Zusammenfassung:

In der Wissenschaft herrscht Konsens darüber, dass die notwendige Senkung des Treibhausgas-Ausstoßes nur mit einer großen Zahl zum Beispiel von Elektro-Autos oder Photovoltaik- und Windkraftanlagen gelingen kann. Dadurch steigt jedoch der Bedarf für teils kritische Rohstoffe.

Die Energie- und die Klimabilanz dieser drei Technologien ist ihren konventionellen Vorgängern teils schon seit Jahren deutlich überlegen. Bei Umweltschäden etwa durch die Förderung und Verarbeitung der nötigen Rohstoffe ist die Antwort komplizierter: Teils gibt es hier bedeutende Probleme, aber Fachleute gehen davon aus, dass sie sich durch technologische Weiterentwicklungen, nachhaltigeren Bergbau, mehr Recycling oder den Einsatz klimaschonender Energien während der Produktionsphase erheblich mindern lassen.

Zugleich gilt: Bei der Bewertung neuer Technologien werden die Klima- und Umweltschäden traditioneller, etablierter Technologien häufig ausgeblendet oder vernachlässigt.

 

Beim Umbau von Wirtschaft und Gesellschaft hin zur Klimaneutralität werden in hohem Tempo und großem Umfang neue Technologien benötigt. Ihr Verbrauch an kritischen Rohstoffen löst beispielsweise im Fall von Batterien für Elektroautos Besorgnis und Kritik aus, bisweilen verbunden mit der Frage: Lohnt sich die Energiewende in der Gesamtbetrachtung? Ist sie wirklich sinnvoll? Oder schafft man vielleicht an anderer Stelle neue große Probleme? Antworten dazu aus der Wissenschaft

 

Wenn Fachleute die Bilanz einer Technologie betrachten wollen – für den Klimaschutz oder etwa in Bezug auf Energieeffizienz –, dann berechnen sie häufig die sogenannte Amortisationszeit, auf Englisch „Payback-Time“. Hintergrund ist, dass schon bei der Herstellung etwa von E-Auto-Akkus, LED-Lampen oder Photovoltaik-Modulen (PV) signifikante Emissionen anfallen und teils erhebliche Mengen Energie verbraucht werden. Je kürzer die Amortisationszeit, desto früher hat etwa eine PV-Anlage jene Menge an Energie wieder erzeugt, die zu ihrer Produktion aufgewendet wurde.

Ob sich Klimaschutztechnologien in Bezug auf die Ausbeutung natürlicher Ressourcen „lohnen“, lässt sich auf diese Weise nicht berechnen. Übliche Kalkulationen auf der Basis von finanziellen Kosten oder Energieeinsatz stoßen hier an ihre Grenzen, weil der Wert einer intakten Umwelt sich nicht in Kategorien wie Euro oder Kilowattstunden beziffern lässt. Hier muss etwa abgewogen werden, ob ein erhöhter Bedarf an Rohstoffen künftig zu neuen Problemen führt: etwa zu neuer Umweltverschmutzung, einer Erschöpfung von planetaren Ressourcen wie sauberem Wasser oder der Rohstoffe selbst, ob mit ungünstigen wirtschaftlichen oder geopolitischen Abhängigkeiten zu rechnen ist oder es zu Verletzungen von Menschenrechten kommt.

Bei allen derartigen Betrachtungen dürfen aber nicht jene Belastungen ausgeblendet werden, die bei den bisher genutzten Technologien zu Buche schlagen.

Bei Windrädern oder Solarzellen wird gelegentlich behauptet, sie seien im Bau so energieaufwändig, dass sie keinen Klimanutzen hätten. Das ist falsch. Ein Vergleich zwischen konventionellen Energiequellen wie Kohle oder Erdgas und der Stromproduktion durch Photovoltaikanlagen oder Windkraftwerke zeigt: Die CO2-Bilanz fällt deutlich zugunsten der erneuerbaren Technologien aus, auch wenn man die anfallenden Emissionen beim Bau der Anlagen einrechnet (zum Beispiel: Wetzel/Borchers, 2014, Bonou et al. 2016). Ihre Energiebilanz hat sich zudem in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierlich verbessert.

