TGA Energietechnik

TGA Ausgabe 07-2009
Fossile Energiewirtschaft (Teil 1)

Vor dem Scheitelpunkt

Abb. 1

Die Energiepolitik hat bisher die reale Verfügbarkeit der Energieressourcen vernachlässigt. Aus globaler Perspektive ist eine dramatische Verknappung fossiler Brennstoffe zu erwarten, und Uran ist schon heute knapp. Die Energy Watch Group hat akribisch Zahlenmaterial zusammengetragen, analysiert und kombiniert, um Energiepolitik, Energiewirtschaft und Öffentlichkeit objektive Informationen aus globaler Perspektive zur Verfügung zu stellen.

Blickt man über den Tellerrand deutscher Energiepolitik hinaus, wird man mit drei globalen Fakten konfrontiert: Erstens erwartet die UNO bis zum Jahr 2030 ein Wachstum der Weltbevölkerung von heute 6,7 Mrd. Menschen um rund ein Viertel auf dann über 8 Mrd. Zweitens prognostizieren Ökonomen wie die der Weltbank nochmals eine Verdopplung der Wirtschaftsleistung1) bis zum Jahr 2030.

Eine wachsende Weltbevölkerung und eine wachsende Wirtschaftsleistung benötigt mehr Ener­gie als heute – selbst wenn Energie effizienter genutzt wird und wenn der Verbrauch nicht genauso schnell wie Bevölkerung und Wirtschaftsleistung zunimmt. In ihrem Ende 2008 vorgelegten „World Energy Outlook“ erwartet die Internationale Energie Agentur (IEA) eine weitere Verbrauchssteigerung um 45 % in den nächsten zwanzig Jahren.

Der dritte globale Faktor ist, dass die Weltgemeinschaft zum Schutz des Erdklimas die jährlichen CO2-Emissionen weltweit um 85 % (Weltklimarat-Empfehlung) bis zum Jahr 2050 senken will. Experten sind sich einig, dass die Energiewirtschaft der Hauptadressat dieser Forderung sein muss.

Sollen diese Ziele erfüllt werden, müssen in einem überschaubaren Zeitraum nie gekannte Umwälzungen stattfinden. Denn: Der heutige Energieverbrauch2) basiert zu 85 % auf fossilen Quellen (Bild 2), wobei Erdöl ein Drittel, Kohle gut ein Viertel und Erdgas knapp über ein Fünftel abdeckt. Der Rest verteilt sich auf Bioenergie (etwas über 10 %), Wasserkraft (knapp 2,5 %) und mit 0,5 % einem noch kleinen, aber schnell wachsenden ­Anteil neuer erneuerbarer Energien wie Wind und Sonne. Im deutlichen Kontrast zum Anteil an der öffentlichen Diskussion über Energiefragen und -politik ist Kernenergie mit gut 2 % nur ein Scheinriese, der für die weltweite Energieversorgung heute wie auch in Zukunft keine tragende Rolle spielt.

Verfügbarkeit von Energieressourcen

Die Frage „Wie lange reicht das Öl?“ führt in die Irre, weil die Quellen nicht stetig sprudeln und dann von einem Tag auf den nächsten versiegen. Die Frage muss lauten: Welche Menge ist zu welcher Zeit verfügbar? Und wie steht diese Menge im Verhältnis zur Nachfrage?

Wissenschaftler haben im Auftrag der Energy Watch Group (EWG) diese Fragen detailliert be­antwortet. Ihre Vorgehensweise lässt sich am ­typischen Erschließungsverlauf eines Ölfeldes ­veranschaulichen: Mit der ersten Bohrung steigt die Erdölförderung zunächst schnell an und erreicht bald ihr Maximum. Mit der zweiten, dritten und den weiteren Bohrungen steigt die Förderung zunächst trotzdem weiter, bis auch weitere neue Bohrungen die Förderrückgänge der bisherigen nicht mehr ausgleichen können und das Ölfeld ­insgesamt seinen Förderhöhepunkt (englisch: Peak) überschreitet. Trotz immer mehr neuer ­Bohrungen geht dann die Ölförderung insgesamt zurück. Dieser Erschließungsverlauf über der Zeit aufgetragen bildet sich wie eine Glockenkurve ab (Bild 3).

