Wir können die Welt retten, wenn wir uns dafür entscheiden.

DKE: Herr Professor Quaschning, Sie engagieren sich bereits seit über 30 Jahren für das Thema Umweltschutz – damals als Fachschaftsleiter während Ihres Studiums der Elektrotechnik. Warum war Ihnen das schon als junger Mensch so wichtig?

Quaschning: Auch wenn man heute den Eindruck gewinnen kann, ist Klimaschutz nicht erst durch Fridays for Future ein wichtiges Thema geworden. Ende der 1980er Jahre gab es in Deutschland bereits eine Enquete-Kommission zu dem Thema, die alle Probleme sichtbar gemacht hat. Nachdem zwei Drittel der Problematik mit der Energieversorgung zusammenhängen und die Elektrotechnik dafür Lösungen entwickeln kann, war es mir von Anfang an wichtig, in diese Richtung zu arbeiten.

Es fehlt am Willen, die Welt zu retten – nicht an der Technik.

DKE: Kommen wir zum Heute. Klimawandel, Energiekrise, Artensterben und der Verlust an Biodiversität. Ist die Welt aus Ihrer Sicht noch zu retten?

Quaschning: Zuerst einmal muss man definieren, was Weltuntergang bedeutet. Unser Planet wird nicht in Flammen aufgehen oder ähnliches. Das, was wir tun oder nicht tun, ist der Erde egal. Die Klimaveränderungen allerdings werden irgendwann so dramatisch sein, dass unsere Gesellschaftssysteme extrem unter Druck geraten und sich die Frage stellt, ob es unsere Zivilisation schaffen wird. Selbst, wenn wir uns anstrengen, werden wir den Zustand von vor fünfzig Jahren nicht wiederherstellen. Arten sterben aus und kommen nicht wieder, Temperaturanstiege werden bleiben. Obwohl wir ein internationales Abkommen haben, das uns zu anderem Handeln verpflichtet, ist bislang kein Industriestaat bereit, die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen. Es fehlt aber nicht an der Technik, es fehlt am Willen, die Welt zu retten. Positiv formuliert heißt das, wir können es tun, wenn wir uns dafür entscheiden.

„Wir stehen vor den bedeutendsten Aufgaben der Menschheit in diesem Jahrhundert.“

Prof. Volker Quaschning ist seit über 20 Jahren Professor an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, engagiert sich seit über 30 Jahren für den Klimaschutz, ist Buchautor, prominent in den sozialen Medien vertreten und Mitbegründer von Scientists für Future. Wir freuen uns daher sehr darüber, Prof. Volker Quaschning beim diesjährigen DKE Innovation Campus "All Electric Society – Standards for a Sustainable Future" als Keynote Speaker begrüßen zu dürfen.

Wir dürfen uns nicht hinter anderen verstecken und müssen unsere Hausaufgaben machen.

DKE: Werfen wir einen Blick nach Europa. In Dänemark hatten erneuerbare Energien im Jahr 2023 einen Anteil von gut 80 Prozent an der Nettostromerzeugung.  In Schweden verfügen alle Haushalte über Smart Meter, in Estland, Finnland oder Spanien liegt die Quote bei fast 100 Prozent. Wo steht Deutschland im internationalen Vergleich? Oder sind wir bereits abgehängt?

Quaschning: Gefühlt ist Deutschland gerne Spitzenreiter, realistisch betrachtet, liegen wir im schwachen Mittelfeld. Wenn wir betrachten, wo wir herkommen, dann hat sich einiges getan. In den 1990er Jahren lag der Anteil an erneuerbaren Energien bei drei Prozent, da sind wir heute einen guten Schritt weiter. Am Ende ist es aber so, dass wir uns nicht trauen, die notwendigen Maßnahmen konsequent umzusetzen – siehe die Diskussionen um das Heizungsgesetz oder E-Fuels. Wir müssen auch aufhören, uns hinter anderen zu verstecken, und unsere Hausaufgaben erledigen.

