Interview mit Prof. Dr. Luczak: Von der Hitzewelle zur Energiewende

Von: Lennard Worobic

Die heißen Tage im hohen Norden sind offenbar vorbei. Kiel und anderen Urlaubsorten in Schleswig-Holstein bescherte der August ein paar sonnige Tage, die nicht nur Reisende aus ganz Deutschland nutzen - auch die Photovoltaikanlage der FH Kiel tankte ordentlich Sonnenstrahlen. Experte für nachhaltige Energietechnologien bzw. Solarenergie ist Prof. Dr. Andreas Luczak, der am Fachbereich Informatik und Elektrotechnik lehrt. Angesichts der vergangenen Hitzewelle sprach Lennard Worobic aus der viel.-Redaktion mit ihm über die PV-Anlage der FH Kiel, Forschungsinhalte, sowie das Zukunftspotenzial seiner Branche.

Herr Luczak, die Photovoltaikanlage der FH Kiel ging im September 2018 in Betrieb. Wie kam es eigentlich ursprünglich zu diesem Projekt?

Die PV-Anlage war schon geplant, als ich 2016 zur Hochschule kam. Hintergrund war, dass das Gebäude 13 renoviert und umgestaltet wurde, mit einem barrierefreien Zugang und neuem Eingangsbereich. In diesem Zuge wurde dann auch diskutiert, ob die FH eine PV-Anlage dort installieren sollte. Dabei ging es vor allem um die Außenwirkung, was ein Grund dafür ist, dass es eine Fassadenanlage wurde. So sieht man von weitem, dass wir an der FH mit erneuerbaren Energien arbeiten. Wenn man die Anlage auf dem Dach installiert hätte, wäre das zwar günstiger, aber man würde sie von der Straße aus nicht sehen. Es ging also weniger um Wirtschaftlichkeit, als vielmehr darum, auf das Thema erneuerbare Energien aufmerksam zu machen. Parallel zur PV-Anlage sind auch noch zwei kleine Windanlagen für das Dach geplant.  

Würden Sie sagen, dass es Ihnen bisher gelungen ist, mit der PV-Anlage auf regenerative Energien aufmerksam zu machen? Gab es schon Reaktionen?

Ja, mich haben schon öfter Studierende angesprochen, speziell aus dem Zweig Wirtschaftsingenieurwesen mit Schwerpunkt regenerative Energien. Es ist auch so, dass diese Vertiefungsrichtung des Studiengangs im letzten Jahr einen größeren Zulauf bekommen hat. Wobei es schwer ist zu sagen, womit das genau zu begründen ist. Dass dieser Bereich attraktiver geworden, liegt denke ich auch an der allgemeinen öffentlichen Diskussion über den Klimawandel. Ob es direkt auf die PV-Anlage zurückzuführen ist, lässt sich nicht objektiv sagen.

Inwiefern beschäftigen sich die Studierenden mit der Anlage?Welche Forschungsprojekte gab es bisher und welche folgen vielleicht noch?

Bis jetzt gab es zwei Projekte, die aufeinander aufgebaut haben, eines davon läuft aktuell noch. In beiden Untersuchungen soll die Performance der Anlage analysiert werden. Es ist nämlich gar nicht so leicht, herauszufinden, ob eine PV-Anlage gut oder schlecht funktioniert, denn die Leistung basiert auf schwankender Strahlung. Die Strahlungsleistung gilt es mithilfe von Sensoren auszuwerten: Läuft die Anlage so, wie sie laufen soll oder nicht? Auch langfristige Trends müssen beobachtet werden: Findet eine Verschmutzung statt oder wird ein Modul schwächer? Die Voraussetzung für die Performanceanalyse schaffen die Studierenden mit ihren Projekten. Auf dieser Basis soll auch ein Versuch für das Regenerative Energien Labor, Schwerpunkt Solarenergie, stattfinden. Dabei werden die gespeicherten Strahlungsdaten heruntergeladen und analysiert. Wir haben auch noch Wetterdaten vom GEOMAR bekommen. Die Station ist zwar etwas weiter entfernt, aber so können wir untersuchen, wie gut sich externe Strahlungsdaten verwenden lassen.

Lässt sich in Bezug auf die Leistung der PV-Anlage sagen, wie viele Räume in der FH ihr Licht daraus gewinnen?

