40 Jahre DLR-Energieforschung: "Das Tempo der erneuerbaren Energien hat uns alle überrascht"

Im Laufe des Jubiläumsjahres werden wir die Highlights der Energieforschung der vergangenen Jahre vorstellen, Akteure zu Wort kommen lassen und auch den Blick nach vorne richten und zeigen, wie Forschung zu einer nachhaltigen und sicheren Energieversorgung beitragen kann.

Dr. Joachim Nitsch war ursprünglich Ingenieur und Spezialist für Luft- und Raumfahrttechnik. Als das DLR 1976 seine Arbeit in der Energieforschung ausweitete, kehrt er den Raketentestständen den Rücken. Mit den ersten Analysen zum Energiesystem in Deutschland ging er der Frage nach, mit welchen Energieformen sich Deutschland künftig sicher und umweltverträglich versorgen lassen könnte. Bekannt wurde Nitsch vor allem für seine Szenarien zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland, mit denen er den Grundstein für die Energiewende gelegt hat. Im Interview mit Wissenschaftsjournalist Tim Schröder blickt er zurück auf 40 Jahre Energieforschung im DLR und in Deutschland.

Herr Nitsch, Sie haben Ihr ganzes Berufsleben am DLR verbracht und konnten so mitverfolgen, wie sich das DLR von einer Einrichtung der Raumfahrt- und Luftfahrtforschung zu einer Institution gewandelt hat, in der heute auch in erheblichem Maße Energieforschung betrieben wird.

Ja, und das war zunächst gar nicht zu erwarten. Nach der Ölkrise 1973 initiierte der damalige Bundesforschungsminister Hans Matthöfer ein großes Studienprogramm, mit dem alle Energiequellen daraufhin gescannt werden sollten, inwieweit sie künftig zur Energieversorgung Deutschlands beitragen könnten. Den Begriff "erneuerbare" oder "regenerative" Energien gab es damals noch gar nicht. Man sprach von "nicht-fossilen" und "nicht-nuklearen" Energien. Was das eigentlich sein sollte, war damals ziemlich nebulös.

Warum stieg dann ausgerechnet das DLR, beziehungsweise der Vorläufer, die DFVLR, in die Erforschung dieser "nebulösen" Technologien ein?

Um ehrlich zu sein: Eigentlich wollte zunächst niemand die nicht-fossilen und nicht-nuklearen Energien so wirklich haben. Die deutschen Großforschungseinrichtungen waren damals in einer Arbeitsgemeinschaft organisiert, der AGF. Die Zentren in Jülich und Karlsruhe waren groß in der Erforschung der Kernenergie und arbeiteten in dieser Richtung weiter. Energieforschung war zu 90 Prozent Kernenergieforschung. Als Matthöfer das Programm aufsetzte, war gerade das europäische ELDO-Programm im Gange. Daran war der DFVLR-Standort Lampoldshausen bei Stuttgart beteiligt. Nach einem missglückten Raketenstart ging es mit diesem Programm nicht so recht voran. So fiel die Entscheidung, in Stuttgart die Energieforschung als neuen Schwerpunkt aufzubauen.

Das klingt nach einem ziemlichen Kaltstart...

Nicht ganz, die DFVLR hatte aus der Raumfahrt unter anderem Expertise in Sachen Wasserstofftechnologie und Verbrennungsprozesse. Auch die Wiege der modernen Windkraftanlagen stand in Stuttgart. So hatte Ulrich Hütter, der viele Jahre beim DLR tätig war, bereits 1957 ein erstes dreiflügeliges Windrad entwickelt - ein Meilenstein der Windenergieforschung. Die Belegschaft in Stuttgart und am Standort Lampoldshausen setzte sich zusammen, um Vorschläge für ein künftiges Energieforschungsprogramm zu machen - da gab es viele Ansätze, die aus der Raumfahrt stammten. Eine dieser Ideen war, aus einem Wasserstoff-Raketenantrieb ein Spitzenlastkraftwerk zu entwickeln. Nach der Ölkrise hatte man Angst vor Kraftwerksausfällen. Das Wasserstoff-Kraftwerk sollte innerhalb von fünf Sekunden Wasserdampf liefern können, um damit zehn Megawatt elektrischer Leistung zu erzeugen. Tatsächlich wurde zusammen mit einem Energieversorger ein Demonstrator gebaut. Das waren erste tastende Versuche, um neue Energiequellen zu erschließen.

Und wie kamen Sie selbst zur Energieforschung?