Tatsache ist: Es geht um große Veränderungen, es geht um das Gefühl, an der aktuellen Lage schuld zu sein – das ist unangenehm, ja, aber wir müssen trotzdem handeln. Oft heißt es, die rettende Erfindung werde schon noch kommen, in der Hoffnung auf einen einfacheren Weg. Das funktioniert so aber nicht, und in einigen Jahren werden die Folgen des Zauderns noch deutlich stärker spürbar sein als heute.

Die Speicherfrage ist für die Elektrotechnik sehr spannend, aber lösbar.

DKE: Als Professor für regenerative Energiesysteme beschäftigen Sie sich unter anderem mit der Frage, welchen Speicherbedarf die Energiewende mit sich bringt, und wie dieser adressiert werden kann. Was braucht es dazu aus technologischer Sicht?

Quaschning: Wenn die Energieversorgung primär auf Wind und Sonne basiert, gehen damit Schwankungen einher. Also müssen wir uns mehr Gedanken um Versorgungslücken machen als bisher. Die Speicherfrage ist für die Elektrotechnik sehr spannend, aber lösbar. Zum einen muss der Mix aus Wind und Sonne stimmen. Zum anderen brauchen wir die Möglichkeit, Zeiträume von ein paar Stunden abzupuffern. Das geht über Batterien, über bidirektionales Laden von E-Autos.

Ein weiteres Element ist die Gasspeicherung, die uns zum Beispiel hilft, längere Phasen im Winter zu überbrücken. Das ist anfangs teuer, später aber nicht mehr – und wir starten mit Erdgas, später kommt grünes Gas. All das muss Schritt für Schritt auf- und ausgebaut werden. Überbrückend können fossile Anlagen als Puffer dienen, selbst, wenn das nicht wirtschaftlich ist.

Beim Ausbau von Wind- und Solarenergie stoßen wir bereits an Akzeptanzgrenzen.

DKE: Die All Electric Society beschreibt die Vision einer CO₂-neutralen Welt. Eine Welt, in der wir unsere Energie vollständig aus regenerativen Energien decken können. Sie haben einmal die Aussage getroffen, dass beim derzeitigen Tempo Klimaneutralität erst im Jahr 2150 zu erreichen ist. Wie können wir den Weg abkürzen?

Quaschning: Wir müssen viel schneller werden. Das heißt konkret, bei Solaranlagen pro Jahr den Zubau zu verdoppeln, in der Windenergie um den Faktor 4 zu steigern. Außerdem brauchen wir flexible Netze und die schon diskutierten Speichermöglichkeiten. Und wir müssen ehrlich sein: Beim Ausbau stoßen wir an Akzeptanzgrenzen. Also müssen wir die vorhandene Energie clever einsetzen und sparsam sein. Wenn wir das tun, kann die Klimaneutralität sogar noch vor 2045 noch klappen.

Mit positiver Energie vernetzen wir Menschen und Technologien.

Die All Electric Society steht am Horizont aller Überlegungen einer erfolgreichen Energiewende und beschreibt die Vision einer CO₂-neutralen und nachhaltigen Welt. Sonne, Wind, Wasser und Biomasse decken den Energiebedarf; auf fossilen Energieträgern basierende Technologien werden elektrifiziert. Die DKE hat sich dem Zukunftsbild einer All Electric Society verschrieben. Unsere Normungsgremien leisten hierbei eine wesentliche Grundlage für sichere, interoperable und vernetzte Technologien.

Wasserstoff? Der „Champagner der Energiewende“.

DKE: Welche Rolle spielt Wasserstoff aus Ihrer Sicht in diesem Kontext?

Quaschning: Ich halte es für unsinnig, Wasserstoff zum Heizen oder für Fahrzeuge zu nutzen. Da sind Wärmepumpen und E-Autos die besseren Lösungen. Eine Kollegin nannte Wasserstoff einmal den Champagner der Energiewende – er ist ineffizient, schlecht zu transportieren und teuer. Er ist aber ein guter Langzeitspeicher, was ihn für Anwendungen in der Chemieindustrie, in der Stahlherstellung oder als Treibstoff für Flugzeuge interessant macht.

