Mehr Ehrgeiz: Wie ein privates Energieunternehmen neue Technologien einsetzt, um Netto-Null zu erreichen

Jan Mertens ist Chief Science Officer bei ENGIE Research und Gastprofessor an der Universität Gent. Seit über zwei Jahren ist er Experte bei der Stiftung Solar Impulse.

Vor fünf Jahren bekräftigte das COP21-Abkommen von Paris das Versprechen fast aller Nationen, dass die globale Erwärmung auf höchstens 2 Grad begrenzt werden soll. Fünf Jahre später ist klar, dass wir als Gesellschaft unsere Anstrengungen beschleunigen müssen, um dieses Ziel zu erreichen, und viel Hoffnung ruht auf der COP26-Konferenz in Glasgow im nächsten Jahr, die uns helfen soll, Fortschritte zu erzielen.

Wir müssen jetzt handeln, um unser Ziel einer kohlenstoffneutralen Energiewende schneller zu erreichen. Bei ENGIE, wo ich als Chief Science Officer die wissenschaftliche Abteilung leite, ist dies eine Herausforderung, der wir uns stellen, um unseren eigenen Kohlenstoff-Fußabdruck zu verringern und neue Wege für unsere Geschäftstätigkeit zu finden. Dies tun wir unter anderem, indem wir ein aktiver Partner der Stiftung Solar Impulse sind, in der sich Experten - darunter auch ich - der Bewertung sauberer und rentabler Lösungen widmen. Ich bin auch Teilzeit-Gastprofessor an der Universität Gent, wo ich einen Kurs über nachhaltige Energie unterrichte und mich an Master- und Doktorandenarbeiten beteilige.

Nachhaltigkeit beginnt zu Hause: Die Bekämpfung von Emissionen bei ENGIE

Als einer der größten unabhängigen Stromerzeuger steht ENGIE in der Verantwortung, seine Emissionen zu reduzieren, um den ehrgeizigen Zielen des Pariser Abkommens zu entsprechen und auf neue gesellschaftliche und ökologische Anforderungen zu reagieren. Als das Abkommen 2015 unterzeichnet wurde, wussten wir, dass wir als Unternehmen darauf reagieren müssen. ENGIE verfügt über das größte Gasinfrastrukturnetz in Europa und ist das drittgrößte Gasimportunternehmen, so dass die Dekarbonisierung eine Herausforderung darstellt. Als Unternehmen engagieren wir uns voll und ganz für neue Energielösungen, und ein wichtiger Teil unserer Zukunftsstrategie ist es, ein Unternehmen zu sein, das den Übergang zu einer kohlenstoffneutralen Welt beschleunigt. Aber es reicht nicht aus, nur zu sagen, dass wir Veränderungen unterstützen. Wir wollen auch Taten folgen lassen, und bisher ist es uns gelungen, unsere Emissionen erheblich zu reduzieren. Seit 2015 haben wir erhebliche Fortschritte bei der Dekarbonisierung unseres Betriebs gemacht: Wir haben die Treibhausgasemissionen um 39 % gesenkt, unsere Kapazität zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien auf 27 GW im Jahr 2019 erhöht und unseren gesamten Energiebedarf zu 28 % aus Wind, Sonne, Biomasse und Biogas gedeckt. Erreicht wurde dies in erheblichem Maße durch die Entscheidung, Kohlekraftwerke auslaufen zu lassen, sowie durch die Steigerung der Effizienz und die Umstellung auf erneuerbare Energien. Unser Ziel ist es nun, bis 2050 kohlenstoffneutral zu werden, und erst kürzlich erhielt ENGIE die Science Based Targets Certification mit zwei Verpflichtungen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen: Verringerung der Emissionsintensität der Stromerzeugung um 52 % bis 2030 und Verringerung der Scope-3-Emissionen der verkauften Produkte um 34 % bis 2030. Mit Blick auf die Zukunft setzen wir auf sauberen Wasserstoff als Teil des Energiemixes, um unsere Emissionen noch weiter zu senken und unsere langfristigen Ziele zu erreichen.

Der Einsatz neuer Technologien ist entscheidend

In vielen Energiediskussionen scheinen die Menschen in gegensätzlichen Vorstellungen zu denken: Kernkraft oder Gasturbinen zur Ergänzung der intermittierenden Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien; Strom oder Gas zur Wärmeerzeugung; Li-Ionen-Batterien oder Redox-Flow-Batterien zur Netzstabilisierung; Strom oder Wasserstoff für die Mobilität; Biogas oder synthetisches Erdgas und so weiter. Es ist jedoch klar, dass wir uns jetzt von der Diskussion über gegensätzliche Technologien lösen und uns stattdessen darauf konzentrieren müssen, wo und wie diese Technologien einander in einer synergetischen Architektur ergänzen können. Im Bericht der Internationalen Energieagentur (IEA, ETP 2020) wird hervorgehoben, dass 75 % der Emissionssenkungen, die wir als Gesellschaft benötigen, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen, aus einer ganzen Reihe von Technologien stammen müssen, die noch nicht ausgereift sind. Das bedeutet nicht, dass sie von Grund auf neu erfunden werden müssen. Vielmehr müssen sie schnell von Labortechnologien zu Pilotprojekten, dann zu Demonstrationen und schließlich zur Marktreife gebracht werden.

