Levi Henze

Immer mehr Studien zeigen, dass eine erneuerbare Energieversorgung in der langen Frist deutlich günstiger sein wird als die fossile von heute. Das liegt vor allem daran, dass die Kosten grüner Technologien erheblich sinken. Doch wie sehr? Ist Klimaschutz damit ein Selbstläufer? Und welche Rolle spielt technischer Wandel? Im Geldbrief dieser Woche wagen wir einen Blick in die Kristallkugel, in das Innenleben mathematischer Modelle und den dunklen Abgrund des verbleibenden Emissionsbudgets. Dieser Geldbrief basiert auf einer Abschlussarbeit, die unten verlinkt ist.

Als Wladimir Putin im Februar 2022 die vollständige Invasion der Ukraine anordnete, ahnte er sicher nicht, dass die Geschichtsbücher der Zukunft ihn für immer mit dem Ende der fossilen Ära in Verbindung bringen würden. Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt, dass die Nachfrage nach fossilen Energieträgern noch in diesem Jahrzehnt ihren Höhepunkt erreichen wird – erheblich beschleunigt durch die Invasion und die politische Reaktion darauf. Weltweit ist der Absatz an Elektroautos und Wärmepumpen in die Höhe geschnellt. Milliardenpakete wurden geschnürt – in Europa zum Beispiel der REPowerEU-Plan, der unter anderem den Ausbau der Erneuerbaren beschleunigen soll.

Die andauernde Energiekrise mag den fossilen Energien den letzten Schubs verpasst haben. Doch geht all dem eine erstaunliche Erfolgsgeschichte erneuerbarer Technologien voraus. Die Produktion von Solarstrom hätte Mitte der 90er Jahre etwa 15-mal so viel wie heute gekostet – diesen Strom in einer Akkuzelle zu speichern sogar 35-mal so viel. Ähnlich starke Trends sind bei Windkraft und Elektrolyse zu beobachten, während sich die Preise für fossile Energieträger seit einem Jahrhundert nicht verändert haben (siehe Abbildung 1).

Für viele Menschen sind solche Vergleiche heute nicht mehr überraschend. Das erstaunliche daran ist auch vielmehr, wie konsequent sie selbst in Fachkreisen unterschätzt werden.

Abbildung 1Ein Blick in die Glaskugel

Eine Studie, die sich näher mit diesen Kostentrends auseinandersetzte, schlug Ende letzten Jahres große Wellen. Denn die Ergebnisse sehen deutlich angenehmer aus als unsere bisherigen Klimaschutzszenarien und stehen empirisch auf einem viel besseren Fundament.

Mittels drei recht unscheinbarer Annahmen kann man zeigen, welche tiefgreifende Bedeutung der technische Wandel in unserer Energieversorgung haben wird. Erstens, der Endenergiebedarf wächst global weiter wie bisher, also mit etwa zwei Prozent pro Jahr. Zweitens, die Ausbauraten grüner Schlüsseltechnologien bleiben für etwa ein Jahrzehnt auf dem Niveau des historischen Durchschnitts und beginnen dann langsam zu fallen.^[1] Und drittens, die Kosten aller Energietechnologien entwickeln sich so, wie wir sie basierend auf historischen Trends statistisch erwarten würden.

Bis 2050 würde ein globales Energiesystem, das auf klimaneutrale Technologien umstellt, so etwa 12 Billionen USD gegenüber einem primär auf fossilen Energieträgern basierenden System sparen. Zum Vergleich: Das entspräche pro Jahr und im Durchschnitt etwa einem halben Prozent der heutigen globalen Wirtschaftsleistung. ^[2]

Klimaschutz zahlt sich also selbst dann aus, wenn wir die vermiedenen Klimafolgewirkungen ignorieren. Das klingt vielleicht zu schön, um wahr zu sein. Es ist auch nur die halbe Wahrheit, denn damit sind nur etwa 80 Prozent der Emissionen erfasst und für Deutschland ist die Geschichte durchaus komplizierter. Dazu weiter unten mehr. Aber so oder so ähnlich hat man diese Aussage vielleicht schon einmal gehört. In der Tat häufen sich langsam die Studien, die ähnliche Prognosen abgeben: Zum Beispiel für den europäischen Stromsektor oder die Energieversorgung Chinas.

