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Herr Züttel, können Sie bitte erläutern, was Ihre Aufgabe als Direktor des Labors der Materialien für erneuerbare Energien der EPFL (École polytechnique fédéral de Lausanne) ist?
Die EPFL hat in Sion ein Institut errichtet, welches das Ziel verfolgt, im Bereich der Chemie energierelevante Projekte zu bearbeiten. Das Institut beschäftigt acht Arbeitsgruppen. Vier davon erforschen, wie man CO2 aus der Atmosphäre absorbieren kann. Die anderen vier Arbeitsgruppen untersuchen und entwickeln, wie man CO2 und Wasserstoff zu erneuerbaren Energieträgern – also Kohlenwasserstoffen – vereinigen kann. Ich beschäftige mich dort mit der Wasserstoffproduktion und -speicherung durch die Reduktion von CO2. Wir untersuchen neue Reaktionswege, um direkt CO2 zu einem spezifischen Produkt wie zum Beispiel Oktan zu reduzieren.
Was ist der Sinn und Zweck dieser Forschung?
Das ist natürlich eine ganz wichtige Frage. Wir gehen davon aus, dass wir in Zukunft sehr viel mehr erneuerbare Energie einsetzen werden, als dies heute der Fall ist. Wir wollen ja in den kommenden Jahren die fossilen Energieträger weitgehend durch erneuerbare ersetzen. Wenn man einen grossen Anteil an erneuerbarer Energie hat, dann muss man zwangsläufig diese Energie zwischenspeichern, denn die erneuerbare Energie fällt nicht immer genau dort an, wo man einen grossen Bedarf an Energie hat. Insbesondere nicht in einer Form mit hoher Energiedichte. Darum muss man einerseits sicherstellen können, dass man etwas wie Öl synthetisieren kann, damit wir beispielweise auch in Zukunft noch mit einem Flugzeug fliegen können. Andererseits brauchen wir einen günstigen Energieträger, mit dem wir viel Energie über eine lange Zeit speichern können. Da sieht es im Moment so aus, als hätten wir neben Kohlenwasserstoffen keine machbaren Alternativen. Es gibt zwar noch die Möglichkeit, grössere Mengen an Energie in Ammoniak zu speichern, jedoch hat Ammoniak den Nachteil, dass es sehr giftig ist. Kohlenwasserstoffe dagegen sind nicht so giftig, sind einfach zu speichern und man kann sie in beliebigen Mengen herstellen.
Denken Sie also, dass unser Energiebedarf vollständig durch erneuerbare Energien gedeckt werden kann?
Ja, selbstverständlich. Es ist sicher, dass die fossilen Energieträger endlich sind. Daran gibt es keinen Zweifel. Gleichzeitig weiss man auch, dass der Energiebedarf der Menschheit – in diesem Jahrhundert zumindest – steigen wird. Wenn es sich so entwickelt, dass wir den Wohlstand genügend steigern können, wird sich auch der Energiebedarf erhöhen, aber so können wir auch das Bevölkerungswachstum eindämmen. Mit dem Wohlstand sinkt nämlich die Geburtenrate. Wenn dies nicht gelingt, wird die Menschheit dementsprechend stark wachsen. Dabei ist zwar der individuelle Energieverbrauch nicht so hoch, aber weil es so viele Menschen gibt, ist der Gesamtenergiebedarf trotzdem viel höher als heute. Wir gehen davon aus, dass bereits 2050 der weltweite Energiebedarf dreimal so hoch sein wird wie heute.
Wieso setzen wir nicht heute schon vollkommen auf erneuerbare Energien?