Dieses Prinzip gilt nicht nur für einzelne Ölfelder, sondern auch für ganze Förderregionen und die gesamte weltweite Ölförderung, weil die Gesamtmenge des Erdöls in der Erdkruste aus geologischen Gründen begrenzt und weitgehend bekannt ist.

Die drei Ölpeaks

Rückschlüsse für den weltweiten Förder­höhepunkt lassen sich aus dem historischen ­Verlauf ziehen. Mit der ersten Bohrung in Wietze bei Celle im Frühjahr 1859 begann vor 150 Jahren die kommerzielle Ölförderung. Rund hundert Jahre später, Mitte der 1960er-Jahre, datieren die Geo­logen den Höhepunkt der weltweiten Erdölfunde, also die höchste in einem Jahr gefundene Ölmenge. Der erste Ölpeak liegt also bereits mehr als vierzig Jahre zurück. Die bis heute ­größten Erdölfelder und noch immer tragenden Säulen der Welt-Öl­versorgung wurden schon Ende der 1940er-Jahre in Saudi Arabien und Ende der 1930er-Jahre in Kuwait entdeckt.

Während die Neufunde zurückgingen, stieg der Verbrauch. So war es keine Überraschung, dass nur zwanzig Jahre später, um das Jahr 1986, der jährliche Erdölverbrauch die jährliche Menge der neuen Funde übertraf. Unweigerliche Folge: Die verbleibende förderbare Ölmenge überschritt ihren Höhepunkt („Peak zwei“): Die Reserven gehen seither zurück. Heute wird vier- bis fünfmal mehr verbraucht als neu ­gefunden.

Die Diskrepanz dieser Fakten von den häufig publizierten Daten beispielsweise der Ölindustrie ist erklärbar. Der Unterschied liegt in der Betrachtungsweise. Die kaufmännisch-zurückhaltenden Zahlen der Ölunternehmen nähern sich den rea­listischeren Daten der Geologen einfach immer mehr an.

Kaum mehr als zwanzig Jahre später scheint nun der „Peak drei“ erreicht, der Höhepunkt der weltweiten Ölfördermenge. Dieser muss auf den Höhepunkt der Funde und den Höhepunkt der verbleibenden Reserven unweigerlich folgen, weil nach und nach die Fördermengen aller Ölquellen ihren Höhepunkt überschreiten.

Laut einer Analyse der Ludwig-BölkowSystemtechnik (LBST) für die EWG könnte sich die weltweite Erdölförderung bis zum Jahr 2030 halbieren. Auf dem Weltmarkt wird sogar noch weniger verfügbar sein, weil die Förderländer ihren Rohstoff zunehmend selbst ver­brauchen.

Dagegen ist vielfach die Behauptung zu hören, dass die Erdölförderung sich noch nennenswert steigern ließe. Zugleich wird vielfach geleugnet, dass Preissteigerungen beim Erdöl eine zunehmende Verknappung anzeigen. Das Problem sei nicht der Rohstoff, sondern mangelnde Investi­tionen. Dem widersprechen die Geschäftszahlen der Ölkonzerne. Die Ölförderung von Shell beispielsweise sank in den letzten Jahren um ein Fünftel, obwohl der Konzern seine Investitionen in Ölsuche und -erschließung vervierfachte. Das trieb und treibt Kosten und Preise.

Ölpreis und Finanzkrise

Die extreme Preissteigerung innerhalb weniger Monate im Jahr 2008 löste bei den Verbrauchern weltweit eine Schockwelle aus, die sich bereits vor der Finanzkrise in der Luftfahrt- und Automobilindustrie niederschlug und möglicherweise selbst ein wichtiger Auslöser der Finanzkrise gewesen ist. Als Folge brach der Erdölverbrauch ein und damit zunächst auch der Preis. Sollte sich daraus eine wirtschaftliche Rezession oder gar Depression entwickeln, hätten die Erdöl fördernden Firmen und Länder aber noch weniger Anreize und Geld, um in die weitere Erschließung und Ausbeutung von Ölfeldern zu investieren. Der Rückgang der Ölförderung könnte sich dadurch noch beschleunigen und selbst in wirtschaftlichen Krisenzeiten das Erdöl verteuern. Bei einem Aufschwung der Wirtschaft wäre dann die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage umso größer.

