Können erneuerbare Energien die Welt wirklich mit Strom versorgen?

Auf einer flachen, steinigen Ebene in der Thar-Wüste in Rajasthan, etwa 200 Kilometer von der pakistanischen Grenze entfernt, sind rund zehn Millionen Photovoltaikmodule auf Stahlgestelle geschraubt und an Sammelkästen verdrahtet, die sich über etwa 56 Quadratkilometer Land erstrecken. Das ist der Bhadla Solar Park, der in Etappen zwischen 2018 und 2020 in Betrieb genommen wurde und bei voller Leistung eine Nennkapazität von etwa 2.250 Megawatt erreicht. Mit deutlichem Abstand ist er eine der größten Einzel-Solaranlagen der Erde. Bemerkenswert ist daran nicht nur seine Größe, sondern seine Gewöhnlichkeit: Die Welt baut inzwischen alle paar Tage das Äquivalent eines ganzen Bhadla.

Dieses Tempo erzwingt eine Frage, die einfach klingt, aber eine präzise, berechenbare Antwort hat. Können erneuerbare Energien die Welt wirklich mit Strom versorgen? Nicht im Sinne eines Slogans, sondern in dem Sinne, den ein Geograf meinen würde: mit realer installierter Kapazität, realen Kosten je Stromeinheit, realem Land und der unbequemen Physik, Strom nur dann aus Sonne und Wind zu gewinnen, wenn die Sonne scheint und der Wind weht. Die ehrliche Antwort verlangt ein paar Werkzeuge, und sobald man sie hat, wird fast jede Schlagzeile über saubere Energie lesbar.

Das Ausmaß, das erneuerbare Energien bereits erreicht haben

Es hilft, mit dem zu beginnen, was bereits gebaut wurde, denn die Zahlen sind größer, als die meisten Menschen annehmen. Ende 2024 überschritt die weltweit installierte Kapazität erneuerbarer Energien 4,1 Terawatt. Die Photovoltaik führte mit etwa 1.560 Gigawatt, die Wasserkraft lag bei rund 1.410 Gigawatt und die Windkraft bei etwa 1.020 Gigawatt, von denen die Offshore-Windkraft rund 75 Gigawatt beisteuerte. Der jährliche Zubau ist noch aufschlussreicher als der Bestand. Allein 2024 wurde der Neubau von Solarenergie mit rund 450 Gigawatt dominiert, mit der Windkraft als weit abgeschlagener Zweiter bei etwa 115 Gigawatt.

Um das einzuordnen: Die 450 Gigawatt Solarleistung, die in einem einzigen Jahr hinzukamen, entsprechen dem Zweihundertfachen der Kapazität von Bhadla. Die Technologie, die vor zwei Jahrzehnten im globalen Netz kaum eine Rolle spielte, ist heute die größte Quelle neuer Erzeugungskapazität, die überhaupt irgendwo, in welcher Form und in welchem Jahr auch immer, installiert wird. Das ist der Hintergrund, vor dem der Rest der Diskussion stattfinden muss: Erneuerbare Energien sind keine Nische und kein Pilotprojekt mehr. Sie sind das Standardprodukt, das die Welt baut, wenn sie neue Kraftwerksleistung baut.

Warum der Ausbau dort landet, wo er landet

Der erste Instinkt eines Geografen ist nicht zu fragen, wie viel, sondern wo, und die Standorte der riesigen Solarparks der Welt sind alles andere als zufällig. Solaranlagen im Versorgungsmaßstab konzentrieren sich an Orten, die vier Merkmale teilen: flaches Land, hohe Einstrahlung (die Menge an Sonnenenergie, die pro Quadratmeter ankommt), geringe Bevölkerungsdichte, sodass Land billig und unumstritten ist, und einen ausbaufähigen Übertragungskorridor, um den Strom dorthin zu bringen, wo die Menschen tatsächlich leben. Bhadla hat alle vier, was genau der Grund ist, warum es in der Thar-Wüste liegt und nicht an einem für eine Stadt bequemeren Ort.

