald Reagan abgelöst und das staatlich gestützte US-Solarforschungsprojekt in Folge zurückgefahren wurde. Die erste „Cherry Hill“-Konferenz hatte sich als Ziel gesetzt, die Preis-Leistung von Solarzellen auf 50 Dollarcent/Wp zu drücken, damit die Solarenergie wirtschaftlich konkurrenzfähig wäre. Dieses Ziel wurde aber tatsächlich erst nach der Jahrtausendwende erreicht und in Folge sogar noch unterschritten.
Sinnloser und sinnvoller Einsatz der Photovoltaik
Die Photovoltaik-Siliziumzelle hat also über 60 Jahre gebraucht, um wirtschaftlich zu werden. Ihre bleibende Attraktivität besteht dabei aus einem simplen Prinzip: Stromgewinnung durch natürliches Sonnenlicht, ohne den fortlaufenden Einsatz von Ressourcen und ohne mechanische Teile, somit ohne mechanische Abnutzung. Die Solarzelle ist der einzige Stromerzeuger, der keiner Maschine im herkömmlichen Sinne bedarf. Ihre Stärke ist aber auch gleichzeitig ihre größte Schwäche: Strom fließt nur bei Sonnenlicht. Und dieses muß in der Fläche eingefangen werden, was Platz braucht. Mehr Leistung benötigt deshalb notwendigerweise mehr Fläche.
Wirtschaftlichkeit hin oder her: Die Leistung pro Fläche bleibt bei der Solarzelle gering, und alle Versuche zur Konzentration dieser Energieleistung – Physikoökonom Lyndon LaRouche spricht da von Energieflußdichte – scheitern an eben derselben Natur der Sonnenstrahlung. Denn mit der „chemischen Strahlung“, wie Becquerel sie nannte, läßt sich damals wie heute die gleichzeitig auftretende Wärmestrahlung der Sonne schwer unterbinden. Jede Konzentration der Sonnenstrahlung führt zur Steigerung ihrer Wärmeintensität, wie man mit Hilfe einer Lupe und einem Stück Papier in der Sonne leicht beweisen kann. Und Solarzellen sind hitzeempfindlich hinsichtlich ihrer Leistung. Wie LaRouche in seinem Buch Es gibt keine Grenzen des Wachstums schon 1983 darlegte, sollte man schleunigst von der Photovoltaik als Energiequelle auf der Erde ablassen und die Flächen besser den Pflanzen zur Verfügung stellen, die mit Hilfe der Photosynthese wesentlich effektiveren und wichtigeren Gebrauch der Sonnenstrahlung machen können.
Komplett nutzlos ist die Photovoltaik energetisch aber nicht. Immer dort, wo elektrische Geräte mit niedrigem Stromkonsum außerhalb von Stromversorgungsnetzen tagsüber betrieben werden sollen, kann sich der Einsatz von Solarzellen lohnen. So haben in den 1980er Jahren japanische Firmen den Einsatz der Photovoltaik für den Betrieb von einfachen Taschenrechnern und anderen elektrischen Kleingeräten entwickelt, und dies mit nachhaltigem Erfolg. Wie schon erwähnt, wird die Photovoltaik auch in der Raumfahrt zum Betrieb der Bordelektronik von Satelliten verbreitet eingesetzt, wenn auch dort die Verwendung nicht unproblematisch ist, da die Zellen im Weltraum radioaktiver und teils kosmischer Strahlung ausgesetzt sind, inklusive starker Temperaturschwankungen, die die Zellen beschädigen.
Auch als Übergangslösung zur Versorgung von abgelegenen Dörfern kann man die Photovoltaik zur Stromgewinnung einsetzen, wie es wohl auch die chinesische Regierung verfolgt. Da der Stromfluß aber notorisch vom Wetter abhängt, kann dies für eine zivilisierte Gesellschaft kein Dauerzustand sein. Noch viel weniger für eine industrielle Nation, die über Hochleistungskraftwerke wie Kernkraftwerke und ein ausgebautes Versorgungsnetz verfügt. Umso peinlicher ist Deutschlands Energiepolitik in dieser Hinsicht und umso verständlicher, warum die Volksrepublik China massiv Kern- und Kohlekraftwerke errichten will, um diesem Umstand beizukommen.