Der IPCC trägt in seinen Sachstandsberichten (der aktuelle erschien 2021/22) alle rund sieben Jahre den Stand der weltweiten Klimaforschung zusammen. Band 3 dieser Reports blickt regelmäßig darauf, wie möglichst wirksamer Klimaschutz aussehen könnte. Kapitel 6 des aktuellen Berichts widmet sich dem Energiesektor, auch Wind- und Solarenergie werden ausführlich beleuchtet. Zur Photovoltaik heißt es dort beispielsweise:

„PV ist zunehmend konkurrenzfähig mit anderen Formen der Elektrizitätserzeugung und ist in vielen Anwendungen die preiswerteste Option (hohe Gewissheit). Die Kosten sind seit 2015 um 62 Prozent gesunken (hohe Gewissheit) und dürften bis 2030 um weitere 16 Prozent sinken. (IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 6.4.2.1).

Ausschnitt aus IPCC 2021/22 AR6 WG3 Figure 6.8

Abbildung 1: Rückgang der Erzeugungskosten für Strom aus Photovoltaik-Anlagen 2000-2020. Die gelben Punkte zeigen Einzelwerte für den weltweiten Durchschnitt der Kosten bei Großanlagen, die hellblaue Fläche die Schwankungsbereiche einzelner Studien, links auf Basis von Studien vor 2012, rechts danach. Die blau-gestrichelten Linien zeigen den Trend, der Bereich zwischen den grau-gestrichelten Linien unten („Fossil“) markiert den Bereich, in dem sich die Kosten für Strom aus fossil-betriebenen Kraftwerken bewegen (50-177 US-Dollar pro MWh); Quelle: IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 6, Figure 6.8 (Ausschnitt)

Weil der Ertrag von Solarzellen je nach Wetter und Tageszeit schwankt, sind bei einem Gesamtvergleich auch noch sogenannte Systemintegrationskosten zu berücksichtigen, also der Aufwand zum Beispiel für einen Ausbau der Stromnetze oder für Speichermöglichkeiten. Aber auch diese Kosten (der IPCC-Bericht nennt hier auf Basis verschiedener Studien 1 und 46 US-Dollar pro MWh) ändern wenig am Gesamtbild:

„In vielen Teilen der Welt liegen die Kosten von Elektrizität aus Photovoltaik unter den Kosten von Elektrizität aus fossilen Brennstoffen.“ (IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 6.4.2.1).

Die energetische Amortisationszeit – also der Zeitpunkt, ab dem die erzeugte Energie den Bedarf bei der Herstellung übersteigt – wird in dem Report nicht (mehr) im Detail erörtert. Für Windkraft zum Beispiel heißt es schlicht:

„Alle Windkrafttechnologien spielen ihren CO2-Fußabdruck in weniger als einem Jahr wieder ein.“ (IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 6.4.2.2)

Bereits in einem Sonderbericht von 2011 hatte der Weltklimarat ausgeführt, dass Windturbinen mit einer Payback-Time zwischen einem Monat und 1,5 Jahren deutlich besser abschnitten als konventionelle Kraftwerke. Die in der Bauphase höheren Treibhausgas-Emissionen pro Megawattstunde Erzeugungskapazität gleicht die Windkraft dadurch schnell aus, dass sie in der Betriebsphase keine laufende Zufuhr von Brennstoff benötigt, während dies bei fossilen Kraftwerken den größten Teil der Gesamtemissionen ausmacht (und dort nicht nur CO2-Emissionen direkt im Kraftwerk anfallen, sondern in teils erheblichen Mengen auch schon bei Förderung und Transport). PV-Anlagen schnitten in dem damaligen IPCC-Report mit einer Payback-Time zwischen zwei Monaten und acht Jahren ab (IPCC 2011, SRES, Box 9.3).