Dieselbe Logik erklärt die globale Karte der großen Solaranlagen auf einen Blick. Rajasthan, die Mojave-Wüste im Südwesten der USA, die Atacama in Chile und das Tabuk-Plateau im Nordwesten Saudi-Arabiens beherbergen die größten Solarparks des Planeten, während das bewölkte Hamburg und das von Regenwald umhüllte Manaus dies nicht tun, ganz gleich, wie sehr diese Städte sich sauberen Strom wünschen mögen. Geografie ist nicht das Schicksal der erneuerbaren Energien, aber sie setzt die Bedingungen. Ein Ort mit starker, verlässlicher Sonne und leerem, bebaubarem Land hat einen strukturellen Vorteil, den keine Politik anderswo vollständig herstellen kann. Deshalb ist so viel an der Energiewende, unter der Technologie verborgen, eine Geschichte über bestimmte Landschaften.

Die vier Säulen und die Kosten, die alles veränderten

Erneuerbarer Strom ruht auf vier etablierten technologischen Säulen, jede mit ihrer eigenen Physik, Geografie, Größenordnung und Kosten. Die Photovoltaik wandelt Photonen ohne bewegliche Teile direkt in elektrischen Strom um. Windturbinen entziehen der bewegten Luft ihre kinetische Energie. Die Wasserkraft wandelt die potenzielle Energie von Wasser um, das hinter einem Damm gehalten wird, und sie ist seit den großen Talsperren der 1930er Jahre das Fundament des erneuerbaren Stroms. Die Geothermie nutzt den stetigen Wärmestrom, der aus dem Erdinneren aufsteigt, und verankert einen kleinen, aber dauerhaften Anteil der Erzeugung an Orten wie Island und dem Westen der Vereinigten Staaten. Die Solarenergie führt den Neubau an, die Windkraft liegt knapp dahinter, die Wasserkraft ist das alte Fundament, und die Speicherung ist das fehlende Stück, das der Rest dieses Jahrzehnts errichten muss.

Was diese Technologien von würdigen Experimenten in den billigsten Strom der Geschichte verwandelte, erfasst eine einzige Kennzahl: die Stromgestehungskosten, oder LCOE. LCOE sind die Erzeugungskosten je Megawattstunde, gemittelt über die gesamte Lebensdauer der Anlage, einschließlich des Kapitals für ihren Bau, der Kosten für Betrieb und Wartung sowie jedes Brennstoffs, den sie verbrennt. Die Investmentbank Lazard veröffentlicht die branchenübliche jährliche Schätzung, und ihre Aktualisierung von 2024 ist auffällig. Unsubventionierte Solaranlagen im Versorgungsmaßstab liegen bei 29 bis 92 Dollar je Megawattstunde und Onshore-Windkraft bei 27 bis 73 Dollar je Megawattstunde. Beide liegen deutlich unter neuem Erdgas in Kombikraftwerken, das Lazard mit 45 bis 108 Dollar je Megawattstunde ansetzt. Die entscheidende Tatsache über erneuerbare Energien in den 2020er Jahren ist, dass sie an guten Standorten und ohne Subventionen schlicht die billigste verfügbare neue Elektrizität sind.

Warum ein Megawatt nicht eine Megawattstunde ist

Hier geht das meiste flüchtige Lesen von Energienachrichten schief, und hier verdient sich ein Geograf das Recht, skeptisch zu sein. Das hartnäckigste Missverständnis über den Ausbau erneuerbarer Energien ist, dass ein Megawatt installierter Solarkapazität durchgehend ein Megawatt Strom liefert und daher über ein Jahr 8.760 Megawattstunden erzeugt (da ein Jahr 8.760 Stunden enthält). Das tut es nicht, und die Lücke ist enorm bedeutsam.