Der eigentliche Kern der Studie ist jedoch ein anderer: Unsere globalen Klimaschutzszenarien unterschätzen die wirtschaftlichen Potentiale der Klimaneutralität massiv. Wie in Abbildung 2 zu sehen ist, sind selbst die optimistischsten Szenarien des Weltklimarates (IPCC) und der Internationalen Energieagentur (IEA) nicht annähernd kompatibel mit den erwartbaren Kostendegressionen.

Abbildung 2Sind unsere Klimaschutzszenarien zu pessimistisch?

Dass technischer Wandel bei der Dekarbonisierung eine Rolle spielen würde, ist eigentlich schon lange klar. Billige erneuerbare Energien helfen dabei, auf fossile Energieträger zu verzichten. Doch Klima-Wirtschaftsmodelle waren eigentlich nie dazu gedacht, uns detaillierte technische Umsetzungspläne an die Hand zu geben. Das änderte sich spätestens als klar wurde, dass nur Nullemissionen den Klimawandel stoppen würden, und dass die Zeit drängt. Die bloße Richtung vorzugeben, reichte damit nicht mehr aus. Heute sind Klima-Wirtschaftsmodelle so etwas wie der Nordstern der Wirtschafts- und Industriepolitik. Auf ihnen beruhen die internationale Lastenverteilung, nationale Klimagesetzgebung, industriepolitische Vorhaben, Förderprogramme und vieles mehr.^[3]

Im Laufe der Zeit sind die Modellstrukturen dadurch so komplex geworden, dass sie selbst für Fachkundige kaum nachvollziehbar sind. Tief in dieser Struktur vergraben finden sich detaillierte Annahmen darüber, wie sich Schlüsseltechnologien in der Zukunft entwickeln werden.

Das Schema, nach dem diese Annahmen getroffen werden, ist ganz einfach. Je mehr eine Technologie eingesetzt wird, desto billiger wird sie. Man geht von learning by doing aus. Die Geschwindigkeit, mit der das passiert, kann aus historischen Daten geschätzt werden – analog zu Abbildung 2.

Diese Dynamik, oft als Lern- oder Erfahrungskurve bezeichnet, ist auch in den großen Klima-Wirtschaftsmodellen enthalten. Doch legen sie diesem Fortschritt allerhand Steine in den Weg. Zum Beispiel, weil Wartungskosten oder die Energieausbeute als fix angenommen werden, was die Erfahrung bei Windkraft und Photovoltaik widerlegt. Manche Modelle trauen dem Fortschritt nicht so recht und treffen lieber etwas vorsichtigere Annahmen. Damit brechen sie aber ebenfalls mit der historischen Entwicklung. Wieder andere (zum Beispiel das Modell der IEA) ziehen dem Fortschritt eine künstliche Grenze: Bis zu einem gewissen Punkt können die Kosten fallen – aber nicht weiter. Die meisten Modelle versuchen außerdem, Trägheit im System zu simulieren, indem sie annehmen, dass die Kosten von der Geschwindigkeit des Ausbaus abhängen.

Theoretisch sind manche dieser Einschränkungen nachvollziehbar: Technologien können sich nicht ewig verbessern und zudem ist eine schnelle Energiewende mit ganz eigenen Problemstellungen konfrontiert. Allzu optimistische Annahmen wären sicherlich auch nicht zielführend.