Bei der Amortisationszeit lohnt es sich, statt auf internationale Daten des IPCC oder globale Durchschnittswerte insbesondere auf regionale Daten zu schauen. Denn die Payback-Time unterscheidet sich je nach Standort einer Anlage: ob etwa eine Windturbine auf offenem Meer steht oder an Land, ob eine PV-Anlage in Norddeutschland steht oder im sonnigeren Südspanien. Auch der Ort der Herstellung etwa von Solarmodulen oder Rotorblättern, also der dabei verwendete Energiemix spielt eine Rolle.

Aktuelle Daten für Deutschland hat zum Beispiel das Umweltbundesamt zusammengetragen (UBA 2021, siehe Kapitel 6.4.6 und 7.2.2), je nach Typ liegt demnach die Payback-Time für PV-Anlagen in Deutschland nur noch zwischen rund einem und zwei Jahren. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg nannte Anfang 2024 auf der Basis neuester Produktionsdaten eine Amortisationszeit von „unter 1,3 Jahren". Windkraftanlagen lohnen sich laut Umweltbundesamt in Deutschland energetisch schon nach zwei bis fünf Monaten – selbst wenn am Standort nicht viel Wind weht.

Angesichts üblicher Nutzungsdauern von 20 bis 30 Jahren ist damit klar, dass Photovoltaik- und Windkraftanlagen schon nach einem Bruchteil ihrer Lebenszeit die „Energieinvestition“ aus der Herstellung wieder eingespielt haben.

Ja. Grundsätzlich könne ein Umstieg auf E-Autos dem Klima helfen, heißt es in Kapitel 10 des aktuellen IPCC-Sachstandsbericht, der Optionen zur Minderung von Treibhausgasen im Transportsektor betrachtet:

„Sofern sie mit kohlenstoff-armer Elektrizität geladen werden, haben batterie-elektrische Fahrzeuge (BEF) über den gesamten Lebenszyklus gerechnet niedrigere Treibhausgas-Emissionen als Fahrzeuge mit Verbrennermotor (hohe Gewissheit). … Mit dem Wachstum der weltweiten Batterieproduktion sinken die Stückkosten. Doch um das Klimaschutzpotenzial von BEF voll auszuschöpfen, sind weitere Bemühungen zur Minderung der Treibhausgas-Emissionen der Batterieproduktion unverzichtbar.“ (IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 10, Executive Summary)

Die Payback-Time in Bezug auf Energieverbrauch und Emissionen hängt also wesentlich davon ab, wie energieaufwändig die Herstellung von Batterie und Fahrzeug ist und wie der Strom erzeugt wurde – sowohl für die Produktion als auch für den späteren Fahrbetrieb. Gegenüber vergleichbaren Fahrzeugen mit Verbrennermotor, so der IPCC, kann die Klimabilanz von E-Autos um rund 85 Prozent besser sein (Kapitel 10.4.1).

In einer Grafik hat der Report die Ergebnisse Dutzender Studien zu den Treibhausgas-Emissionen für Fahrzeuge mit verschiedenen Antriebstypen zusammengestellt. Sie zeigt deutlich, welch großen Einfluss die Art der Stromerzeugung auf die Klimabilanz von E-Autos hat. Würden sie nicht mit kohlenstoff-armer Energie geladen, sondern ausschließlich mit Elektrizität aus Erdgas- oder insbesondere Kohlekraftwerken, wären sie ähnlich klimaschädlich wie Fahrzeuge mit Verbrennermotoren:

Abbildung 2: Vergleich der Lebenszyklus-Emissionen von Fahrzeugen mit verschiedenen Antriebsarten; von oben: ICEV steht für Autos mit klassischem Verbrennermotor, HEV für Hybrid-Fahrzeuge mit Verbrenner- und Elektromotor, BEV für E-Autos mit Batterie und FCV für Fahrzeuge, die ihren Fahrstrom per Brennstoffzelle aus Wasserstoff erzeugen. Bei Verwendung kohlenstoffarmer Elektrizität (fünfte Zeile von unten), haben E-Autos die niedrigsten Emissionen pro Kilometer – mit Strom aus Gaskraftwerken (vierte Zeile von unten) oder Kohle (dritte Zeile von unten) „betankt“, liegen die Treibhausgas-Emissionen nahe an oder gar über Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselmotor (erste bzw. zweite Zeile von oben); Quelle: IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 10, Figure 10.4

In Deutschland ist die Energiewende zumindest im Strombereich relativ weit fortgeschritten, der Anteil Erneuerbarer Energieträger am Strommix lag 2023 bereits bei 56 Prozent. In Österreich waren es 2022 knapp 80 Prozent; in der Schweiz kamen sogar schon mehr als 90 Prozent des erzeugten Stroms aus CO2-armen Quellen (53 Prozent Wasserkraft, 9 Prozent Wind und Solar, 36 Prozent Kernkraft).