Die Brücke zwischen installierter Kapazität und gelieferter Energie ist eine Größe namens Kapazitätsfaktor, das Verhältnis der Energie, die eine Anlage über ein Jahr tatsächlich liefert, zu dem Maximum, das sie theoretisch liefern könnte, wenn sie die ganze Zeit mit voller Leistung liefe. Eine Ein-Megawatt-Anlage, die die vollen 8.760 Megawattstunden erzeugt, hätte einen Kapazitätsfaktor von 100 Prozent, aber nichts Reales erreicht das. Solar läuft bei etwa 22 Prozent, weil die Sonne jede Nacht untergeht und tagsüber Wolken vorüberziehen. Onshore-Windkraft schafft rund 35 Prozent, Wasserkraft etwa 40 Prozent, und Kernkraft, die auf Dauerbetrieb ausgelegt ist, erreicht etwa 92 Prozent. Eine typische Ein-Megawatt-Solaranlage im Versorgungsmaßstab erzeugt also nicht 8.760 Megawattstunden im Jahr. Sie erzeugt eher 1.927 Megawattstunden, weil die Sonne schlicht nicht immer auf sie scheint.

Diese einzige Korrektur formt jeden Vergleich um. Wenn man liest, dass ein Land ein Gigawatt Solar und ein Gigawatt Kernkraft installiert hat, hat man nicht erfahren, dass es gleiche Strommengen hinzugefügt hat. Das Kernkraftwerk, das bei nahezu 92 Prozent läuft, wird etwa die vierfache jährliche Energie der Solaranlage liefern, die bei nahezu 22 Prozent läuft. Nichts davon macht Solar zu einer schlechten Investition, da die Kostenzahlen das bereits berücksichtigen, aber es bedeutet, dass Schlagzeilen, die installierte Megawatt zählen, das Falsche zählen, wenn es einem um gelieferte Elektrizität geht. Der Kapazitätsfaktor ist das fehlende Stück, das eine irreführende Zahl in eine ehrliche verwandelt.

Das Speicherproblem, das das Jahrzehnt lösen muss

Die Kapazitätsfaktoren legen die tiefste Herausforderung offen, vor der erneuerbare Energien stehen, und das ist nicht die Kosten und nicht die Geografie, sondern das Timing. Erneuerbarer Strom ist unstet. Solar erzeugt nur, wenn die Sonne oben ist, und Wind erzeugt nur, wenn sich die Luft bewegt, doch ein Stromnetz muss Angebot und Nachfrage Sekunde für Sekunde ausgleichen, weil Elektrizität in dem Augenblick verbraucht wird, in dem sie erzeugt wird. Ein Netz, das überwiegend mit erneuerbaren Energien läuft, braucht daher einen Ort, an dem es Energie ablegt, wenn die Sonne hoch und der Wind stark ist, und einen Ort, aus dem es sie zieht, wenn sie es nicht sind. Dieser Ort ist die Speicherung, und sie ist das Scharnier, um das sich ein vollständig erneuerbares Netz dreht.

Zwei Technologien tragen den Großteil dieser Last. Die Pumpspeicherung, die Wasser bergauf in ein Reservoir pumpt, wenn Strom im Überfluss vorhanden ist, und es durch Turbinen ablässt, wenn Strom knapp ist, bleibt mit weitem Abstand die größte Speicherressource des Planeten. Der schnell wachsende Neuling ist die Lithium-Ionen-Batterie, dieselbe Chemie wie in einem Laptop oder einem Elektroauto, auf Netzgröße skaliert. Die Zahlen von Lazard für 2024 setzen die Stromgestehungskosten eines Vier-Stunden-Batteriesystems im Versorgungsmaßstab auf 170 bis 296 Dollar je Megawattstunde an, deutlich über den Kosten der Solar- oder Windenergie, die es lädt. Dieser Aufschlag ist der wahre Preis der Unstetigkeit, und deshalb ist die Speicherung das Stück, das der Rest der 2020er Jahre bauen muss. Das Erzeugungsproblem ist weitgehend gelöst; die Frage, wann diese Erzeugung verfügbar ist, ist es nicht.