Doch wir müssen uns bewusst machen, welche Bedeutung diese Annahmen im täglichen Für und Wider der Klimapolitik haben. Aus ökonomischer Sicht erfordern technische Lerneffekte nämlich auch andere politische Maßnahmen und können, wie gesagt, auch ambitionierteren Klimaschutz begründen. Insbesondere führt die Unterschätzung technischer Lerneffekte zur Überschätzung der Kosten eines erneuerbaren Energiesystems – und bremst so den beschleunigten Übergang.

Innovation ist ein schwer fassbares Phänomen

Warum verändern sich manche Technologien so wahnsinnig schnell und andere nicht? Eine überraschend umfangreiche Fülle an Literatur zu dieser Frage streckt sich über das gesamte letzte Jahrhundert. Trotzdem müssen wir uns eingestehen, dass wir es schlichtweg nicht so genau wissen.

Theodore Wright beobachtete 1936 große Fortschritte im noch jungen Flugzeugbau. Dabei verließ er sich auf nicht viel mehr als logarithmisches Zeichenpapier und demonstrierte erstaunlich regelmäßige Kostenfortschritte. Learning by doing, so spekulierte er, folge einfachen statistischen Gesetzmäßigkeiten. Auch Jahrzehnte später waren seine Schätzungen präzise. Diese Regelmäßigkeit überrascht auf den ersten Blick, lässt sich aber statistisch gut begründen. Das Potential einer Technologie besteht aus vielen kleinen Verbesserungen, die im Gesamtbild einen gleichmäßigen Verlauf über die Zeit bilden.

Für fast alle Technologien lässt sich diese Regelmäßigkeit beobachten, bloß mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. In den 70er und 80er Jahren wurde learning by doing vor allem mit Skaleneffekten erklärt: Massenproduktion begünstigt Einsparungen im Produktionsprozess. Das liegt auch daran, dass sich ganz buchstäblich Wissen über die Produktion ansammeln lässt.

Für einige erneuerbare Technologien gibt es allerdings gute Gründe, wieso learning by doing nur eingeschränkt funktioniert. Einige Technologien lassen sich nicht in Massenproduktion fertigen, andere müssen nach der Produktion für die Nutzung individuell angepasst werden, sodass die Vorteile standardisierter Fertigung geringer sind (siehe Abbildung 3).

Abbildung 3

Ein solches Schema gibt zum Beispiel auch eine grobe Intuition, warum thermische Energienutzung (Atomkraft sowie Fossil- und Biokraftwerke) keine so großen technologischen Fortschritte macht. Weil Wärmeverluste in Großanlagen geringgehalten werden können, müssen thermische Kraftwerke eher groß ausfallen und erfordern deshalb viel Planungs- und Konstruktionsarbeit.

Ein anderes Beispiel: Windkraft ist in den letzten Jahren vor allem deshalb effizienter geworden, weil die Anlagen in die Höhe gewachsen sind. Damit ist die Installation allerdings aufwändiger geworden, womit der Anpassungsbedarf steigt. Das zeigt auch, dass sich technologisches Potential mit der Zeit verändern kann.

Und damit sind wir wieder beim eigentlichen Problem: So ganz genau können wir technische Potentiale eben nicht vorhersagen. Es sei denn, es gibt eine so belastbare Datenbasis wie bei erneuerbaren Technologien. Ein plötzlicher Bruch mit den Trends, wie ihn die Klima-Wirtschaftsmodelle annehmen, ist viel schlechter zu begründen als der weitere Fortschritt dieser Technologien.

Die schöpferische Zerstörung der Elektrifizierung

Es mag uns schwerfallen, technischen Fortschritt genau vorherzusehen. Aber die große gesellschaftliche Erzählung darüber, welche zentrale Bedeutung er im Kapitalismus hat, liefert uns Joseph Schumpeter.