Aus dem „erneuerbaren“ Märchen aussteigen
Das Ministerium für Wirtschaft und Klima der Bundesregierung, das auch für die Energiepolitik zuständig ist, brüstet sich auf seiner Website mit den Erfolgen des Ausbaus und der Nutzung von „erneuerbaren Energien“ in Deutschland. Dort steht, daß erstmals 2023 mehr als 50 Prozent, 51,8 Prozent um genau zu sein, des deutschen Stromverbrauchs durch „erneuerbare Energien“ abgedeckt wurde. Bezogen auf die Photovoltaik, macht die Stromproduktion der Solarzellen gut ein Viertel der Stromerzeugung des „erneuerbaren“ Energieanteils aus. Dabei hat die Photovoltaik laut dem Ministerium eigentlich den größten Anteil an der Leistung der „Erneuerbaren“. Es waren 2023 rund 82 GW. Eigentlich müßte sie dann auch die Mehrheit des „erneuerbaren“ Stroms stellen, tut sie aber nicht. Zum Vergleich: bei der Windkraft lag Deutschlands Leistung bei insgesamt 69 GW, sie hatte aber gleichzeitig den größten Anteil an der tatsächlichen Stromversorgung durch „erneuerbare Energien“, nämlich 58 Prozent. Schaut man sich die Jahres-Stromtabellen des Bundesumweltamts an, wird die Sache noch merkwürdiger.
Deutschland ist nicht dafür bekannt, im mediterranen oder heißtrockenen Klima zu liegen. Der deutsche Solarenergieanbieter „Solarwatt“ schreibt auf seiner Website, Deutschland habe im Jahr durchschnittlich rund 2000 Sonnenstunden, und die Sonnenstrahlung im Sommer sei fünfmal so intensiv, wobei er sich auf Daten des Deutschen Wetterdiensts (DWD) bezieht.
Berechnen wir mit dieser Durchschnittszahl an jährlichen Sonnenstunden die theoretische PV-Stromproduktion für das vergangene Jahr, kommen wir auf einen Wert, der fast dreimal so hoch ist wie die erzielte, reale PV-Stromproduktion (siehe Abbildung 2). Tatsächlich wurden im Jahr 61,2 Terrawattstunden (TWh) durch Solarzellen generiert, nach den theoretischen Angaben (Leistung mal Sonnenstundendurchschnitt) hätten es rund 164 TWh sein sollen. 2022 war die Diskrepanz zwischen theoretischer und praktischer PV-Stromproduktion zwar geringer, die praktische Produktion war aber immer noch mehr als 50 Prozent kleiner. Theoretisch hätte es bei 67,6 GW installierter PV-Leistung in Deutschland 2022 eine Stromproduktion von etwa 135 TWh geben sollen (67.596 MW · 2000 h = 135.192.000 MWh), praktisch waren es nur 60,3 TWh. Hierbei haben wir großzügigerweise nur mit den reinen Sonnenstunden gerechnet (Solaranlagen erzeugen auch bei bewölktem Himmel Strom, allerdings deutlich weniger) und trotzdem tut sich ein gewaltiger Graben zwischen erwünschter und erzielter Produktion der „erneuerbare Energie“-Quelle Photovoltaik auf. Mit der Solarzelle läßt sich absolut nicht energetisch planen.
Und so wird die Stromproduktion mit „erneuerbaren Energien“, besonders mit der Photovoltaik, zum Glücksspiel. Die starke Wetterabhängigkeit dieser Stromproduktion wird auch vom Wirtschaftsministerium ehrlicherweise zugegeben. Trotzdem will die jetzige Regierung die Photovoltaik-Leistung in Deutschland bis 2030 auf 315 GW bringen, also die aufgestellten Anlagen nahezu vervierfachen. Große Hoffnung setzt man dabei unter anderem auf „Agri-PV“-Anlagen, also Solarenergieanlagen auf Ackergebieten. Nur eingefleischte Öko-Jünger dürften wohl noch glauben, daß dort dann noch etwas Eßbares angebaut wird.
Daß Energie sich erneuert, ist mit physikalischen Gesetzmäßigkeiten unvereinbar. Spätestens am Ende der Mittelstufe sollte dies im Physikunterricht einem etwas aufmerksamen Schüler auffallen. Energie wandelt ihre Form, nimmt aber nicht von selbst ihre ursprüngliche Form und Dichte an. Man fühlt sich immer ins Schlaraffenland versetzt, wenn von „erneuerbaren Energien“ geschwärmt wird. Realität ist, daß sich die Menschheit ihren Fortschritt von der einfachen Nutzung der Feuers über einfache Windmühlen bis zu den heutigen Kernkraftwerken über Jahrtausende hart erarbeitet hat, was sich mit LaRouches realwirtschaftlichen Funktion der Steigerung der „relativen potenziellen Bevölkerungsdichte“ ausdrücken läßt. Wenn wir diesen fortgesetzten Verdichtungsprozeß verlassen, warnte LaRouche schon 1984, wird die Menschheit einen wirtschaftlichen Zusammenbruch erleben. Die „erneuerbaren Energien“ gaukeln uns vor, daß wir eigentlich gar kein energetisches Wachstum mehr brauchen und uns trotzdem sprichwörtlich die gebratenen Hühner in den Mund fliegen. Je eher dieser Unfug aus der Welt geschafft wird, desto besser für alle.