Wir machen natürlich das, was uns wirtschaftlich am meisten bringt. Man macht ja nicht das, wovon man denkt, dass es am besten für die Menschheit in der Zukunft ist. Jeder – auch die Staaten – versucht, seine Situation wirtschaftlich zu optimieren. So versucht man eben, das Maximum aus dem herauszuholen, was man heute hat. Im Moment ist es nach wie vor so, dass man stark profitieren kann, wenn man fossile Energieträger einsetzt. Gerade jetzt, da das Öl so billig geworden ist, sind wir in einer besonderen Situation. Der mittlere Osten produziert mehr Öl, als der Weltmarkt braucht. Ich bin davon überzeugt, dass der Preis des Öls in Zukunft wieder steigen wird, aber durch die momentane Produktion des Öls fällt der Preis in sich zusammen. Das heisst natürlich auch, dass man bei hohem Bedarf an Öl auch mehr Geld verdienen kann. Die erneuerbaren Energien werden aber zunehmend ausgebaut und bereits in wenigen Jahren werden sie einen wesentlichen Teil des Energiebedarfs der Welt decken. Meine Generation ging davon aus, dass die Umstellung auf erneuerbare Energien sehr lange dauern wird und enorme Investitionen erfordert, jedoch zeigt die momentane Entwicklung, dass das gar nicht so ein grosses Problem ist. In Deutschland wurden in den letzten Jahren 60 Gigawatt Peakleistung an erneuerbaren Energien installiert. Das ist mehr, als alle Kernkraftwerke Deutschlands zusammen. Dies passierte innerhalb von wenigen Jahren. Diese Entwicklung zeigt, dass wir uns die Umstellung auf erneuerbare Energien leisten und auch gut umsetzen können, wenn die Rahmenbedingungen stimmen und wir es wollen.
Worin liegen denn die technischen Herausforderungen?
In der Vergangenheit war die Herausforderung, erneuerbare Energien in eine Form umzuwanden, die man nutzen kann – also hauptsächlich Elektrizität. Man investierte viel in Windturbinen und Photovoltaik. Heute gibt es hervorragende technische Lösungen für die Energiewandlung und diese sind auch wirtschaftlich interessant geworden. Die neue Herausforderung ist die Speicherung der erneuerbaren Energie mit hoher Energiedichte und in grosser Menge. Wir können wesentliche Teile unseres Energiebedarfs noch immer nicht abspeichern. Dies ist der Grund, weshalb wir intensiv an diesem Thema forschen. Das hat natürlich grosses Potential. Sobald man circa einen Drittel des jährlichen Energiebedarfs abspeichern kann, steht der Einführung von erneuerbaren Energien zur Deckung eines wesentlichen Teils des Energiebedarfs nichts mehr im Weg. Dann kann man das auch wirtschaftlich interessant realisieren und damit ein neues Wirtschaftssystem initiieren.
Im Wallis wird momentan mit dem Emosson-Stauwerk das leistungsstärkste Elektrizitätswerk der Schweiz gebaut. Man wird es aber nicht einsetzen können, weil man die Elektrizität nicht ableiten kann, da die Hochspannungsleitungen erst realisiert werden können, wenn alle Einsprachen behandelt sind. Das zeigt wieder: das heutige Problem ist nicht die Wandlung in Strom, sondern wie man den Strom wegbringen und später speichern kann.
Glauben Sie denn, dass der Energiebedarf der Menschheit irgendwann gesättigt wird?
Das ist eine schwierige und fast schon philosophische Frage. Wohlstand ist die Verfügbarkeit von Energie und Material. Das bedeutet, dass der Wohlstand nur wachsen kann, wenn der Energie- und Materialbedarf auch wächst oder anders formuliert, wenn die Produktivität der Menschheit wächst. Ich bin überzeugt, dass das eine treibende Kraft ist, weil man niemanden glücklich machen kann, indem man sagt: „Unsere Generation in der ganzen Welt umhergeflogen, ihr dürft nur noch Fahrrad fahren.“ Die treibende Kraft hinter der menschlichen Arbeit ist es, mehr zu erreichen als man vorher hatte. Das würde die Menschen befriedigen. Mehr heisst aber nicht, etwas unsinnig zu verschwenden, sondern zum Beispiel, die Mobilität zu erhöhen.
