China legt seine Klimaambitionen dar

Als die COVID-19-Pandemie im Jahr 2020 weltweit wütete und zu Lockdowns und einem kühnen Wettlauf um die Entwicklung des ersten Impfstoffs führte, war der chinesische Präsident Xi Jinping bestrebt, ein weiteres großes wissenschaftliches Problem anzugehen: das Klima. In einer überraschenden Ankündigung vor der UN-Generalversammlung im September 2020 kündigte er einen mutigen Plan an, das Land bis 2060 von einem der weltweit größten Treibhausgasemittenten zu einer Gesellschaft mit „Netto-Null-Kohlenstoff“ zu machen. 

Dieses ehrgeizige Ziel war für viele im Land ein Schock, darunter auch für regionale Regierungsbeamte, die immer noch darüber nachdenken, was das Ziel bedeutet und welche Maßnahmen sie ergreifen müssen, um es zu erreichen. Seit Xis Rede sind jedoch bereits Dutzende CO2020-Neutralitätsinstitute im ganzen Land entstanden. Im Dezember XNUMX stellte das Institut für Atmosphärenphysik in Peking sein Forschungszentrum zur COXNUMX-Neutralität vor – das erste seiner Art in China – mit dem Ziel, die Überwachungstechnologien für COXNUMX-Emissionen zu stärken. Prominente Universitäten wie Tsinghua, Fudan und Shanghai Jiao Tong folgten diesem Beispiel und gründeten eigene Institute mit dem Ziel, Richtlinien zur COXNUMX-Neutralität zu fördern. 

Im März schlug die Chinesische Akademie der Wissenschaften (CAS) unterdessen einen Aktionsplan vor, um China an die Spitze der Klimaschutzbemühungen zu stellen. Laut CAS könnte dies durch die Entwicklung von Technologien zur Förderung einer saubereren Nutzung fossiler Brennstoffe und sichererer Kernenergie sowie durch die Integration erneuerbarer Energien in bestehende Stromnetze erreicht werden. Doch die Umsetzung solcher Initiativen stellt eine große Herausforderung dar. „Um Chinas COXNUMX-Ziele zu erreichen, ist eine tiefgreifende, systematische sozioökonomische Revolution erforderlich, bei der [Wissenschaftler] eine wichtige Rolle spielen müssen, indem sie ihre Kräfte disziplinübergreifend bündeln und technologische Durchbrüche erzielen“, sagte CAS-Vizepräsident Tao Zhang bei der Ankündigung des Plans.

Ein Teil dieses Netto-Null-Kampfes ist Chinas derzeitige Abhängigkeit von Kohle. Es macht rund 60 % der Stromerzeugung des Landes aus und die Reduzierung dieser stark umweltschädlichen Art der Stromerzeugung wird der Schlüssel zu einer COXNUMX-neutralen Gesellschaft sein. Dies erfordert möglicherweise die rasche Umsetzung von COXNUMX-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung (CCUS). Dabei werden Dekarbonisierungsanlagen in den Schornsteinen von Kohlekraftwerken installiert, wo Kohlenstoff gesammelt und umgewandelt wird, bevor er unter der Erde oder im Meer vergraben wird.

Wissenschaftler in China untersuchen seit 2004 CCUS-Technologien und haben bisher 35 Demonstrationsprojekte gebaut, die über eine durchschnittliche Injektionskapazität von insgesamt 1.7 Millionen Tonnen Kohlenstoff pro Jahr verfügen. Bis 2060 wird diese Injektionskapazität voraussichtlich etwa 1–3 Milliarden Tonnen betragen. Dennoch bergen CCUS-Technologien potenzielle Risiken, auch während der Lagerung und des Transports. Ning Wei vom CAS Institute of Rock and Soil Mechanics in Wuhan, der seit rund zwei Jahrzehnten auf diesem Gebiet arbeitet, sagt, dass China bei einigen wichtigen CCUS-Technologien wie der Überwachung und Risikobewertung von Lecks zur Verhinderung des Abflusses im Rückstand sei von Kohlendioxid, an dessen Lösung sein Team nun arbeitet. 

Die flächendeckende Einführung einer solchen Technologie dürfte Energie teurer machen – zumindest kurzfristig. Laut Wei dürften die Kosten für die Stromerzeugung aus Kohle um 20 bis 30 Cent pro Kilowattstunde steigen, wenn CCUS flächendeckend eingeführt wird. Sobald diese Technologien jedoch ausgereift sind, besteht die Hoffnung, dass diese Kosten um 50 % sinken werden.