Die Einspeisung erfolgt in das Campusstromnetz in Gebäude 13, welches wiederum auch im gesamten Campusstromnetz hängt. Deswegen kann man nicht explizit sagen, was alles genau mit dem Solarstrom betrieben wird. Grundsätzlich kann man nur sagen, dass die durchschnittliche Leistung der PV-Anlage, über das ganze Jahr gerechnet, inklusive Winter und Nacht, etwa ein Kilowatt beträgt. Der durchschnittliche Bedarf alleine für das Gebäude 13 beträgt aber etwa 17 Kilowatt. Während des Semesters ist dieser nochmal höher, dann geht er vielleicht sogar Richtung 30 Kilowatt. In der vorlesungsfreien Zeit ist er natürlich deutlich niedriger. Dann sind es vielleicht 5 oder 10 Kilowatt – daran sieht man schon, dass die PV-Anlage Gebäude 13 bei weitem nicht versorgen kann. Das heißt nicht, dass man es deswegen nicht machen sollte, dennoch sieht man den Flächenbedarf, welchen es braucht, um relevante Energiemengen zu erzeugen. Ein Privathaushalt hat ungefähr ein halbes Kilowatt durchschnittlichen Leistungsbedarf. Das heißt, die Anlage, die wir hier haben, würde bilanziell über ein Jahr gerechnet etwa zwei Haushalte mit Strom versorgen.

Also kommt dann in Zukunft vielleicht noch eine neue PV-Anlage an die FH?

Mein Wunsch wäre es, noch deutlich mehr PV-Anlagen zu bauen. Ich habe auch Thesen betreut, die sich damit beschäftigten, das Potenzial am Campus zu errechnen und abzuschätzen. Wir haben sehr viele Dachflächen, es sind aber nicht alle davon geeignet, aus unterschiedlichen Gründen. Es gibt trotzdem noch genug Potenzial, mehr bauen zu können. Jedoch ist es in erster Linie nicht die Aufgabe der FH, PV-Anlagen zu bauen. Deshalb muss man immer vernünftig begründen, ob es sinnvoll ist oder nicht. Es liegt auch eine Anfrage vom Land Schleswig-Holstein für Wasserstoff-Erzeugung vor, welche sich indirekt mit PV kombinieren lässt. Grüner Wasserstoff muss schließlich aus erneuerbaren Energien erzeugt werden. Um so etwas an der FH realistisch testen zu können, brauchen wir eben nochmal deutlich mehr erneuerbare Energien - da bieten sich dann die Dachflächen an, um mehr PV-Anlagen zu bauen. Aber das sind jetzt erst mal nur Überlegungen, wann und wie das umgesetzt wird, sehen wir in den nächsten Jahren.

Wie sieht es eigentlich auf Bundesebene aus: Was muss sich ihrer Meinung nach konkret verbessern, um die Energiewende zu schaffen?

Das ist die große Frage: Wie schaffen wir, dass sich die Energiewende beschleunigt? Meine persönliche Meinung, und die vieler Klimaökonomen, ist, dass eine wirksame CO2-Bepreisung sektorenübergreifend erfolgen sollte. Momentan haben wir den europäischen Emissionshandel, der sich aber nur auf die Stromerzeugung bezieht. Das sollte möglichst schnell auch auf Brenn- und Treibstoffe ausgebreitet werden. In dem Klimapaket der Bundesregierung gibt es eben diesen Ansatz, dass auch Brenn- und Treibstoffe – also Benzin, Diesel, Heizöl und Erdgas – bepreist werden sollen und auch ein gewisser Emissionshandel dort eingeführt wird. Mein Problem, was auch viele andere so sehen, ist aber, dass das nicht ambitioniert genug gemacht wird. Das heißt, die Bepreisung ist eben noch so niedrig, dass die fossile Erzeugung finanziell immer noch viel zu attraktiv gegenüber erneuerbaren Energien ist. Es wird immer wieder betont, dass erneuerbare Energien günstiger werden. Das stimmt auch grundsätzlich, aber speziell bereits abgeschriebene Kraftwerke sind oftmals immer noch deutlich günstiger. Solange kein finanzieller Wettbewerbsvorteil für erneuerbare Energien herrscht, wird es schwierig, sie im großen Tempo auszubauen. Um eine Konkurrenzfähigkeit herzustellen, muss die CO2-Bepreisung, die sich aus dem Emissionshandel ergibt, erheblich höher sein. Wir liegen momentan bei etwa 20€ pro Tonne CO2. Der CO2-Preis muss aber auf 40€ bis 50€, besser noch auf mehr als 100€ pro Tonne hochgehen, damit Investoren massive Vorteile haben, wenn sie Wind- und PV-Anlagen bauen, anstatt Gas- und Kohlekraftwerke.