Er beschrieb technischen Fortschritt nicht als gleichmäßigen und harmonischen Prozess, sondern deutete Innovation im weiten, gesellschaftlichen Sinn. Bestehende Unternehmen und ihre Geschäftsmodelle sind in ihrer Stellung nicht durch Konkurrenz bedroht, die sie nachahmt und Einzelheiten geringfügig besser macht. Die viel größere Gefahr ist solche Innovation, die ihre Existenz in Frage stellt und in der Lage ist, die Gesellschaft grundlegend neu zu organisieren. Diesen Prozess nannte er schöpferische Zerstörung.

Die Elektrifizierung der Energieversorgung stellt eine solche Welle der schöpferischen Zerstörung dar. Stück für Stück geraten unsere alten Wege des Wirtschaftens an einen kritischen Punkt, vom Beheizen der Wohnung über den Verbrennungsmotor bis zur Großproduktion von Kunststoffen oder Stahl. Das erklärt vielleicht auch, warum wir uns mit dem Verstehen dieses grundlegenden Wandels so schwertun. Unsere Vorstellungen – also auch unsere mathematischen Modelle – beruhen auf uns vertrauten, alltäglichen Strukturen.^[4]

Schumpeter würde den fossilen Unternehmen heute wohl eine sehr düstere Zukunft voraussagen. Noch nie in der Geschichte der Menschheit war Energie so billig wie mit erneuerbarem Strom. Ohne Zweifel wird es uns damit leichter fallen, auf fossile Brennstoffe zu verzichten.

Ist Klimaschutz also ein Selbstläufer?

Nein, es gibt gleich drei Haken: Das sich rapide in Luft auflösende Emissionsbudget für die Pariser Klimaziele, das sogenannte Rebound-Phänomen und die soziale Kehrseite der schöpferischen Zerstörung.

Aber der Reihe nach.

Was hat es mit dem schwindenden Emissionsbudget auf sich? Sicher macht es ein bisschen Hoffnung, dass wir das Ende des fossilen Zeitalters am Horizont erkennen können. Eine einfache Faustregel bei allen Klimaschutzthemen ist aber, dass es gerade nicht schnell genug gehen kann. Das Restbudget, das der Menschheit verbleibt, um das 1,5-Grad-Ziel einzuhalten, liegt – Stand Januar 2023 – bei etwa 250 Gigatonnen CO2.^[5] Bei den gegenwärtigen Jahresemissionen bleiben damit etwa sechs Jahre. Zur Erinnerung: Das ist in etwa die Zeitspanne, in der die IEA noch von steigenden Emissionen ausgeht.

Die Elektrifizierung mag mittlerweile einen gesellschaftlichen Kipppunkt überschritten haben – doch das Verhindern gefährlicher Klimawandelfolgen ist damit allein nicht gesichert. Das gilt umso mehr, da wir noch nicht genau wissen, wie viel unserer Wirtschaftsaktivitäten wir tatsächlich auf die Nutzung von Strom umstellen können.^[6]

Günstige Energie bedeutet auch mehr Energieverbrauch. Günstige Energie verschafft uns einen immensen Vorteil – grünes Wachstum ist Realität. Das sieht man gut, wenn man sich die Entwicklungspfade ärmerer Länder ansieht: Sie erreichen heute vergleichbare Einkommen mit weit weniger CO2-Ausstoß als die Industrienationen. Auch in Europa, Nordamerika und China ist Elektrifizierung fraglos ein Wachstumsmotor.

Doch dieses Wachstum hat auch eine Kehrseite, denn damit kann der Energieverbrauch ansteigen. Das lässt sich an einem Beispiel leicht verdeutlichen: Neue Autos sind oft effizienter und haben einen geringeren Verbrauch. Längere Fahrten werden also attraktiver und ein Teil des Effizienzgewinns wird dadurch zunichte gemacht.

Auch gesamtwirtschaftlich lässt sich dieser Rebound-Effekt beobachten. In der Tat ist das ein weiterer blinder Fleck unserer Klima-Wirtschaftsmodelle. Nicht nur werden technische Innovationen unterschätzt – das prognostizierte Wachstum des globalen Energieverbrauchs bricht ebenso mit historischen Trends.