Beispiele für Technologien, bei denen dies in den letzten zwei Jahrzehnten geschehen ist, sind die Photovoltaik (PV), On- und Offshore-Windkraft und seit kurzem auch Li-Ionen-Batterien. Die Preise für diese Technologien sind infolge ihrer Aufwertung drastisch gesunken. In naher Zukunft können wir schwimmende Windkraftanlagen, Perowskite, Kohlenstoffabscheidung und -verwertung (CCU) und vieles mehr erwarten. Dieses Upscaling ist genau die Aufgabe der Forschungsabteilung von ENGIE, in der ich das wissenschaftliche Team leite. Ein großer Teil unserer Bemühungen besteht darin, Technologien vom Labor- zum Pilot- und Demonstrationsmaßstab zu bringen, mit dem Ziel, dass diese Technologien von unseren Geschäftsbereichen und dem breiten Markt übernommen werden. Unsere Abteilung spielt dabei eine zweifache Rolle: (i) Sie stellt sicher, dass die Gruppe keine aufkommenden Technologien verpasst, die einen wichtigen Einfluss auf unser Geschäft und die Energiewende haben könnten, und (ii) sie baut F&E-Kooperationen zu diesen noch nicht ausgereiften Technologien mit wichtigen internationalen Akademikern und Forschungsinstituten auf, um deren Herausforderungen und Möglichkeiten zu verstehen, die möglicherweise zu Pilot- und Demonstrationsprojekten führen könnten.

Die Energiehierarchie bleibt entscheidend für die Erreichung der Nettonullstellung

Um Kohlenstoffneutralität bis 2050 zu erreichen, scheinen sich Experten und Unternehmen auf die folgenden drei wichtigen Wege zu einigen, wobei die Reihenfolge wichtig ist:

1. die Energieeffizienz aller unserer Aktivitäten und Prozesse erhöhen und dadurch weniger Energie verbrauchen

2. so viele Prozesse wie möglich durch den Einsatz von erneuerbarem Strom zu elektrifizieren, nicht nur in Bereichen wie der Mobilität, sondern auch in industriellen Prozessen, wo immer dies möglich ist

3. Einsatz von Wasserstoff für Prozesse, bei denen eine hohe Energiedichte entscheidend ist, oder für die Speicherung von Energie über längere Zeiträume

Für diesen letzten Punkt wird grüner Wasserstoff aus erneuerbarem Strom und Wasser eine wichtige Energiequelle sein, und in einigen Fällen wird er als Wasserstoff in der Mobilität oder in industriellen Prozessen eingesetzt werden. Aufgrund seiner geringen volumetrischen Energiedichte und der Herausforderungen im Zusammenhang mit seiner Speicherung und seinem Transport wird es jedoch von entscheidender Bedeutung sein, diesen grünen Wasserstoff in Kombination mit CO2 zu nutzen, um ihn in Moleküle mit hoher Energiedichte (z. B. Methan, Methanol) umzuwandeln. Dies ist die Kohlenstoffabscheidung und -verwertung (Carbon Capture and Utilisation, CCU), die darauf abzielt, Kohlenwasserstoffkraftstoffe aus erneuerbaren Energien und CO2 zu synthetisieren, die manchmal auch als E-Fuels bezeichnet werden. Es ist klar, dass für die Nachhaltigkeit von CCU große Mengen an erneuerbarer Elektrizität erforderlich sind. Heute gibt es sogar noch innovativere Lösungen wie flüssige organische Wasserstoffträger und metallische Kraftstoffe, und es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Technologien nebeneinander bestehen und zum Transport und zur Speicherung von Energie dienen werden.

Herausforderungen liegen vor uns, aber Ehrgeiz ist der Schlüssel

Es ist nach wie vor schwierig vorherzusagen, welche Auswirkungen unerwartete, bahnbrechende Technologien auf die Erreichung der Ziele des Pariser Abkommens haben werden. Neue Lösungen wie künstliche Photosynthese, Höhenwinde, die Umwandlung von CO2 in (biologische oder andere) Brennstoffe und vieles mehr könnten sich als wichtige Hilfe auf dem Weg zur Kohlenstoffneutralität erweisen. Daher sind Investitionen in die Entwicklung dieser neuen Technologien von entscheidender Bedeutung, und die Zusammenarbeit zwischen öffentlichen und privaten Organisationen ist entscheidend. ENGIE setzt sich für die Entwicklung dieser neuen Technologien ein und arbeitet mit anderen zusammen, um die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen. Es ist klar, dass es bei der Energiewende nicht nur einen Gewinner geben wird: Wir werden viele neue Technologien brauchen, und es gibt keine einzige, die das Potenzial hat, diese Herausforderung allein zu bewältigen. Ebenso ist die Herausforderung zu groß, um sie allein als eine Person, ein Unternehmen oder eine Branche zu bewältigen, und wir müssen über Sektoren, Fachgebiete und internationale Grenzen hinweg zusammenarbeiten, um unsere kohlenstoffneutralen Ziele zu erreichen.

ENGIE ist stolz darauf, Teil der Stiftung Solar Impulse zu sein, die dabei hilft, saubere und rentable Lösungen zu identifizieren und zu verbreiten, die das Potenzial haben, Teil einer neuen kohlenstoffneutralen Welt zu sein. Neunzehn ENGIE-Lösungen aus den Bereichen Energieeffizienz, erneuerbare Energien und Infrastruktur haben bereits das Label der Stiftung erhalten. Die erneuerbaren Energien stehen im Mittelpunkt der Ambitionen des Konzerns in Bezug auf die Kohlenstoffneutralität, und drei dieser mit dem Label ausgezeichneten Lösungen stellen wichtige Innovationen im Bereich der Solarenergie dar: HeliaSol, Solarimo und Community Solar. Weitere Informationen über unsere neunzehn ausgezeichneten Lösungen finden Sie hier!