Auch die Internationale Energie Agentur (IEA) warnt vor der Verknappung. In ihrem jährlichen World Energy Outlook (WEO 2008) sieht sie eine weitere Zunahme des weltweiten Ölverbrauchs um fast ein Viertel bis 2030. „Mit welchen Ölquellen der steigende Bedarf gedeckt werden soll, wie viel die Förderung dieses Öls kosten werde und wie viel die Verbraucher dafür zu zahlen haben werden, ist jedoch äußerst ungewiss, möglicherweise ungewisser denn je“, schreibt die IEA in ­ihrem Bericht wörtlich.

Erdölkonzerne, die das geringste Interesse an einer Verunsicherung der Verbraucher über ihre Versorgungssicherheit haben, reden längst Klartext. Von allen Ölkonzernen gibt es Warnungen wie diese von Total: „Die weltweite Ölförderung wird wohl bald ihr Maximum erreichen.“ Und bisherige Schätzungen seien zu optimistisch, denn die Unternehmen finden nicht genug neue Vorkommen.

Auch Kohle wird bald knapp

Mit derselben Methodik wie beim Erdöl untersuchten die Wissenschaftler der Energy Watch Group auch die anderen Energierohstoffe. Weniger akut und doch nicht minder dramatisch zeigt sich die Situation bei der Kohle, die vor allem zur Strom­erzeugung eingesetzt wird. Statistiken über die globalen Kohlevorräte sind oft veraltet und vermutlich überhöht. Viele Daten wurden seit Jahren nicht mehr aktualisiert. Und wenn, mussten die Angaben meist nach unten korrigiert werden. So hat das zuständige Bundesamt für Geowissenschaften und Rohstoffe die deutschen Steinkohlereserven im Jahr 2004 um 99 % abgewertet.

Bei Kohle wird vor allem die Abhängigkeit von wenigen Exportländern unterschätzt: Nur vier Länder versorgen den Weltmarkt mit 80 % der Nachfrage: Australien (allein 40 %), Indonesien, Südafrika und Kolumbien. Dabei ist der Kohle-Weltmarkt verhältnismäßig klein. Nur ein Siebtel der geförderten Kohle wird exportiert, weil die Förderländer sie überwiegend selbst verbrauchen. Das Land mit der größten Kohleförderung ist China. Es fördert die doppelte Menge des zweitplatzierten Förderlandes USA. Dennoch ist China bereits vom Exporteur zum Importeur geworden. Und die USA verbrauchen ihre gesamte Fördermenge ebenfalls selbst (Bild 5).

Steigende Preise deuten darauf hin, dass die Nachfrage schneller zunimmt als das Angebot. Die Wissenschaftler der EWG gehen davon aus, dass die weltweite Kohleförderung zwischen 2020 und 2030 ihren Höhepunkt überschreiten wird auf einem Niveau, das etwa 30 % über der heutigen Kohleförderung liegen könnte.

Kernkraftwerke laufen auf „Reserve“

Ein überraschendes Bild zeigt sich beim Uran. Der Förderhöhepunkt dieses Rohstoffs wurde bereits Anfang der 1980er-Jahre überschritten. Seit 1991 verbrauchen die Kernkraftwerke mehr Uran als gefördert wird. Die Differenz – zurzeit etwa 40 % des Bedarfs – wird durch Lagerbestände aus der Zeit vor 1990 gedeckt. Ein großer Teil dieses Urans ging in die Produktion von Atomwaffen in den USA und in Russland. Seit vielen Jahren wird ein Teil dieser Waffen rückgebaut, sodass heute statistisch jede zehnte Kilowattstunde aus einem Kernkraftwerk mit dem Uran ehemals sowjetischer Atomsprengköpfe produziert wird.

Schon jetzt führt die absehbare Verknappung von Uran zu ähnlichen Preisentwicklungen wie bei Erdöl und Kohle. Wenn es nicht gelingt, in den nächsten Jahren den Uranabbau deutlich zu steigern, werden die Lagerbestände in etwa zehn Jahren aufgebraucht sein.