In Zukunft werden mehr Themen auf Basis der Gleichstromtechnologie realisiert

DKE: Für das Gelingen der Energiewende und für eine elektrifizierte Gesellschaft im Sinne der All Electric Society gilt Gleichstrom als eine der tragenden Säulen. In welchen Bereichen sehen Sie das größte Potenzial der Gleichstromtechnologie?

Quaschning: Die Frage nach Gleich- oder Wechselstrom basiert auf einem uralten Streit, der auf Edison und Westinghouse zurückgeht. Wenn wir uns die Situation heute anschauen, so ist es korrekt, dass Photovoltaik, Batterietechnik und viele digitale Komponenten mit Gleichstrom funktionieren. Es gibt aber viel zu viele Verbraucher, die auf Wechselstrombasis laufen, als dass es sich lohnen würde, das komplette System umzudrehen. Zudem erreichen Umrichter inzwischen einen Wirkungsgrad von 99 Prozent – das ist technisch noch nicht überall zu implementieren, zeigt aber die Richtung auf, in die es geht. Ein E-Auto, das bordseitig mit Gleichstrom betrieben, netzseitig mit Wechselstrom gespeist wird, hat dadurch bereits heute nur geringe, also vertretbare Verluste. Insofern denke ich, dass wir künftig mehr Themen auf Basis von Gleichstrom realisieren werden – ein Stichwort sind HGÜ-Leitungen –, aber er wird den Wechselstrom nicht komplett ersetzen.

Dezentralität wird zu einem wichtigen Bestandteil der Netzoptimierung.

DKE: Schauen wir einmal auf die Integration erneuerbarer Energien in die Energieversorgung. Wie lässt sich das effektiver gestalten, und welche Bedeutung hat Dezentralität hierbei?

Quaschning: Lassen wir den Genehmigungsprozess außen vor, so ist das Aufbauen von Wind- und Solarkapazitäten erst einmal einfach. Dann haben wir gigantische Mengen an Energie, die es ins Netz zu integrieren gilt. Dabei erleben wir Phasen, in denen wir in Energie ertrinken und andere Phasen, in denen Energie knapp ist. Noch dazu haben wir große regionale Unterschiede, siehe den Gap zwischen dem Ausbau der Windkraft in Nord- und Süddeutschland. Das führt zur Notwendigkeit, neue Leitungen zu bauen, die im Moment alle Bürgerinnen und Bürger über die Netzentgelte belasten.

Um die Integration effektiver zu gestalten, müssen wir Erzeugung und Verbraucher näher zusammenbringen. Damit wird es sich eher lohnen, in die durch Marktdynamiken günstiger werdenden Speicher zu investieren statt in den aufwändigen Bau neuer Leitungen. Dezentralität wird so zu einem wichtigen Bestandteil der Netzoptimierung.

Wir müssen mutiger werden und lieber mit einer nicht ganz perfekten Norm arbeiten.

DKE: Normen und Standards sind eine Grundlage für den technologischen Fortschritt. Wenn Sie uns als Normungsorganisation drei Bereiche nennen dürften, wo Sie im Bereich der Energiewende dringenden Handlungsbedarf sehen: Welche wären das?

Quaschning: Wie gerade dargelegt, müssen wir bei der Integration der erneuerbaren Energien vorankommen. Damit brauchen wir Vorgaben zur Netzstabilität, zu neuen Speichertechnologien, zum bidirektionalen Laden von E-Autos, zu Mega-Charging-Stationen für den E-Lastverkehr. Normen und Standards definieren die Rahmenbedingungen dafür, wo die Reise für uns alle hingeht.

Was ich mir außerdem wünsche, ist an der ein oder anderen Stelle kürzere Wege. Wir müssen mutiger werden und lieber mit einer nicht ganz perfekten Norm arbeiten, als mehrere Jahre auf das Optimum zu warten. Außerdem sollten Normen die Energiewende erleichtern und nicht erschweren. Das aktuelle Netz ist über Jahrzehnte gewachsen, wir haben für den Umbau zwanzig Jahre Zeit. Da brauchen wir Kreativität und mehr Geschwindigkeit. 

