Energie mit Zukunft

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Prof. Dr. Frithjof Staiß spricht im Interview über das ZSW und die Bedeutung von Forschung für die Energiewende. 

Vieles ist im Bereich Energiewende bereits möglich: die Photovoltaikanlage auf dem eigenen Dach, die Wärmeversorgung mit Holzpellets, Solarthermie und Geothermie, die klimaneutrale Mobilität mit Elektrofahrzeugen oder die in Bezug auf Energieeffizienz optimierte Produktion in Unternehmen. Um einen lokalen, deutschlandweiten und internationalen Systemwechsel im Energiebereich umzusetzen, braucht es jedoch mehr. Für dieses Ziel sind tragfähige Strategien im technischen, energiepolitischen und marktwirtschaftlichen Bereich erforderlich. Strategien, für die vielfältige Innovationen notwendig sind. Prof. Dr. Frithjof Staiß vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) berichtet im Interview über die aktuellen Themen der Forschung im Land.

Herr Prof. Dr. Staiß, bitte stellen Sie kurz das Forschungsinstitut ZSW vor.

Das ZSW wurde vor mehr als 30 Jahren gegründet, im Jahr 1988. Zwei Themen waren damals noch sehr präsent: zum einen die zweite Ölpreiskrise Anfang der 1980er Jahre, zum anderen die Nuklearkatastrophe in Tschernobyl 1986. Wir hatten damals bereits die ersten intensiven Debatten um den Klimaschutz und zur Frage, wie eine nachhaltige Vision der nationalen und globalen Energieversorgung aussehen könnte.
Namensgebend für das ZSW war die Vision „Sonnenenergie und Wasserstoff“, also die Nutzung erneuerbarer Energien und deren Speicherung zum Ausgleich der zeitlichen und räumlichen Differenzen zwischen Energieangebot und -nachfrage. Dies ist heute aktueller denn je. 
Das ZSW sollte eine Brückenfunktion zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung übernehmen. Diesen Technologietransfer praktizieren wir bis heute.

Eine Besonderheit der Forschung am ZSW ist das Themenfeld Systemanalyse. Denn es geht nicht nur darum, neue Technologien zu entwickeln. Wir arbeiten auch daran, wie wir diese intelligent in technische Systeme einbinden. Es geht um wirtschaftlich tragfähige Lösungen und darum, ein für diese Lösungen geeignetes energiepolitisches und -wirtschaftliches Umfeld zu schaffen. 
Im Bereich dieser strategischen Systemanalyse beschäftigen wir uns deshalb mit Energie- und Klimaschutzszenarien und den zugehörigen Instrumenten. So unterstützen wir aktuell intensiv die Fortschreibung des Klimaschutzgesetzes des Landes und die Bundesregierung beim Monitoring der Energiewende. Wir erfüllen also eine Art doppelte Brückenfunktion: Wir verbinden zum einen Wissenschaft und Technologie mit der Wirtschaft, zum anderen aber auch Wissenschaft mit der Politik und der Gesellschaft.

Mit welchen Forschungsfragen zur Energiewende beschäftigen Sie sich am ZSW aktuell?

Unsere technologischen Themenschwerpunkte sind Photovoltaik und Windenergie sowie die Energiespeicher Batterien und Wasserstoff für Mobilität und stationäre Anwendungen. Wir haben aktuell eine interessante Agenda: Ein Thema, das uns gerade beschäftigt, ist die Entwicklung von kobaltfreien Lithium-Ionen-Batterien. Denn Kobalt, das bislang für die Herstellung von Elektroden eingesetzt wird, ist sozial und ökologisch nicht unproblematisch. Auch das Recycling von Batterieelektroden wird noch ein sehr wichtiges Thema werden. 

Was ist das Ziel der Forschungsarbeit am ZSW?

Unserer Forschung gehen oft Fragen voran wie „Funktioniert das im Prinzip? Ist es technisch und wirtschaftlich umsetzbar? Und trägt es auch sinnvoll zur Energiewende und einer nachhaltigen Entwicklung bei?“
Dabei reicht uns der reine Erkenntnisgewinn nicht aus, sondern es liegt ein klarer Fokus auf der Anwendungsorientierung, d. h. bspw. auf der Entwicklung von Prototypen und Produktionsverfahren, die industriell umgesetzt werden können. Dies gilt nicht nur für die Photovoltaik und Batterien, sondern auch für Brennstoffzellen, Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe usw. Dabei arbeiten wir sehr eng mit vielen Unternehmen in Baden-Württemberg und darüber hinaus zusammen. Denn Ziel ist es am Ende, dass die Unternehmen auf Basis unserer Forschungs- und Entwicklungsleistung neue Produkte und Dienstleistungen anbieten können und wir damit einen Beitrag für Innovationen, Wertschöpfung und langfristig sichere Arbeitsplätze leisten.

In welchen Bereichen der Energiewende ist Baden-Württemberg gut aufgestellt und wo gibt es noch Nachholbedarf?

In den Bereichen Forschung und Entwicklung gibt es aus meiner Sicht wenige Defizite.
Themen wie erneuerbare Energien, Energieeffizienz und Energiespeicherung, aber auch die Digitalisierung der Energiewende werden breit abgedeckt. Der Standort Baden-Württemberg steht ja wie kaum eine andere Region für Innovationen und eine starke Wirtschaft und bietet so beste Voraussetzung für einen Technologietransfer. Hier besteht in einigen Bereichen jedoch durchaus Luft nach oben. Ein Beispiel: Während in Mecklenburg-Vorpommern schon 7,5 % des Bruttoinlandsprodukts im Bereich erneuerbare Energien erwirtschaftet werden, sind es in Baden-Württemberg erst 0,4 %. Trotz der unterschiedlichen Strukturen beider Länder ist die Abweichung durchaus erheblich.   

