Um die Klimaziele zu erreichen, ist eine signifikante Reduktion der energiebedingten THG-Emissionen notwendig. Für die dafür bevorstehende notwendige Umwandlung des Energiesystems ist es notwendig, Szenarien des zukünftigen Energieverbrauchs und der Bereitstellung zu entwickeln, um zu zeigen, mit welchen Maßnahmen, Technologien und Politiken diese Ziele erreicht werden können. Solche Szenarien und Prognosen gab es auch schon in der Vergangenheit, vor allem seit den 1980er Jahren. Allerdings war deren Qualität in den meisten Fällen ziemlich bescheiden, die Aussagen teilweise sogar absolut falsch.

Innovationen als Treiber

Innovationen bei Technologien haben historisch die Entwicklung des Energiesystems geprägt und waren die zentralen Treiber für die Entwicklung von Wohlstand und Wirtschaft in der Geschichte der Menschheit. Sie sind der Grund dafür, dass unser Lebensstandard heute beträchtlich über dem z.B. des Mittelalters liegt.

War es zunächst die Revolution durch die Dampfmaschine, dann durch den Verbrennungsmotor und die Elektrifizierung, so hat es in den letzten Jahrzehnten vor allem im Bereich der Nutzung der erneuerbaren Energietechnologien und der Energieeffizienz eine Vielzahl von technischen Neuerungen bzw. neue Technologien gegeben.

In der Vergangenheit gab es eine Reihe von Fehlentwicklungen, nicht alle Technologie-Konzepte waren tatsächlich erfolgreich. Die Prognosen stimmen oft nicht mit der tatsächlichen Entwicklung überein.

Zwei Beispiele:

1. Die Prognosen für die Marktentwicklung von Atomkraftwerken – durchgeführt von der Internationale Atomenergie-Organisation (IAEA) und der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) im Jahr 1974 – waren für das Jahr 2000 um das Zehnfache zu hoch

Abbildung: Prognosen der IAEA und der OECD aus dem Jahr 1974 zur Marktentwicklung von Atomkraftwerken im Vergleich  zur historischen Entwicklung bis Mitte 2020 (Quelle: TU Wien)

2. Im Gegensatz dazu wurden die Marktentwicklungen von Windkraft und Photovoltaik in Prognosen der Internationalen Energieagentur (IEA) aus verschiedenen Jahren im Vergleich zur tatsächlichen historischen Entwicklung systematisch unterschätzt.

Abbildung: Prognosen der IEA aus verschiedenen Jahren zur Marktentwicklung von Windkraft und Photovoltaik (Quelle: TU Wien)

Gründe für Fehleinschätzungen

In Bezug auf die Erwartungen an die Marktdurchdringung von Technologien können folgende Gründe zu einer Überschätzung führen:

• Wunschdenken (aufgrund von hohen Profiterwartungen?),
• Irrationale Faszination einer bestimmten Technologie,
• Akzeptanz ist nicht ausreichend vorhanden,
• Technische Effizienz in der gesamten Kette,
• Technische Unausgereiftheit der Technologie inkl. hoher Bauzeiten (z.B. bei Atomkraftwerken in Europa),
• Keine Kostenreduktion bzw. sogar Kostensteigerungen (z.B. bei Atomkraftwerken in Europa),
• Erwartete Economies-of-scale wurden nicht erreicht.

Andererseits können folgende Argumente zu einer Unterschätzung führen:

• Technologische Skepsis (aufgrund von zu geringen Profiterwartungen?),
• Modularität der Technologie unterschätzt, auch bei hohen spezifischen Kosten wird in kleine Einheiten der Technologie investiert (z.B. bei PV),
• Verfügbarkeit politischer Förderungen,
• Tatsächlich merkliche Kostenreduktion durch Lernen bei der Technologieproduktion (z.B. PV);
• Kontinuierliche Effizienzsteigerung der Technologie,
• Economies-of-scale praktisch nicht erforderlich: So haben Gaskraftwerke Mitte der 1990er Jahre bewiesen, dass auch relativ kleine Kraftwerke spezifisch je Megawatt nicht mehr kosten als sehr große (> 100 MW),
• Umweltaspekte und Nachhaltigkeit als Argumente für Technologieförderung.

Durch wirtschaftliche Förderungen aber auch den Abbau bürokratischer und sonstiger nicht-monetärer Hürden können zusätzliche mittel- und langfristige Potentiale erschlossen werden.

Welche Fragen sollten wir in der Zukunft stellen?

Für die Energiewende wünschen wir uns richtige Einschätzungen der Entwicklung innovativer Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energie (z.B. PV, Wind, Biomasse) ebenso wie für alternative Energieträger (z.B. H2), Technologien zur Steigerung der Energieeffizienz oder für neue Nutzungstechnologien (z.B. verschiedenste Formen von Elektrofahrzeugen). Die folgenden Fragestellungen sind hier relevant:

• Einschätzung der Kostenentwicklung?
• Wie ist die Entwicklung der technischen Effizienz unter Berücksichtigung des Transports und der Speicherung einzuschätzen?
• Unter welchen Bedingungen ist die weitere Akzeptanz der Technologie (z.B. bei Windkraft on-shore oder PV-Freiflächenanlagen) gegeben und wo könnten die realistischen Grenzen sein?
• Wie ist die Geschwindigkeit der Marktdurchdringung realistisch einzuschätzen? Was könnten gesetzliche oder technische Hemm- und Risikofaktoren sein?
• In welchem Ausmaß muss die Technologie gefördert werden und ist das realistisch und aus gesellschaftlicher Sicht gerechtfertigt?
• Welche Aspekte sind in Bezug auf die Systemintegration zu beachten, inkl. deren Kosten?
• Wie wirkt sich die zukünftige Dynamik in Bezug auf die Life-Cycle-Bewertung der Technologie aus ökologischer Sicht aus?
• Was sind realistisch erzielbare mittel- und langfristige Potenziale?

Dieser Beitrag stellt einen Auszug aus dem 1. Wissenschaftlichen Zwischenbericht aus dem Forschungsprojekt „Technologiebewertung historisch und Szenarien 2030/2050“ dar, welches im Rahmen des Schwerpunktes Energy Transition 2050 aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert wird. Der gesamte Auszug inklusive Grafiken steht als PDF zum Download zur Verfügung.