Der Weg in die grüne Energiezukunft birgt Herausforderungen, die im Idealfall interdisziplinär in Angriff genommen werden.

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Fossile Energieträger müssen rasch durch erneuerbare ersetzt werden – einerseits, um die Klimaziele zu erreichen, andererseits, um (politische) Abhängigkeiten zu reduzieren. Doch wie stimmt man Energieträger wie Wind und Sonne aufeinander ab, die beide nicht immer dann verfügbar sind, wenn Energie benötigt wird? Welche sozialen Folgen hat es, wenn Öl- und Gasheizungen privater Haushalte ersetzt werden müssen?

Es gibt Fragen über Fragen angesichts der dringend erforderlichen Energiewende. Antworten soll das Josef-Ressel-Zentrum (JRZ) für vernetzte Systembewertung einer nachhaltigen Energieversorgung, kurz Lisa (Linked System Assessment to support sustainable energy supply) liefern, das kürzlich an der Fachhochschule Burgenland am Standort Pinkafeld gestartet ist.

Sinnvolle Kombinationen gesucht

"In den fünf Jahren Laufzeit des Zentrums wollen wir zur Sicherung einer nachhaltigen Energieversorgung beitragen, indem wir komplexe Energiesysteme bewerten mit dem Ziel, sie nachhaltiger und effizienter zu gestalten", sagt Doris Rixrath, die Leiterin des JRZ. Und die Komplexität ist hoch: Neben Strom und Wärme wird angesichts heißer werdender Sommer auch mehr Kälte benötigt.

Verschiedene Energieträger wie Wind, Sonne, Wasser, Erdwärme oder Abwärme aus Gewerbe und Industrie liefern Energie zu unterschiedlichen Zeiten und teils nicht langfristig planbar. Kundinnen und Kunden von Energieanbietern werden durch dezentrale Anlagen mit erneuerbarer Energie auch zu Produzentinnen und Produzenten.

Dazu kommen unterschiedliche Bedürfnisse und Voraussetzungen im urbanen und im ländlichen Raum. Es sei deshalb gut, dass die Energie Burgenland und die Wien Energie Partner des JRZ Lisa sind und die Forschung nicht nur finanziell unterstützen, sondern auch mit Informationen zu praktischen Anforderungen und Daten, sagt Rixrath. Die Forschungsergebnisse können so laufend evaluiert werden.

Maximaler Nutzen

"Die Einzeltechnologien funktionieren gut, das Problem ist die Kombination", sagt Raphaela Reinfeld, die bei Energie Burgenland Innovation und Forschung leitet und Obfrau der Forschungsinitiative Green Energy Lab ist. Sie sieht es als Ziel, nicht nur fossile Energieträger zu ersetzen, sondern auch biogene Energieträger wie etwa Hackschnitzel einzusparen. Was an elektrischer Energie oder Wärme/Kälte vorhanden ist, sollte maximal genutzt werden. Über den Tag oder das Jahr hinweg sind Angebot und Nachfrage aber oft nicht synchron.

Deshalb wird es auch notwendig sein, Speicher zu entwickeln und zu installieren, mit denen beispielsweise Solarwärme vom Sommer in den Winter gerettet werden kann oder Kälte vom Winter in den Sommer. Über den Tag könnte man Haushaltsgeräte dann in Betrieb nehmen, wenn gerade ein Überangebot an Fotovoltaik- oder Windstrom besteht, oder mittags Wärme für die Heizung abends speichern. Ein Biomasseheizwerk könnte in der Zeit, in der ausreichend Windstrom oder Solarwärme zur Verfügung stehen, gedrosselt werden.

Oder man könnte mit überzähliger Energie Wasserstoff erzeugen. Was davon technisch machbar und ökonomisch sinnvoll ist, erforscht das JRZ Lisa mithilfe von Datensammlungen, Berechnungen und Simulationen. Neben Technik und Wirtschaftlichkeit sind die ökologische und die soziale Sicht auf komplexe Energiesysteme wichtig.

Probleme nicht verlagern

"Wir dürfen bei den Energiesystemen nicht nur die CO2-Emissionen betrachten, damit es nicht zur Verlagerung von Problemen kommt", gibt Rixrath zu bedenken. Das Team des JRZ Lisa ist deshalb interdisziplinär zusammengesetzt, dazu gehören auch Forschende aus den Sozialwissenschaften. Denn zu einer Lebenszyklusanalyse von Produkten und Technologien gehört auch die Frage, welche Arbeitsbedingungen in Ländern herrschen, aus denen Rohstoffe, Geräte oder Anlagenteile für Heizkessel, Windräder oder elektronische Steuerelemente kommen.

Zu beantworten ist auch, welche Kosten für die Bevölkerung in Wien oder im Burgenland entstehen, wenn ihre Strom- oder Wärmeversorgung auf eine erneuerbare Energieform umgestellt wird. Bei der sozialen Bewertung gebe es noch den meisten Forschungsbedarf, sagt Rixrath. Am Ende soll ein Programm stehen, mit dem Energieversorger, Unternehmen und Gemeinden Energiesysteme nach allen Kriterien der Nachhaltigkeit planen und optimieren können. (Sonja Bettel, 18.5.2022)