Schon mit dem aktuellen Strommix schneiden deshalb Elektroautos nicht schlechter ab als Fahrzeuge mit Verbrennermotor. Dies gilt umso mehr, wenn E-Autos zum Beispiel an einer Photovoltaik-Anlage auf dem Eigenheim-Dach geladen werden oder der Anteil an Wind- oder Solarstrom im gesamten Energiesystem in den kommenden Jahren kontinuierlich weiter steigt, wie es absehbar ist. Speziell für Deutschland kommt deshalb das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) in Karlsruhe zu einer klaren Einschätzung:

„Unterstellt man den deutschen Strommix und nimmt an, dass die Energiewende wie geplant verläuft …, dann weist ein heute angeschafftes Elektrofahrzeug in der Gesamtbilanz von Herstellungs-, Nutzungs- und Verwertungsphase über seine Lebensdauer 15 bis 30 Prozent niedrigere Treibhausgasemissionen gegenüber einem vergleichbaren modernen, konventionellen Pkw auf. Dies wird sich künftig weiter verbessern.“ (Fraunhofer ISI 2020)

Bei Vergleichen zwischen Autos mit Elektro- und Verbrennermotor wird häufig übersehen, dass die dabei verwendeten Angaben für konventionelle Benzin- oder Dieselmotoren offenkundige Schwächen haben. So berücksichtigen manche Quellen bei Verbrennermotoren nur jene CO2-Emissionen, die direkt am Fahrzeug entstehen, und übersehen jene aus der Produktionsphase der Treibstoffe (die sogenannte Vorkette). Auch werden häufig CO2-Emissionswerte aus offiziellen Testverfahren für Neufahrzeuge verwendet, die aber teils deutlich niedriger liegen als der tatsächliche Ausstoß im Alltagsbetrieb. Deshalb geht der IPCC insbesondere bei Verbrennermotoren davon aus, dass deren Emissionen unterschätzt werden; je nach Motor oder Fahrverhalten könnte der CO2-Ausstoß zwischen 15 und 38 Prozent höher liegen (IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 10.4.1).

Als E-Mobilität oder Photovoltaik am Anfang ihrer Entwicklung standen, war die Energie- oder Klimabilanz teils noch wenig überzeugend – dies ist aber überhaupt nicht ungewöhnlich für Technologien im Forschungs- und Entwicklungsstadium. Doch wurden seitdem zum Beispiel Produktionsabläufe stark optimiert oder Leistung und Lebensdauer verbessert. Über die Jahre wurde die Bilanz viel positiver. Zugleich wurden die neuen Technologien finanziell konkurrenzfähig, die Preise etwa für Lithium-Ionen-Akkus sanken im Laufe der 2010er Jahre um beinahe 90 Prozent, und der Trend geht weiter.

Ein weiterer Punkt, der beispielsweise E-Autos auf lange Sicht besser dastehen lässt als Verbrennermotoren: Während erstere auf dem Massenmarkt noch eine relativ junge Technologie sind, handelt es sich bei Benzin- und Dieselantrieben um sogenannte „reife“ Technologien. Mögliche Effizienzfortschritte sind deshalb schon weit ausgereizt. Dies zeigte sich bereits in den vergangenen Jahren, wie der IPCC in seinem Sechsten Sachstandsbericht anmerkt: Während der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch von Verbrennerfahrzeugen im Zeitraum 2005 bis 2016 durch technische Optimierungen um 1,8 Prozent pro Jahr sank, waren es zwischen 2016 und 2017 nur noch 0,8 Prozent (IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 10.3.1).