Vielleicht noch ein Gedanke zum Thema Resilienz und Dezentralität: Wenn wir unser Netz dezentraler gestalten, sehen darin viele eine Gefahr. Wenn wir aber inselnetzfähige Heimspeicher haben, dann ist jeder Haushalt dazu in der Lage, einen Ausfall des Gesamtnetzes für eine gewisse Zeit zu überbrücken. Ein E-Auto könnte heute schon einen Haushalt eine Woche mit Strom versorgen. All das muss man ermöglichen, und auch dafür brauchen wir Normen und Standards.

Die Energiewende braucht Normen, nicht eine Unmenge an proprietären Einzellösungen.

DKE: Hand aufs Herz: Welchen Stellenwert nehmen Normen und Standards in Ihren Vorlesungen ein?

Quaschning: Wir beschäftigen uns mit regenerativen Energiesystemen, also beispielsweise mit Solarenergie, wozu der Weg von der Sonne bis zur Einspeisung zählt. Da sind ISO-Normen im Spiel, auch VDE Richtlinien wie die 4105 – die schauen wir uns an, ich kaue sie aber nicht durch. Definitiv haben Normen und Standards aber eine hohe Berechtigung, und das betrifft E-Autos genauso wie die Haustechnik: Was sollen Verbraucher mit E-Autos anfangen, wenn sich Hersteller nicht auf einen Stecker geeinigt haben? Was bringt es mir, wenn ich Wärmepumpe, Wallbox und Wechselrichter von unterschiedlichen Herstellern kaufe und dann nicht miteinander verwenden kann? Die Energiewende braucht Normen, nicht eine Unmenge an proprietären Einzellösungen.

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Balkonkraftwerke: Menschen identifizieren sich dadurch mit der Energiewende.

DKE: Herr Professor Quaschning, wir haben drei Thesen vorbereitet, zu denen wir Sie kurz um ein Feedback bitten möchten. Die erste lautet: Der einzelne Bürger leistet mit der Anschaffung einer Mini-PV-Anlage eigentlich keinen nennenswerten Beitrag zur Energiewende. Das ist eine idealistische Vorstellung.

Quaschning: Da widerspreche ich. Wird Deutschland klimaneutral, wenn jeder ein Balkonkraftwerk hat? Nein, natürlich nicht. Aber die Menschen identifizieren sich dadurch mit der Energiewende, und diese positive Wirkung ist nicht zu unterschätzen. Die Möglichkeit der Teilhabe sorgt für Bewegung, und das ist ein sehr wichtiger Beitrag zur Energiewende.

Digitalisierung des Energiesektors: Mehr Resilienz durch die Kombination mit Insellösungen.

DKE: Vielen Dank. Kommen wir zur zweiten These: Mit zunehmender Digitalisierung des Energiesektors geben wir im Sektor der kritischen Infrastruktur immer weiter unsere Privatsphäre auf, und Hacker reiben sich bereits aufgeregt die Hände.

Quaschning: Das ist richtig, nur ist die Energieversorgung sowieso nicht resilient. Da wird ein Mast angezündet, und ein TESLA-Werk ist eine Woche dunkel. Wir sind nicht sicher, Krisen nehmen zu und die Systeme werden anfälliger. An der Digitalisierung kommen wir nicht vorbei, da nur so eine intelligente Stromversorgung und Netzsteuerung möglich ist. In Kombination mit der Schaffung von Insellösungen wird sogar mehr Resilienz erzielt: Gibt es ein Problem, zerfällt das große Netz in eine Vielzahl von Inselnetzen, die autark laufen können. Ist das Problem beseitigt, wird das große Netz wieder hochgefahren.

Elektromobilität: Steigende Verkaufszahlen würden nebenbei die Problematik des Nachtspeichers lösen.

