Zugang zu erschwinglicher und nachhaltiger Energie – Teil 2

733 Millionen Menschen haben weltweit keinen Zugang zu Elektrizität, 568 Millionen bzw. mehr als zwei Drittel davon leben in Subsahara-Afrika. Die Menschen dort benötigen dringend eine Energieversorgung, die erschwinglich, zuverlässig und nachhaltig ist – wie es das siebte Nachhaltigkeitsziel der Vereinten Nationen fordert. Aber wie kann dies erreicht werden? Für mehr als die Hälfte der Menschen in Subsahara-Afrika heißt die Lösung: „Off-grid Solar PV“.

Wie in der vorausgegangenen Ausgabe der Impulse gezeigt, mindert der fehlende Zugang zu Elektrizität die Chancen insbesondere der ländlichen Bevölkerung in Bezug auf viele Aspekte des Lebens – auf eine hochwertige Gesundheitsversorgung beispielsweise, auf Bildung und sowie eine Steigerung des Einkommens durch die Aufnahme oder die Verbesserung produktiver Tätigkeiten – beträchtlich. Zugleich führt die Kompensation durch den Betrieb von Diesel-Generatoren zu negativen Auswirkungen auf die Gesundheit und das Klima.

Das siebte Nachhaltigkeitsziel erfüllt daher eine katalytische Funktion für weitere SDGs, die über den Zugang zu Elektrizität mit befördert werden können. Wie aber kann derart vielen Menschen eine bessere – und das heißt saubere und emissionsfreie – Versorgung mit Elektrizität bereitgestellt werden?

Das erste ist Sonnenenergie. Von Thomas Edison wird die Aussage kolportiert: „I’d put my money on the sun. And Solar energy. What a source of power! I hope we don’t have to wait until oil and coal run out before we tackle that”. Dabei dachte Edison nicht zuletzt an die gute Verfügbarkeit von Sonnenenergie. Wie ein Bericht des Energy Sector Management Assistance Program (ESMAP) aus dem Jahr 2020 zeigt, leben 93 Prozent der Weltbevölkerung in Ländern, die über ein durchschnittliches Photovoltaik-Potenzial von 3 bis 5 Kilowattstunden (kWh) pro installiertem Kilowattpeak (kWp) am Tag verfügen. 70 Länder, die circa 20 Prozent der globalen Bevölkerung beherbergen, besitzen außerordentlich gute Rahmenbedingungen für Photovoltaik. Insbesondere aufgrund der geringen Schwankung der Sonneneinstrahlung im Jahresverlauf kann dort eine durchschnittliche Tagesleistung von über 4,5 kWh/kWp erreicht werden. Zu dieser Kategorie gehören vor allem Länder des Mittleren Ostens, Nordafrikas und der Subsahara.

Ein kurzer Vergleich: Den Angaben des Global Solar Atlas zufolge besitzt Deutschland ein praktisches Photovoltaik-Potenzial von 2,96 kWh/kWp und besetzt im internationalen Vergleich damit Platz 197. In Sambia (Platz 35) liegt das praktische Photovoltaik-Potenzial bei 4,83 kWh/kWp. Deutschland verfügte 2021 über eine installierte Photovoltaik-Kapazität von knapp 60 Gigawatt (GW), Sambia 2019 unter 100 Megawatt (MW). In Ländern wie Sambia, wo weniger als die Hälfte der Bevölkerung Zugang zu Elektrizität besitzt, kann bereits ein relativ geringer Zubau helfen, den bestehenden Bedarf zu decken.

Das praktische Potenzial für Solarenergie in den Ländern der Subsahara ist auch deshalb so groß, weil die Stromgestehungskosten für Photovoltaik aufgrund von technologischem Fortschritt und sinkenden Materialkosten in den vergangenen Jahren stark gefallen sind. Nach Berechnungen des Asset Managers Lazard sind die Gestehungskosten für Solarstrom zwischen 2009 und 2021 weltweit um 90 Prozent gesunken. Wie die Internationale Energiebehörde IEA in ihrem jüngsten „Africa Energy Outlook“ vom Juni dieses Jahres schreibt, sind in den meisten Teilen Afrikas effiziente Solaranlagen bereits jetzt günstiger als neue Gas- und Kohlekraftwerke. Und dieser Trend wird sich im kommenden Jahrzehnt noch verstärken. Die IEA rechnet damit, dass die Gestehungskosten für Solarenergie in Afrika bis 2030 auf 0,018 – 0,049 US-Dollar pro Kilowattstunde (kWh) fallen und damit geringer als die für Gas und Windenergie sein werden (siehe Graphik 2).

Doch in welcher Form kann den Menschen die Solarenergie bereitgestellt werden? Schließlich ist einer der hauptsächlichen Gründe für die geringe Elektrifizierungsrate in der Region, dass viele der betroffenen Menschen auf dem Land leben und ein Ausbau des staatlichen Netzes in den meisten Fällen zu kostspielig wäre. Für die Mehrheit von ihnen lautet die Lösung: „Off-grid Solar PV“.

„Off-grid“ bedeutet so viel wie „abseits des Stromnetzes“ und steht für eine Reihe von Technologien, die es erlauben, Solarenergie agil und unabhängig von der staatlichen Infrastruktur einzusetzen. Bei den „Off-grid“- Lösungen gibt es in Bezug auf ihre Kapazität eine große Spannbreite. Diese reicht von kleinen Einzelgeräten wie solarbetriebenen Lampen für den Hausgebrauch mit einer Leistung von wenigen Watt bis hin zu sogenannten „Mini-grids“, unabhängigen Inselnetzen mit einer Kapazität von bis zu 100 kWp. Moderne Mini-grids sind leistungsfähig genug, um ganze Dörfer und Gemeinden zu elektrifizieren. Zwischen den Einzelgeräten der Kategorie „Pico-Solar“ und den Mini-grids liegen die sogenannten „Solar-Home-Systems“ (SHS), Einzelsysteme für den individuellen Gebrauch, deren Leistungsfähigkeit mittlerweile bis ca. 450 Wp reicht.

Die Internationale Energiebehörde hat in ihrem letzten Afrika-Bericht ein „Sustainable Africa Scenario“ (SAS) entwickelt, das aufzeigt, was geschehen muss, damit bis 2030 alle energiebezogenen Entwicklungsziele in Afrika erreicht werden. In diesem Szenario spielt „Off-grid“- Technologie eine wichtige Rolle. Mehr als die Hälfte aller Bewohner Subsahara-Afrikas, die bislang über keinen Zugang zu erschwinglicher und nachhaltiger Energie verfügen, werden diesen dem SAS zufolge über dezentrale Systeme erhalten. Nicht alle, jedoch die überwiegende Mehrzahl dieser Systeme werden mit erneuerbaren Energien, insbesondere Solarenergie, betrieben sein.

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