Bei batteriebetriebenen Fahrzeugen hingegen kann noch mit größeren Verbesserungen gerechnet werden – sowohl durch weitere Effizienzsteigerungen und Kostensenkungen durch ein Hochfahren der Produktion zu größeren Stückzahlen als auch durch Forschungsfortschritte, etwa durch weitere Optimierungen bei bekannten Batterietechnologien oder die Entwicklung neuer Batterien, etwa auf Natrium-Ionen-Basis, die keine kritischen Rohstoffe mehr enthalten (IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 10.3.2).

Ähnlich sieht es bei Photovoltaik- oder Windkraftanlagen aus. Die Emissionen für Solarstrom liegen laut IPCC in aktuellen Studien bereits bei lediglich 18 bis 80 Gramm pro Kilowattstunde – und damit „um Größenordnungen niedriger als für Kohle oder Erdgas“ (AR 6, Band 3, Kapitel 6.4.2.1); dasselbe gilt für Windstrom. Wie bei Elektroautos dürfte sich auch bei Solar- und Windkraft weiterhin positiv auswirken, dass der Beginn ihrer großtechnischen Entwicklung noch nicht lange zurückliegt. Die Windenergie-Branche entwickelt immer leistungsstärkere Anlagen. Insbesondere bei der Photovoltaik gibt es weiterhin laufend Entwicklungsfortschritte; Ende 2022 zum Beispiel meldete das Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie in Berlin, es habe mit einer neuartigen Tandem-Solarzelle aus Silizium und Perowskit einen Rekord-Wirkungsgrad von 32,5 Prozent erreicht. Hingegen hatten bei traditionellen Kraftwerken und deren Komponenten (Turbinen, Generatoren usw.) Forschung und Entwicklung bereits viele Jahrzehnte Zeit, um deren Leistungsreserven auszureizen.

In der Zusammenschau heißt das: Die Klimabilanz der erneuerbaren Stromproduktion dürfte künftig noch besser werden bei Energieeinsatz, Kosten und Treibhausgas-Emissionen – und dies wird sich auch auf die Bilanz von E-Autos auswirken, bei denen ihrerseits ebenfalls deutliche Weiterentwicklungen zu erwarten sind.

Ja. Schätzungen der Internationalen Energieagentur IEA zufolge könnte etwa der weltweite Bedarf für Lithium bis 2040 um mehr als das 40-fache steigen, für Kobalt bis zu 30-fach. Ein Blick in die wissenschaftliche Literatur zeigt: Energieaufwand, Treibhausgas-Emissionen und Ressourcenverbrauch, die durch Bemühungen im Klimaschutz entstehen, brauchen Aufmerksamkeit und werden unter Fachleuten kritisch diskutiert.

Es besteht durchaus das Risiko, dass der massenhafte Einsatz von Batterien, Solarpanelen oder Windkraftanlagen Nebenwirkungen haben könnte, die alles andere als nachhaltig sind. Die zusätzliche Nachfrage nach Rohstoffen wird sicherlich mit größeren Umwelteingriffen einhergehen. Doch es gibt Wege, um die Probleme zu mildern. Und ein Gesamtvergleich mit der Ökobilanz der alten Technologien fällt in der Regel zugunsten der neuen aus.

Dass es sich bei der Ressourcenfrage um ein wichtiges Thema handelt, stellt auch der IPCC in Band 3 des Sechsten Sachstandsberichtes (AR6) fest:

„Die Bedenken hinsichtlich kritischer Mineralien, die für Batterien benötigt werden, nehmen zu. Strategien zur Diversifizierung bei Materialien und in der Versorgung, verbesserte Effizienz beim Energie- und Materialverbrauch und zirkuläre Materialflüsse können den ökologischen Fußabdruck und die Risiken der Materialversorgung für die Batterieproduktion verringern (mittlere Gewissheit).“ (IPCC 2022, AR6, Band 3, Summary for Policymakers, C.8.3)

Jedenfalls suchen Forschungsinstitute und Industrieunternehmen intensiv nach Alternativen zu Lithium und Kobalt in Batterien – also den Materialien, für die die Bedenken am größten sind. Kobalt könnte langfristig durch weniger kritische Materialien ersetzt werden. Bei Lithium hingegen sieht es aktuell danach aus, als bleibe es in absehbarer Zukunft ein zentraler und knapper Rohstoff für den Klimaschutz. Auch ein erhöhter Bedarf an Nickel und Kupfer wird sich kaum vermeiden lassen.