Land, Mineralien und die Konzentration des Ausbaus

Der Bau im Terawatt-Maßstab stößt auf zwei weitere Weisen auf die physische Welt, die es wert sind, ehrlich benannt zu werden. Die erste ist das Land. Ein Gigawatt Photovoltaik benötigt etwa 5 bis 10 Quadratkilometer Boden, einen realen Flächenbedarf, der von irgendwoher kommen muss, was zum Teil erklärt, warum Wüsten so attraktiv sind. Ein Gigawatt Onshore-Windkraft benötigt sogar noch mehr Gesamtfläche, aber mit einem entscheidenden Unterschied: Die Turbinen belegen nur kleine Flächen, sodass das Land unter ihnen in landwirtschaftlicher Nutzung bleiben kann, mit Feldfrüchten oder Vieh rund um die Fundamente. Die zweite Beschränkung sind die Mineralien. Beide Technologien hängen von Lieferketten kritischer Mineralien ab, besonders von Lithium für die Batterien, die ihre Erzeugung speichern, und von den Seltenerd-Magneten, die im Inneren der Windturbinen sitzen. Die Energiewende ist zum Teil eine Bergbaugeschichte, und die Geografie dieser Minen ist ein eigenes Thema.

Diese Beschränkungen helfen zu erklären, warum der Ausbau so geografisch konzentriert ist. China allein hielt Ende 2024 etwa 887 Gigawatt Solar und 520 Gigawatt Wind und dominierte sowohl Fertigung als auch Installation in einem Maß, das Preise und Politik überall sonst prägt. Die Energiewende ist global in ihrem Ehrgeiz, aber schief in ihrer Umsetzung, stark in der Industriebasis eines einzigen Landes verankert. Diese Konzentration ist zugleich eine echte Verwundbarkeit und eine echte Quelle der Effizienz, und vernünftige Menschen sind sich uneinig darüber, was mehr zählt.

Die wichtigsten Erkenntnisse

Können also erneuerbare Energien die Welt mit Strom versorgen? Die ehrliche Antwort lautet, dass die Bausteine real und größtenteils bezahlbar sind, dass die Rechnung aber sorgfältig gemacht werden muss. Bis Ende 2024 hatte die Photovoltaik weltweit etwa 1.560 Gigawatt installierte Kapazität erreicht, die Windkraft etwa 1.020 Gigawatt und die Wasserkraft etwa 1.410 Gigawatt, wobei die Solarenergie in einem einzigen Jahr rund 450 Gigawatt hinzufügte und der gesamte Bestand erneuerbarer Energien 4,1 Terawatt überschritt. Lazards Stromgestehungskosten für 2024 setzen unsubventionierte Solaranlagen im Versorgungsmaßstab auf 29 bis 92 Dollar je Megawattstunde und Onshore-Windkraft auf 27 bis 73 Dollar, beide bequem unter neuem Erdgas in Kombikraftwerken, weshalb erneuerbare Energien heute der standardmäßige Neubau sind und kein subventionierter Luxus. Der Haken liegt im Timing, nicht in den Kosten: Der Kapazitätsfaktor (etwa 22 Prozent für Solar, 35 Prozent für Wind, 40 Prozent für Wasserkraft und 92 Prozent für Kernkraft) ist die wesentliche Brücke zwischen installierten Megawatt und gelieferten Megawattstunden, sodass eine Ein-Megawatt-Solaranlage rund 1.927 Megawattstunden im Jahr liefert statt der naiven 8.760, und die Unstetigkeit erzwingt einen teuren Ausbau der Speicherung (Versorgungsbatterien bei 170 bis 296 Dollar je Megawattstunde, neben der weltweiten Pumpspeicherung). Rechnet man den Flächenbedarf, die Abhängigkeit von Lithium und Seltenen Erden sowie Chinas beherrschende 887 Gigawatt Solar und 520 Gigawatt Wind hinzu, hat man alles, was man braucht, um eine Schlagzeile über erneuerbare Energien so zu lesen, wie ein Geograf es tut: als eine Frage nach bestimmten Orten, bestimmten Technologien, bestimmter gelieferter Elektrizität und bestimmten Integrationskosten, bei der die Zielkonflikte real, aber, was entscheidend ist, berechenbar sind.