Lässt vor dem Hintergrund des Klimawandels pauschal sagen, dass PV-Anlagen ein enormes Zukunftspotenzial haben?

Absolut. Das Pariser Klimaabkommen besagt, dass wir spätestens bis 2050 klimaneutral sein müssen. Es gibt etliche Studien, die beschreiben, wie das zu erreichen ist. Man ist sich einig, dass ein Ausbau von Wind- und PV- Anlagen die allergünstigste Möglichkeit ist. Beide ergänzen sich auch recht gut: PV ist logischerweise für die Sommermonate geeignet, während der Wind, zumindest in Deutschland und Mitteleuropa, eher in den Wintermonaten stärker ist. Alles nur mit Wind zu machen ist aufgrund längerer Flauten schwierig, nur mit PV hat man nachts und in dunkleren Jahreszeiten ein Problem. Deswegen sehe ich ein enormes Potenzial in der Kombination beider Bereiche. Wenn die Politik wirklich das umsetzen will, was sie im Pariser Abkommen versprochen hat, dann müsste PV und Wind deutlich mehr ausgebaut werden, als es jetzt passiert. Aktuell liegt die Stromerzeugung in Deutschland durch PV-Anlagen bei ungefähr 47 Terrawattstunden (TWh), und durch Windenergie bei ungefähr 124 TWh. Der zukünftige Strombedarf, wenn auch Mobilität und Wärme aus Strom erzeugt werden muss, liegt jedoch bei etwa 1700 TWh. Für Freiflächenanlagen stehen acht Prozent der Fläche Deutschlands zur Verfügung, welche entweder noch ungenutzt ist oder auf der Pflanzen parallel zu Solarmodulen angebaut werden können, wodurch 1700TWh erzeugt werden könnten. Die Nutzung von Dächern und Fassaden für Photovoltaik beansprucht keinerlei zusätzliche Fläche und könnte weitere 600 TWh beitragen.

Können Sie das Berufsfeld rund um erneuerbare Energie denn generell empfehlen? Und welche Jobs gibt es in dem Bereich, die Studierende später machen könnten?

Aus langfristiger Sicht kann ich es auf jeden Fall empfehlen, man muss vielleicht mal einen langen Atem haben, weil es sehr stark von der politischen Förderung abhängt. Aber ich sehe da eine gute mittel- bis langfristige Perspektive, und die Jobs sind sehr vielfältig. Gerade mit denjenigen, die hier Wirtschaftsingenieurwesen mit Schwerpunkt regenerative Energien studieren, rede ich viel darüber, welche Jobs sie nach ihrer Thesis antreten. Viele haben auch schon einen Job bzw. eine Zusage von Firmen aus der Branche, bevor sie überhaupt die Thesis abgeben. Im Beruf legen die Studierenden hauptsächlich Anlagen aus, überlegen sich also zum Beispiel: Lohnt sich eine PV-Anlage bei diesem Kunden? Wie groß muss sie sein? Welche Technik muss sie haben? Und vor allem: Rentiert sie sich oder nicht?

Glauben Sie, dass es in Zukunft immer mehr Studiengänge speziell für erneuerbare Energien geben wird?

Wenn man sich etwa aktuell die geringen PV- und Wind-Ausbauzahlen anschaut, ist es eigentlich nur konsequent, dass wir da noch keinen eigenen Studiengang haben. Der Bedarf ist zwar da, aber noch nicht so groß. Doch wenn die Energiewende wirklich so umgesetzt wird, wie die Politik es verspricht, kann ich mir vorstellen, dass der Bedarf an Arbeitskräften und Know-How in ein paar Jahren auf einmal stark anwachsen wird. Dann heißt es womöglich: Wir müssen einen eigenen Studiengang für erneuerbare Energien machen, um die Leute unterzubekommen. Das wird aber noch einige Jahre dauern. Ich kann mir durchaus vorstellen, dass der Boom in etwa vier bis fünf Jahren beginnt, und wir an der FH dann über einen neuen Studiengang nachdenken.

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