Doch selbst wenn alle bisher geplanten Maßnahmen zur Steigerung des Uranabbaus realisiert würden, könnte die schon jetzt absehbare Lücke damit nur teilweise geschlossen werden. Um allein den Bedarf der bestehenden Kraftwerke zu decken, müsste die weltweite Förderkapazität kurzfristig um mehr als die Hälfte steigen. Tatsächlich war die Uranförderung aber im Jahr 2006 sogar um 5 % gesunken (Bild 6).

In der Branche wird die Uranknappheit offen diskutiert. Die Führungsspitze des zweitgrößten Lieferanten für Kernbrennstäbe, James C. Cornell und Jeffrey R. Faul von Nukem Inc., kommentierten auf Uran-Konferenzen in New York und Toronto im Februar 2007 die Situation mit den Worten: „Vergessen Sie die Renaissance der Kerntechnik (...) Uranpreise werden auch in der vorhersehbaren Zukunft weiter steigen.“

Da trifft es sich gut, dass weltweit ein Ausbau der Kernenergie, die vielfach postulierte „Renaissance der Kernkraft“, gar nicht stattfindet. Im Gegenteil: Wenn man den gegenwärtigen Trend der im Bau befindlichen und ernsthaft geplanten Kraftwerksneubauten fortschreibt, wird sich die Leistung der Kernkraftwerke in den nächsten zwanzig Jahren halbieren, schlichtweg aus Altersgründen. Und derzeit geschieht nichts, was diesen weltweiten Ausstiegstrend umkehren würde.

Erdgas ist keine Alternative

Erste Recherchen der EWG-Wissenschaftler zum Erdgas zeigen, dass die europäische Gasversorgung keineswegs gesichert ist. Während die eigene Gasförderung der Europäischen Union sinkt, stieg der Gasverbrauch beispielsweise seit dem Jahr 2000 um 10 %. Bisher wurde der Anstieg des Verbrauchs durch höhere Importe aus Norwegen und Russland ausgeglichen. Zu erwarten ist aber, dass in den nächsten zwanzig Jahren die Gasförderung in EU und Norwegen auf die Hälfte zurückgehen wird (Bild 7). Um diesen Rückgang durch Importe ausgleichen zu können, reichen die bisher geplanten Pipelines bei Weitem nicht.

Der größte Erdgas-Förderstaat der Welt ist heute Russland. Die großen Erdgasfelder haben das Fördermaximum aber bereits überschritten, und im Jahr 2007 sank die russische Gasförderung auf das Niveau von 2003. Die Folge: In Russland selbst herrscht Gasmangel3). Russlandweit soll es 15 weitere Kraftwerke geben, die nicht ­ausreichend mit Gas durch Gazprom versorgt ­werden können. Der russische Energieexperte und ehemalige Vize-Energieminister Wladimir Milow schätzt die Förder- und Lieferschwierigkeiten von Gazprom so hoch ein, dass er schon in etwa einem Jahr einen Gasmangel von 100 Mrd.m3 befürchtet. Das entspricht der Menge, die Deutschland pro Jahr aus Russland bezieht. Dabei ist Deutschland mit 35 % seines Gas­verbrauchs abhängig von Russland, seinem ­wichtigsten Lieferanten.

Trotzdem investierte Gazprom in den letzten Jahren weniger Geld in die Gasförderung als in Unternehmensbeteiligungen, die nichts mit Erdgas zu tun haben. Gleichzeitig verschleißt die Gas-Infrastruktur. Das durchschnittliche Alter der russischen Pipelines liegt bei 33 Jahren, was in letzter Zeit zu immer mehr Unfällen, Brüchen und Explosionen führte. Um die russische Gas­förderung im notwendigen Umfang auszuweiten, wären große Investitionen in noch unerschlossene Gasfelder nördlich des Polarkreises und in kleinere Felder abseits des Transportnetzes notwendig.

Von den heute geschätzten Erdgasreserven weltweit liegen mehr als die Hälfte in Russland, im Iran und in Katar. In den großen alten Gasfeldern sinkt die Förderung, während der Eigenverbrauch der Förderländer und die Nachfrage aus Asien steigen. Die Zukunftshoffnung am Arabischen Golf ist ein einziges großes Feld, dessen Gasgehalt vermutlich um zwei Drittel zu hoch veranschlagt wurde. Doch selbst wenn man optimistisch die offiziellen Angaben über Reserven zugrunde legt, dürfte die weltweite Gasförderung um das Jahr 2025 das Fördermaximum erreichen, schätzen die Experten von LBST.