Vergleichen wir unser Leben mit demjenigen der Menschen, welche nach dem 2. Weltkrieg gelebt haben: Sie konnten nicht beliebig fliegen oder in der Welt umherfahren, sondern lebten damals sehr lokal. Heute haben wir die Möglichkeit, fast alle Orte der Welt zu besuchen. Das bringt auch mehr Erfahrung und macht einen glücklicher, wenn man nur schon weiss, dass man diese Möglichkeiten hat. Deshalb denke ich schon, dass es dieses globale Produktivitätswachstum braucht. Die Frage ist weniger, wie viel man umsetzt, sondern woher die Dinge kommen und wohin sie gehen. Wenn das Ganze in einem geschlossenen Kreislauf umgesetzt wird, dann kann man so viel umsetzen wie vorhanden ist. Natürlich sind alle Ressourcen auf der Erde endlich, doch verglichen mit dem „Abbauen und Wegwerfen“ ermöglicht ein geschlossener Kreislauf viel mehr Umsatz. So könnte man durchaus die Produktivität steigern, ohne dass das nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt hätte.
Was sind denn genau die Vorteile eines geschlossenen Kreislaufes?
Man nimmt nichts aus der Umwelt weg und deponiert in ihr auch nichts. Das Deponieren ist ja fast schlimmer als das Wegnehmen. Das Wegnehmen spürt man zum Beispiel in Australien oder Deutschland stark. Wir merken von den Deponien auf der ganzen Welt viel, beispielsweise wenn das Wasser verschmutzt wird, sich die Konzentration des CO2 in der Atmosphäre erhöht und wenn man die radioaktiven Abfälle vergräbt. Gerade letzteres finde ich besonders störend. Wenn man das CO2 erhöht oder das Wasser verschmutzt, kann sich das in etwa fünf Generationen wieder erholen – sofern man etwas dafür tut. Die radioaktiven Abfälle hingegen werden die Umwelt noch mehrere hundert Generationen nach uns belasten. Darum ist das grösste Verbrechen, welches wir im Moment begehen, die radioaktiven Abfälle nicht so zu behandeln, dass auch zukünftige Generationen mit ihnen leben können. Vergraben ist sicher keine gute Lösung. Als ich studierte, lernten wir noch, wie man Chemieabfälle vergräbt und heute wenden wir Milliarden Schweizerfranken auf, um diese Deponien wieder zurückzubauen. Man sollte also eigentlich aus der Geschichte gelernt haben, dass Vergraben nicht die richtige Lösung ist. Man hätte auch schon 1980 Chemieabfälle richtig entsorgen können, anstatt sie zu vergraben. Das ist eben das Denken der Nachkriegsgeneration: Sie hat in erster Linie für ein Wirtschaftswachstum gearbeitet und weniger darüber nachgedacht, was dabei mit der Umwelt passiert. Als ich aufwuchs, konnte man in den Schweizer See nicht baden, da sie alle durch Abwasser verschmutzt waren. Das Abwasser wurde ohne Kläranlagen in die Gewässer geleitet. Die Waschmittel förderten das Algenwachstum und die Seen „kippten um“. Zum Glück konnte man das durch den Bau von Kläranlagen relativ schnell wieder korrigieren. Ich habe meinen Grossvater oft gefragt, warum man das Abwasser direkt in die Gewässer geleitet hat. Aus der Perspektive der Generation, welche um 1900 geboren wurde, war es undenkbar, dass es einmal so viel Abwasser gibt, dass die Seen dadurch „umkippen“ würden. Man dachte, dass das wenige Abwasser wieder abgebaut würde. Das ist bei Entwicklungen immer dann ein Problem, wenn man ein exponentielles und kein lineares Wachstum hat. Das kann sich der Mensch schlecht vorstellen. Wir denken zu oft linear. Die Menschen können nur sehr beschränkt abschätzen, wie sich die Welt entwickelt.