Erneuerbare Basis

Für manche mag es überraschend sein, dass China der weltweit führende Produzent erneuerbarer Energien ist und rund ein Viertel des Bedarfs durch Wasser-, Wind- und Solarenergie gedeckt wird. Doch China ruht sich nicht auf seinen Lorbeeren aus und plant, seinen erneuerbaren Sektor durch den Aufbau sogenannter „grüner Energiebasen“ in seinen nordwestlichen Wüstenregionen auszubauen. Das Land will bis 2025 ein Drittel seines Stroms aus erneuerbaren Energien beziehen und bis zum Ende des Jahrzehnts eine kombinierte Wind- und Solarkapazität von 1200 GW erreichen. „Der Blick aus dem Westen zeugt von Staunen – und etwas Neid“, sagt David Elliott, Experte für Technologiepolitik von der Open University im Vereinigten Königreich. 

Da erneuerbare Energien intermittierend und instabil sein können, besteht eine große Herausforderung darin, sie in das Stromnetz zu integrieren. Dies hat Forscher dazu veranlasst, verschiedene Energiespeichertechniken zu untersuchen. „Energiespeicherung ist der Schlüssel zur breiten Anwendung erneuerbarer Energien, da sie dem Energiesystem ein gewisses Maß an Flexibilität verleiht, das ein starres Echtzeitgleichgewicht erfordert“, bemerkt Xianfeng Li vom CAS Institute of Chemical Physics in Dalian. Li untersucht „Flow-Batterien“, eine der vielversprechendsten Lösungen für die stationäre Energiespeicherung aufgrund ihrer hohen Energiedichte und niedrigen Kosten. Sein Team möchte fortschrittliche Materialien und Designs nutzen, um deren Effizienz und Zuverlässigkeit zu verbessern und gleichzeitig die Kosten für die Kommerzialisierung und Industrialisierung zu senken. „Wir wünschen uns eine stärkere Finanzierung der Entwicklung von Energiespeichertechnologien, einen besser definierten Marktmechanismus für solche Technologien und Produkte und ein Innovationszentrum auf höchster Ebene, das die Bemühungen des Landes in der Energiespeicherforschung anführt“, fügt Li hinzu. 

Einige Forscher glauben, dass Kernenergie eine kohlenstoffarme Option sein könnte, um diese Lücke zu schließen. China produziert derzeit 55 GW Kernenergie in 53 Kernkraftwerken – etwa 5 % der Stromerzeugung des Landes – aber um Netto-Null zu erreichen, müssten bis 560 möglicherweise 2050 GW Kernenergie installiert werden. Das wäre jedoch eine große Herausforderung Beamte fordern die Regierung auf, mindestens sechs Projekte pro Jahr zu genehmigen, um die Gesamtkapazität bis 180 auf 2035 GW zu erhöhen. 

Zu diesem Zweck treibt China den Bau von Kernreaktoren der vierten Generation voran. Im September 2021 wurde am Rande der Wüste Gobi ein Versuchsreaktor eröffnet. Es nutzt Thorium als Brennstoff und geschmolzene Salze als primäres Kühlmittel, um eine relativ sichere und kostengünstige Energieerzeugung zu erreichen. Zwei Monate später wurde in der Shidao-Bucht in der Ostküstenprovinz Shandong ein demonstrativer gasgekühlter Hochtemperatur-Kernreaktor an das Stromnetz angeschlossen. Dies markierte den weltweit ersten Einsatz der Kieselbettreaktortechnologie in Kernreaktoren. Allerdings glaubt nicht jeder, dass Atomkraft die Antwort auf Netto-Null ist. „Ich halte es für eine teure und gefährliche Ablenkung“, bemerkt Elliott.

Während sich Chinas Emissionsreduzierung tendenziell auf die Seite des Energieangebots konzentriert, verdient die Nachfrageseite die gleiche Aufmerksamkeit. Dazu gehört, wie man mehr Menschen davon überzeugen kann, Elektrofahrzeuge zu nutzen, und wie man Solarpaneele in Wohngebäude integriert. Vor allem für ein Land, das mehr Treibhausgase ausstößt als jedes andere Land, erfordert die Eindämmung der Emissionen einen Paradigmenwechsel nicht nur in Regierung, Industrie und Wissenschaft, sondern auch bei jedem Bürger. 

China hat die CO89-Reduzierung bereits zu einem quantitativen Ziel für die nationale Entwicklung gemacht – ein Schritt, der das Land dazu zwingen wird, fossilen Brennstoffen den Rücken zu kehren und sich auf erneuerbare Energien und möglicherweise Kernkraft zu konzentrieren – und in den kommenden Jahrzehnten wird COXNUMX-Neutralität zu einer nationalen Strategie werden. Und während Wissenschaftler versuchen, bessere Technologien zu entwickeln, um dieses Ziel zu erreichen, glaubt Daizong Liu vom Pekinger Büro des World Resources Institute, dass China dies auch ohne die Notwendigkeit schaffen könnte. „Unserer Berechnung zufolge wird China allein durch den massiven Einsatz bestehender Technologien in der Lage sein, XNUMX % seiner Emissionen zu reduzieren“, fügt Liu hinzu. „Eine ganze Generation wird zusammenarbeiten, um dieses Ziel zu erreichen.“