(Zwischen)Fazit

Wir befinden uns in einer in der Industriegeschichte beispiellose Situation. Bevölkerungswachstum und Finanzwirtschaft verlangen Wirtschaftswachstum. Dafür wird in Zukunft mehr Energie benötigt. Gleichzeitig werden die Energierohstoffe knapp, von denen die Welt bisher fast vollständig abhängig ist. Um aus dieser Falle herauszukommen, ist eine energiewirtschaftliche Revolution notwendig.

Der zweite Teil dieses Artikels in der nächsten Ausgabe von TGA Fachplaner beschäftigt sich mit Analysen und Prognosen zum Potenzial und zum Ausbau erneuerbarer Energien. Zentrale Erkenntnis: Erneuerbare Energien können viel schneller viel mehr zur Energieversorgung beitragen, als oft vermutet.

1) verschiedene Quellen nennen Faktoren von 1,9 bis 2,3-fach

2) Weltendenergieverbrauch 2006, zitiert nach LBST, Quellen: BP Statistic Review of World Energy 2007, IEAWorld Energy Outlook 2006. Der Endenergieverbrauch ist aussagekräftiger, weil er einerseits die nach Umwandlungsschritten tatsächlich verfügbare Energie der einzelnen Energieträger angibt und so Fehleinschätzungen vermeidet (Beispiel Atomenergie). Andererseits ist es die notwendige Vergleichsebene mit erneuerbaren Energien, die wie beispielsweise Windkraftanlagen direkt Endenergie liefern – Primärenergieangaben (Sonneneinstrahlung, Windkräfte) wären hier nicht sinnvoll.

http://eia.doe.gov/oiaf/ieo/world.html (Figure 16)

http://futurist.typepad.com/my_weblog/2007/07/economic-growth.html

http://www.tagesschau.de/wirtschaft/meldung75268.html

3) Der Deutschlandfunk berichtete ausführlich über diese Fragen in einem Hintergrundfeature: http:// http://www.dradio.de/dlf/sendungen/hintergrundpolitik/881529/

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Vor dem Scheitelpunkt
  2. Teil: Thomas Seltmann
  3. Teil: Die Energy Watch Group (EWG)
  • Bild 2 Anteile der Energieträger am weltweiten Endenergie-Verbrauch im Jahr 2006.
  • Bild 1 Die Internationale Energie Agentur (IEA) bezeichnet ihre Prognose für den weltweit wachsenden Energieverbrauch selbst als „nicht nachhaltig“ und als nicht vereinbar mit den Klimaschutzzielen. Aus Sicht der Energy Watch Group (EWG) ist aber schon die zugrunde gelegte Verfügbarkeit fossiler Energieträger unrealistisch.
  • Bild 3 Der prinzipielle Erschließungsverlauf eines Ölfeldes spiegelt sich auch in der globalen Erdölförderung wider und lässt sich auf die Gewinnung anderer Rohstoffe übertragen.
  • Bild 6 Die schwarze Kurve zeigt den jährlichen Uranverbrauch in Kernkraft­werken weltweit. Die Farbflächen zeigen die Urangewinnung nach Förderländern. Seit Beginn der 1990er-Jahre ist der Verbrauch höher als die geförderte Menge.
  • Bild 5 Die schwarze Linie zeigt die Bedarfsprognose der IEA aus dem 2006 veröffentlichten World Energy Outlook. Die Farbflächen darunter zeigen die Verfügbarkeit von Kohle in den verschiedenen Welt-Regionen, wie sie von den Wissenschaftlern der Energy Watch Group erhoben wurde.
  • Bild 4 Die Ölförderung nach Weltregionen. Die rote Linie rechts oben zeigt die Bedarfsprognose der IEA aus dem World Energy Outlook WEO 2006.
  • Bild 7 Aus einer Analyse der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik: Um den prognostizierten Erdgas­bedarf Europas zu decken, müsste bis 2020 doppelt so viel Erdgas importiert werden wie heute, weil die EU-Gasförderung seit einigen Jahren bereits abnimmt [www.energiekrise.de].
LBST Daten aus BP Statistic Review, IEA
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