Welche sind die großen, ungelösten Fragen im Bereich Energiewende und erneuerbare Energien?

Was die technischen Lösungen angeht, ist eigentlich alles Grundlegende vorhanden. Allerdings darf man nicht vergessen, dass es sich vielfach um junge Technologien handelt, die noch erhebliche Entwicklungspotenziale aufweisen. Die Forschung kann und muss dazu beitragen, diese Potenziale entlang der gesamten Wertschöpfungskette gemeinsam mit den Unternehmen zu heben.

Dafür spielt auch die Marktperspektive eine ganz wichtige Rolle. Nur wenn der energiepolitische Rahmen den Unternehmen für ihre klimafreundlichen Produkte und Dienstleistungen eine langfristige Marktperspektive bietet, werden sie auch strategisch investieren. Förderprogramme reichen dazu allein nicht aus. Die jüngst mit dem Klimapaket der Bundesregierung beschlossene Einführung von CO₂-Preisen für Kraftstoffe und Brennstoffe außerhalb des europäischen Emissionshandels ist ein wichtiger, aber noch nicht ausreichender Schritt in die richtige Richtung. 

Für die Ausgestaltung des mit der Energiewende verbundenen und in vielen Bereichen weitreichenden Transformationsprozesses auf ein regeneratives System sollte darüber hinaus stärker für die damit verbundenen Vorteile geworben werden. Denn teilweise werden in der öffentlichen Debatte leider die möglichen Probleme stärker diskutiert als die Chancen, die die Energiewende bietet. Die Bevölkerung steht dem Klimaschutz und der Energiewende grundsätzlich sehr positiv gegenüber. Allerdings fehlt es für viele Maßnahmen noch zu häufig an einer ausreichenden Akzeptanz, wenn es konkret wird. So wird oft der kleinste gemeinsame Nenner beschlossen, anstatt wirkungsvolle Entscheidungen zu treffen. Um dieses Problem zu lösen, sind aus meiner Sicht auch die Sozialwissenschaften gefragt, die mit geeigneten Formaten für die Diskussion und die Mitwirkung der Bevölkerung wesentlich zum Erfolg der Energiewende beitragen können. 

Sie sprechen die Sozialwissenschaften an. Wie wichtig ist die Vernetzung der Disziplinen für das Gelingen der Energiewende?

Ich glaube, dass dies sehr wichtig ist. Von einer interdisziplinären Zusammenarbeit der Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts-, Rechts- und Sozialwissenschaften profitieren wir seit langem. Gerade vor dem Hintergrund der mit der Energiewende einhergehenden strukturellen und gesellschaftlichen Veränderungen und den damit verbundenen Akzeptanzfragen sollte aber auch das transdisziplinäre Wissen gestärkt werden, also die Verknüpfung von wissenschaftlichem und praktischem Wissen. So können komplexe Wirkungsbeziehungen und Problemlagen nicht nur besser verstanden, sondern auch gelöst werden.

Sie beschäftigen sich in Ihrer Forschung viel mit Energiemärkten. Was ist hier aktuell Thema?

Ganz klar die Internationalität. Wir haben zwar mit dem Pariser Klimaschutz-Abkommen eine internationale Vereinbarung, die Umsetzung erfolgt jedoch größtenteils auf nationalstaatlicher Ebene. Auf der anderen Seite haben wir globale Energiemärkte und Deutschland deckt als rohstoffarmes Land derzeit rund 70% des Energieaufkommens durch Importe diverser Energieträger. Wir müssen deshalb auch in diesem Bereich ansetzen. Einerseits, weil wir auch in Zukunft in nennenswertem Umfang Energie importieren werden, andererseits, weil wir als Technologielieferant einen wichtigen Beitrag für die globale Energiewende leisten können. Denn in den kommenden Jahren und Jahrzehnten stehen enorme Investitionen an. 

Ein Blick in die Zukunft: Wie wird die Energielandschaft in Baden-Württemberg in zehn Jahren aussehen?

Ich bin optimistisch: Ich glaube, dass wir in zehn Jahren erfolgreicher im Klimaschutz sein werden, als wir es heute vielleicht erwarten. Denn viele sehr starke Treiber in der Wirtschaft haben sich bereits auf eine internationale Klimaschutzstrategie eingestellt. In den nächsten Jahren könnten wir in einigen Bereichen eine Entwicklung erleben, die vergleichbar ist mit dem Ketchupflaschen-Effekt: zunächst kommt kaum etwas heraus, aber dann plötzlich sehr viel. Sobald die Weichen richtig gestellt sind, kann die Entwicklung also sehr schnell gehen! 

Prof. Dr. Frithjof Staiß
Prof. Dr. Frithjof Staiß, Geschäftsführendes Vorstandsmitglied/CEO des ZSW

Über Prof. Dr. Frithjof Staiß: 

Prof. Dr. Staiß leitet beim ZSW den Bereich Energiepolitik und Energieträger. Er ist seit 2007 geschäftsführendes Vorstandsmitglied.
Nachdem er an der TU Darmstadt Wirtschaftsingenieurwesen der technischen Fachrichtung Maschinenbau studierte, begann er seine Laufbahn am ZSW als wissenschaftlicher Mitarbeiter. Er übernahm später die Leitung des ZSW-Fachgebiets Systemanalyse mit den Themenschwerpunkten Potenzial- und Marktanalysen zu erneuerbaren Energien, Energieszenarien, Markteinführungsstrategien und Ausgestaltung von Förderinstrumenten. Zu diesen Themen verfasste er zahlreiche Fachbücher und lehrt an seiner ehemaligen Universität als Honorarprofessor.

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