Übersetzt heißt das: Es wird nicht ausreichen, den grünen Kapitalstock auszubauen, weil er uns Vorteile verschafft. Viel wichtiger wird es in den nächsten Jahren sein, auch gleichzeitig den fossilen Kapitalstock – besonders die zugehörige Infrastruktur – abzubauen.

Zurück zu Schumpeter und der schöpferischen Zerstörung: Der Prozess der Innovation hat auch eine Schattenseite. Innovation kann Kapital, Unternehmen und sogar Lebensgrundlagen vernichten. Für Schumpeter war klar, dass sich daraus eine große Ablehnung gegenüber dem Kapitalismus speist.

Das trifft auch auf die Transformation zum erneuerbaren Wirtschaften zu. Dass der Betrieb von Kohlekraftwerken sich bald nicht mehr lohnt, ist ein Grund zur Freude. Doch der vor uns stehende Transformationsprozess ist viel tiefgreifender: Er wird ganze Beschäftigungsfelder und die wirtschaftliche Grundlage vieler Branchen fundamental verändern oder bedrohen. Ein gutes Beispiel dafür ist die deutsche Industrie (siehe unser Zwischenbericht zum Industrieprojekt): Weltweit günstiger Strom aus der Photovoltaik ist für viele Industriezweige hier eher ein Nachteil, weil sie damit an Wettbewerbsfähigkeit verlieren.

Die Klimakrise wird sich ohne breite gesellschaftliche Unterstützung nicht bewältigen lassen. Diesen notwendigen Zusammenhalt wird grüne Technologie nie garantieren können – so günstig sie auch ist.

Doch was folgt aus all dem?

Wir müssen versuchen, technologische Potentiale und Kostendegressionen besser zu verstehen. Das ist sicherlich leichter gesagt als getan – aber wir machen einen großen Fehler, wenn wir sie ignorieren. Es ist nämlich gut möglich, dass wir die Kosten des Klimaschutzes auf lange Sicht überschätzen.

Doch das ändert nichts daran, dass die Emissionen von morgen auf Entscheidungen von heute beruhen. Politische und wirtschaftliche Entscheidungen, die oft noch mit großen Anstrengungen verbunden sind. Klimaschutz wird uns nicht in Armut stürzen und das ist gut zu wissen – aber bis die Bemühungen sich auszahlen und wir die Emissionen merklich reduziert haben, ist es noch ein weiter Weg.

Ein weiter und wohl steiniger Weg – besonders jetzt, wo wir absehen können, dass die Umstellung des Energiesystems einen tiefgreifenden Strukturwandel mit sich ziehen wird. Das gilt umso mehr für ein Land wie Deutschland, wo die großen Fortschritte erneuerbarer Energien auch einen Wettbewerbsnachteil mit sich bringen.

Es gibt noch vieles, was wir an diesem Prozess nicht gut genug verstehen. Damit er für alle Menschen ein Gewinn sein kann, muss er politisch vorausschauend begleitet werden. Vorschläge zu machen, wie das gelingen kann, betrachten wir beim Dezernat als eine unserer Hauptaufgaben.

Die oben erwähnte Abschlussarbeit findet sich hier.

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Fußnoten

[1] Genauer geht es um die verfügbare Leistung an Photovoltaik, Windkraft, Batteriespeichern (im Transport- und Energiesektor) und Elektrolyseuren. Solche S-förmigen Technologiepfade sind ein Phänomen, das sehr typisch für ausgereifte Technologien ist und in vielen Bereichen beobachtet werden kann.

[2] Für alle die mehr wissen wollen: Ein Co-Autor der Studie, Matthew Ives, hat im Rahmen der UN-Klimakonferenz in Glasgow 2021 einen Vortrag gehalten, der anschaulich die Studienergebnisse und deren Bedeutung zusammenfasst.