Damit eine funktionierende Kreislaufwirtschaft für E-Autobatterien etabliert werden kann, braucht es laut IPCC klare Regeln von der Politik, die etwa eine Standardisierung des Designs von Batterien vorschreiben, um Recycling zu vereinfachen (IPCC, AR6, Band 3, FAQ 10.1). Um die relativen Umweltauswirkungen von Batteriespeichern zu verringern bzw. die Lebenszeit zu verlängern, wird auch intensiv an Strategien gearbeitet, Akkus aus E-Autos später als stationäre Speicher nachzunutzen, um beispielsweise die Stabilität von Stromnetzen zu erhöhen und schwankende Erzeugung aus Erneuerbaren Energien zu glätten.

Bei den Rohstoffen, die für Solar- oder Windenergieanlagen benötigt werden, sieht die Wissenschaft relativ geringe Probleme. Zwar wird der Verbrauch an Ressourcen deutlich zunehmen, wenn die Erneuerbaren Energien so stark ausgebaut werden, wie es zum Bremsen des Klimawandels notwendig ist, stellt der IPCC etwa für Photovoltaik fest,

„… aber PV-Materialien sind weithin verfügbar und recyclingfähig, und es gibt mögliche Ersatzstoffe (mittlere Gewissheit). Die Primärmaterialien für PV sind Silizium, Kupfer, Glas, Alumnium und Silber, … keines davon gilt als kritisch oder knapp“. (IPCC 2022, AR6, Band 3, Kapitel 6.4.2.1)

Der wichtigste Weg zur Minimierung des ökologischen Rucksacks sei auch hier das Recycling, so der Report.

Bei neueren PV-Technologien ist mit noch geringeren Umweltauswirkungen zu rechnen. Zum Beispiel enthalten sogenannte Dünnschichtzellen, anders als traditionelle Solarzellen, zwar in geringen Mengen unter anderem Cadmiumverbindungen. Von diesem speziellen Typ von Solarzellen wurden allerdings bereits Modelle entwickelt, die auch ohne giftige Stoffe wie Cadmium auskommen. Mit größeren Rohstoffproblemen ist nach Einschätzung des IPCC bei der Photovoltaik nicht zu rechnen.

Bei Windturbinen geht es bei den Ressourcen-Bedenken vor allem um Elemente wie Neodym und Dysprosium, die zu der Gruppe der Seltenen Erden zählen (sie werden auch für Elektromotoren gebraucht, die in vielen anderen Wirtschaftssektoren im Einsatz sind). In der Erdkruste sind diese Mineralien, anders als ihr Name vermuten lässt, zwar nicht selten zu finden. Die Einschätzungen darüber, ob sie dennoch künftig knapp werden, fallen unterschiedlich aus (IPCC, AR6, Band 3, Box 10.6). Sie sind als kritisch eingestuft, weil ihr Bedarf in den kommenden Jahrzehnten beträchtlich steigen wird und ihre Förderung nicht krisenfest ist: China ist Haupt-Abbauland und hat bei der Weiterverarbeitung beinahe ein Monopol. Das Land kontrolliert zudem einen großen Teil der weltweiten Kobaltversorgung – das wird zwar hauptsächlich in der Demokratischen Republik Kongo gewonnen, jedoch meist in China weiterverarbeitet. So etwas erhöht wirtschaftliche Risiken bei Konflikten, sollte sich China etwa für ein Exportembargo entscheiden (Giurco et al. 2019).

Aus diesem Grund fordern Fachleute regelmäßig, die Abbaugebiete für die Rohstoffe global besser zu verteilen. Um zudem die Lage der Menschen in solchen Abbauregionen zu verbessern, sind internationale Abkommen notwendig mit Vorgaben für die Lieferketten, wie sie etwa in Box 10.6 von Band 3 des Sechsten IPCC-Sachstandsberichts diskutiert werden.