Ist Ihnen also Umwelt und Nachhaltigkeit ein persönliches Anliegen?
Natürlich. Ich habe mein ganzes Leben an diesem Thema gearbeitet. Ich wurde 1963 geboren und 1973 gab es die Ölkrise. Durch sie begriff die Menschheit zum ersten Mal, dass fossile Energieträger nicht unendlich vorhanden sein werden. Danach kam eine Periode, in der man viel darüber nachdachte, wie denn die Zukunft aussehen könnte. In den 80er und 90er Jahren ging diese Aufmerksamkeit ein bisschen verloren, weil man vom Wohlstandswachstum geblendet wurde. Plötzlich gab es so viele fossile Energie und ein so grosses Wachstum, dass man die Limiten völlig vergass. Aber spätestens seit diesem Jahrhundert denkt man wieder viel darüber nach. Ich bin froh, dass ich eine solch interessante Zeit erleben durfte und hoffe auch, dass ich einen wichtigen Beitrag dazu leisten konnte, dass wir Menschen in Zukunft viel nachhaltiger handeln werden. Man kann es auch so sehen: Die Natur stellte uns die Energieträger und die Bodenschätze zur Verfügung, damit wir einen Wohlstand aufbauen konnten, aber nun ist es die Verantwortung der Menschheit, dafür zu sorgen, dass dieser Wohlstand erhalten werden kann, indem man nichts verschwendet, sondern Dinge wiederverwenden kann. Dabei ist die zentrale Frage, wie man diese Kreisläufe schliessen kann.
Könnten Sie eine Synthese machen: Wie sieht für Sie eine nachhaltige Energiewirtschaft aus?
Eine nachhaltige Energieökonomie basiert auf erneuerbaren Energien mit Sonnenenergie als Quelle. Dann ist auch noch ein geschlossener Materialkreislauf wichtig, das heisst also beispielsweise, dass wir Wasser und Kohlendioxid aus der Umwelt nehmen, Kohlenwasserstoffe produzieren und wieder gleich viel Wasser und Kohlendioxid an die Umwelt abgeben. Damit ist der Kreislauf geschlossen. So mag das lokal einen kleinen Effekt auf die Umwelt haben, aber global keinen mehr. Mit den erneuerbaren Energien kann man so viel produzieren, wie die Sonne uns Energie liefert. Das ist rund 10’000-mal mehr als der heutige Weltenergiebedarf; man hat also kaum eine Limite.
Gibt es noch eine wichtige Message, die Sie der Leserschaft unbedingt mitteilen wollen?
Man muss beginnen zu realisieren, dass wir erstens nur zu einer nachhaltigen Entwicklung kommen können, indem wir dafür sorgen, dass der Wohlstand global wächst, also nicht nur in den Industrieländern, sondern insbesondere in den ärmeren Ländern, damit dort die Bevölkerung nicht mehr so stark wächst. Zweitens muss man wegkommen von dem Denken, dass man Rohstoffe suchen und die Abfälle dann wieder deponieren kann. Stattdessen sollte man bei der Einführung neuer Prozesse immer direkt darüber nachdenken, was am Schluss dieser Prozesse mit dem Produkt passiert und wie man es wieder an den Anfang bringt. Der Abfall enthält nämlich genau die Elemente, die man braucht, um Produkte herzustellen. Die Natur liefert die Voraussetzungen, um den Kreislauf zu schliessen.
Prof. Andreas Züttel studierte Chemie und Physik. Heute ist er Professor für physikalische Chemie und Direktor des Materiallabors für erneuerbare Energie an der École polytechnique fédéral de Lausanne (EPFL). Zudem doziert er unter anderem an der Universität Fribourg. Seine Spezialgebiete sind Wasserstoff und Energie.
Interview: von Evelyn Frischknecht / Bildquelle: Andreas Züttel / EPFL (bearb.)