[3] Mehr als ein Viertel der Szenarien, die der IPCC in seinem aktuellen Bericht ausgewertet hat, beruhen auf dem Model REMIND, das am Potsdamer Institut für Klimafolgenforschung entwickelt wurde. Nicht nur in Deutschland, auch in Europa und darüber hinaus wurde Klimagesetzgebung auf die Erkenntnisse gestützt, die mit diesem Modell gewonnen wurden. Ohne Übertreibung lässt sich also sagen, dass es sich um eines der wichtigsten angewandten ökonomischen Modelle handelt, die es momentan gibt.

[4] Die Ergebnisse, die mathematische Modelle uns liefern, hängen empfindlich von der angenommenen Struktur der Systeme ab. Die Modellforscherin Erica Thompson nennt das den hawkmoth effect (Nachtschwärmer-Effekt), angelehnt an den berühmten Schmetterling aus der Chaostheorie. In so wichtigen Fragen wie dem Klimaschutz sollten wir uns wohl nicht von Nachtschwärmern leiten lassen. Doch gewissermaßen zwingt uns die Erdatmosphäre, weiter in die Zukunft zu blicken, als uns lieb ist.

[5] Noch weniger beruhigend ist wohl die große Unsicherheit des Restbudgets:  Bei 60 Gigatonnen, also etwa anderthalb Jahre der aktuellen Jahresemissionen, liegt die Wahrscheinlichkeit, dass wir das 1,5-Grad-Ziel überschreiten, bereits bei einem Drittel.

[6] Selbst für viele Industrielle Prozesse ist eine Nutzung von Strom technisch denkbar. Ob damit allerdings Mehrkosten verbunden sind und dementsprechend andere Verfahren günstiger sind, ist eine Frage, die sich nicht allein auf Basis der Kostentrends erneuerbaren Stroms ablesen lässt.

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Medien- und Veranstaltungsbericht 20.04.2023

• Medienerwähnungen und Auftritte
  • Am 24.03.23 wurde das Italienpapier von Max Krahé in der MoneyWeek erwähnt.
  • Am 11.04.23 wurde – wie angekündigt – die Sendung von Planet Wissen mit Philippa ausgestrahlt. Hier könnt Ihr sie anschauen. Die Ausgabe beschäftigt sich ausführlich mit dem Thema Geld.
  • Am 12.04.23 war Max Krahé bei NTV im Interview zu Gast und hat zur aktuellen Situation der Banken gesprochen.
  • Am 19.04.23 war Janek bei der Fachkonferenz “Nachhaltigkeitshaushalt und Nachhaltigkeitsrendite” vom Deutschen Institut für Urbanistik zu Gast. Er diskutierte dort auf dem Podium zu „Nachhaltig Investieren auf kommunaler Ebene – von der Nachhaltigkeitsstrategie zur Nachhaltigkeitsrendite“.

• Veranstaltungen
  • Am 22.04.23 wird Philippa beim TAZ Lab 2023 auf einem Podium zu „Rückwärts wachsen – was passiert, wenn die Wirtschaft schrumpft“ diskutieren. Es geht um 15 Uhr los und kann auch im Livestream verfolgt werden, wofür es hier Zugänge gibt.
  • Am 27.04.23 findet unser nächstes Open House Webinar Florian Schuster präsentiert Euch sein neustes Forschungspapier zur Entstehung von Staatsanleihen-Spreads im Euroraum exklusiv vor der Veröffentlichung. Hier könnt Ihr Euch anmelden.
  • Am 08.05.2023 wird Janek beim XII. New Paradigm Workshop – Resetting the Economy after the Crises zu Gast sein. Er diskutiert dort im Speed-Dating-Format zu “Wird Deutschlands Industrie den Energieschock überleben?”. Anmelden könnt ihr Euch hier.

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