Insbesondere für den Verkehrssektor müssen wegen des Umstiegs auf Elektromobilität neue Rohstoffquellen erschlossen werden. Der Plan ist allerdings, dass E-Autos die bisherigen Verbrenner kontinuierlich ersetzen, was auf der anderen Seite für weniger Ressourcenverbrauch sorgen wird – zum Beispiel von Erdöl oder Metallen, die in Katalysatoren stecken. Der Ressourcenaufwand für konventionelle Technologien wie auch deren negative Auswirkungen in sozialer oder ökologischer Hinsicht (zum Beispiel die Arbeitsbedingungen in Kohlegruben, Umweltschäden bei der Förderung von Erdöl und Erdgas) werden in aktuellen Debatten häufig unterschätzt oder bei einem Vergleich mit neuen Technologien bisweilen bewusst oder unbewusst ausgeblendet.

Grundsätzlich wird ein Systemwandel weg von der Verbrennung fossiler Energieträger zu Erneuerbaren Energien dafür sorgen, dass der Mensch insgesamt weniger von Rohstoffen im Erdreich abhängig ist (Krane/Idel 2022). Denn einmal gebaut, laufen Solar- oder Windanlagen im Gegensatz etwa zum Kohlekraftwerk ohne permanente Zufuhr von Brennstoff – sondern mit planetaren Ressourcen wie Sonne oder Wind, die niemals knapp werden.

Zudem lässt sich der Ressourcenverbrauch durch die konkrete Ausgestaltung von Energiewende und Klimapolitik beeinflussen. Ein Vergleich verschiedener Strategien bzw. Szenarien, um die Treibhausgas-Emissionen in Deutschland bis Mitte des Jahrhunderts um 80 bis 95 Prozent zu senken, ergab große Unterschiede etwa beim Bedarf an kritischen Rohstoffen. Es gebe zwar

„ein Risiko, dass die Umweltauswirkungen mit zunehmendem Klimaschutz steigen, doch bedeuten sehr ehrgeizige Emissionsminderungen nicht notwendigerweise auch höhere Umweltauswirkungen … Das Ausmaß der Umweltauswirkungen des gesamten Energiesystems hängt deutlich davon ab, welche Technologien und Dekarbonisierungs-Strategien in den einzelnen Sektoren gewählt werden“. (Naegler et al. 2022)

Die Studie gibt auch Hinweise, wie sich Ressourcenverbrauch und Umweltfolgen beim Klimaschutz mindern ließen. So könne man beispielsweise darüber nachdenken, auf kleinere und leichtere E-Autos zu setzen und generell auf eine geringere Gesamtzahl privater Pkw (also umgekehrt auf mehr Fahrräder oder öffentliche Verkehrsmittel). Auch sei eine „direkte Elektrifizierung“ im Heizungsbereich vorteilhaft. In anderen Worten: Beheizt man Gebäude mit Wärmepumpen (und Solar- oder Windstrom), dann ist dies günstiger als zum Beispiel Wasserstoff in Heizkesseln verbrennen zu wollen, weil man dafür wegen der Umwandlungsverluste bei der Wasserstoff-Herstellung insgesamt mehr Energie bräuchte [siehe dazu auch diesen Klimafakten-Text] und also mehr Energieerzeugungsanlagen bauen müsste mit einem insgesamt höherem Bedarf an kritischen Rohstoffen.

Grob zusammengefasst in ganz einfachen Worten

Neue Klimaschutz-Technologien „lohnen“ sich in der Regel. Photovoltaik, Windkraft oder auch Elektroautos haben, bei sorgfältiger Gesamtbetrachtung, schon heute – unterschiedlich deutliche – Vorteile für Umwelt und Klima. Und weitere Fortschritte bei Forschung und Entwicklung werden diese noch verstärken. Der Verbrauch kritischer Rohstoffe ist in der Tat ein Problem, aber die Forschung geht davon aus, dass es hier machbare Lösungen gibt.

Linda Fischer/Klimafakten
zuletzt aktualisiert: Juni 2024