DKE: Danke auch dafür. Nun noch unsere letzte These für Sie: Elektrofahrzeuge sind als Energiespeicher wichtige Eckpfeiler für die Energiewende. Der Ausbau der Ladeinfrastruktur geht jedoch nur schleppend voran; der Kauf von Neuwagen wird weniger gefördert. Die Elektromobilität ist unser Flaschenhals für ein erfolgreiches Gelingen der Energiewende.

In dieser These stecken mehrere Punkte. Zunächst – ja, E-Fahrzeuge sind Eckpfeiler der Energiewende. Deutschland hätte Verbrenner-Autos ab 2025 verbieten müssen, damit 2045 keins mehr fährt. Einen Verbrenner klimaneutral zu machen, funktioniert nicht zu einem vernünftigen Preis und nur mit hohem Energieaufwand. Die Zahl der Ladepunkte wiederum halte ich derzeit für groß genug, wenn auch ausbaufähig, aber sie ist nicht der Grund, dass keine E-Autos verkauft werden könnten. 

Und zum letzten Punkt: Ja, die E-Mobilität ist einer der Flaschenhälse insofern, als wir mehr Fahrzeuge verkaufen müssten. Bereits heute haben die vorhandenen E-Autos die zweieinhalbfache Speicherkapazität unserer vorhandenen Pumpspeicherkraftwerke. Gehen wir von steigenden Zahlen aus, haben wir damit die Problematik des Nachtspeichers gelöst – als Nebeneffekt der Mobilität.

DKE Innovation Campus – 02.07.2024 – Congress Park Hanau oder via Livestream

Beim DKE Innovation Campus werden die großen technischen Entwicklungen unserer Zeit behandelt, die unsere Gesellschaft prägen, unsere Industrie antreiben und unsere Zukunft formen. In diesem Jahr steht die Veranstaltung unter dem Motto: „All Electric Society – Standards for a Sustainable Future“. Dabei im Fokus: Die Bedeutung von Gleichstromtechnologien und die Rolle digitaler Standards. Seien Sie dabei!

Wir dürfen die Energiewende nicht zerreden, wir brauchen positive Botschaften!

DKE: Herr Professor Quaschning, eine letzte Frage. Sie werden beim diesjährigen DKE Innovation Campus am 2. Juli in Hanau dabei sein. Was möchten Sie den Teilnehmerinnen und Teilnehmern schon heute mit auf den Weg geben?

Quaschning: Um bis 2045 klimaneutral zu sein, brauchen wir exponentiell mehr Elektrotechnik, da durch die All Electric Society alles elektrisch sein wird. Die Elektrotechnik kann alles umsetzen, was wir für die Energiewende brauchen. Sie ist aber auch der Flaschenhals, da wir nicht genug Fachkräfte haben. Also müssen wir neue Wege beschreiten.

Neulich habe ich einer KI zwei meiner Klausuren gegeben. Im Bachelor hat sie mit der Note 2 bestanden, im Master immerhin noch bestanden. Wir können also überlegen, welche Aufgaben wir auslagern können, um effizienter zu werden. Ein anderer Punkt ist der Zuzug als Chance, wenn wir die Menschen ausreichend qualifizieren. Auch die Teilung von Berufsbildern in mehr oder weniger anspruchsvolle Tätigkeitsfelder kann helfen.

Was den Nachwuchs angeht, brauchen wir dringend einen besseren Unterricht an den Schulen. Ich habe selbst Kinder, und wenn ich höre, dass Mathe und Physik bei vielen Ablehnung hervorrufen, dann ist das kein gutes Signal. Außerdem dürfen wir die Energiewende nicht zerreden, wir brauchen positive Botschaften – dann schaffen wir auch wieder mehr Begeisterung dafür, sie technisch zu realisieren.

In der alltäglichen und gesellschaftlichen Diskussion ist sie ein ebenso großes Thema wie in der DKE – die Rede ist von der Energie. Unsere Normungsexperten bringen ihr Wissen aber nicht nur ein, um die Energieversorgung und -verteilung zukünftig „smart“ und dezentral zu machen, sondern leisten einen ebenso hohen Beitrag für den Betrieb elektrischer Anlagen und bei der flächendeckenden Verbreitung erneuerbarer Energien. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im