Ich hatte seit 1966 unter anderem an Einspritzkühlern für die Prüfstände von Raketenantrieben gearbeitet, mich also mit physikalischen Phänomenen wie dem Wärme- und Stofftransport beschäftigt. Das waren Aspekte, die wir für die Entwicklung von Solarkraftwerken und solarthermischen Warmwasserkollektoren sehr gut brauchen konnten. Ich habe damals angeboten, nach Stuttgart zu gehen, wenn ich eine eigene Studiengruppe bekomme. Mir wurden zwei Mitarbeiter zur Seite gestellt. Damit ging es los.

Welche Aufgabe hatten Sie?

Als Ingenieure kamen wir alle von der Hardware-Seite. Mich interessierte aber schon damals brennend die Frage, wie sich die Gesellschaft von der Kernenergie und von den fossilen Rohstoffen verabschieden könnte. Denn natürlich waren uns damals die Risiken der Kernenergie sehr wohl bekannt. Fortan bestand unsere Aufgabe in der Analyse des Energiesystems, später dann des kompletten Energiemarkts. Kurz gesagt, versuchten wir die Frage zu beantworten, mit welchen Energieformen sich Deutschland künftig sicher und umweltverträglich versorgen lassen könnte.

Heute kennt man Sie vor allem als Vater großer Energiestudien. Das dürfte damals noch Neuland gewesen sein.

Das war tatsächlich Neuland. Ende der 1970er-Jahre setzte die AGF eine große Studie auf: "Ausbau von Sekundärenergiesystemen in der Bundesrepublik Deutschland". In dieser Studie ging es zunächst um den Transport von Energie, von Gas, Strom und vor allem auch von Fernwärme. Die Fernwärme war ein großes Thema, die Idee war: Wärme aus den Kernkraftwerken auszukoppeln und über Dutzende von Kilometern zu den Verbrauchern zu bringen. An der Studie waren unter anderem auch das Forschungszentrum Jülich, die RWTH Aachen und die Ruhrgas AG beteiligt. Wir bekamen damals einen ersten umfassenden Überblick über das deutsche Energiesystem. Die Studie erschien 1979. Sie hatte 2000 Seiten und war unser Gesellenstück. Politisch haben wir damit keine große Welle verursacht. Aber in Fachkreisen führte sie dazu, dass nun endlich die Auseinandersetzung um die Energieerzeugung begann.

Wie sah diese Auseinandersetzung aus?

Es gab noch immer die starke Seite der Kernenergie-Befürworter. Die Bundesregierung setzte eine Enquête-Kommission ein, die den Bedarf der Kernenergie ausloten sollte. Sie kam zu dem Schluss, dass sich der stetig steigende Strombedarf nur durch den massiven Ausbau der Kernenergie decken lassen würde. Für das Jahr 2000 errechnete die Kommission für Deutschland einen Bedarf von 200 Reaktoren. Auf der anderen Seite standen unter anderem unsere DLR-Gruppe, das Fraunhofer ISI mit der Gruppe um Eberhard Jochem und auch die Gründungsväter des Ökoinstituts. Wir forderten damals, dass die Energieeffizienz eine größere Rolle spielen sollte - und haben entsprechende Szenarien angefertigt. Ich sehe diese Arbeiten heute als Vorläufer der ersten Szenarien, die dann die Energiewende mit eingeläutet haben.

Bis dahin waren es aber noch 30 Jahre...

...in denen wir viel dazugelernt haben. 1978 kam Carl-Jochen Winter als neuer Vorstand der Energieforschung nach Stuttgart - ein starker Befürworter von Wasserstoff als Energieträger. Wir haben einige Jahre lang intensiv die Perspektiven des Wasserstoffs erforscht - eine Tour d’Horizon des Wasserstoffs sozusagen. Winter baute unsere Gruppe auf zehn Wissenschaftler aus. Wasserstoff, Erdwärme und Sonnenkollektoren, das waren Themen, die vor allem auch die Landesregierung von Baden-Württemberg in verschiedenen Projekten gefördert hat.

Bekannt wurden Sie auch durch ein Buch, das Sie 1990 zusammen mit Joachim Luther, dem späteren Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, veröffentlicht haben.

...mit dem Titel "Energieversorgung der Zukunft. Rationelle Energienutzung und erneuerbare Quellen". Wir haben darin viele Gedanken der künftigen Energiewende vorweggenommen. Wir haben Themen wie die Fluktuation von Sonnen- und Windstrom diskutiert, oder die Idee, Norden und Süden zu vernetzen, um Windstrom von der Küste in die Zentren transportieren zu können. Die Zeit war damals reif für diese Technologien. Es gab noch viele andere Studien, die sich mit solchen Aspekten befassten. Mit dem Buch aber etablierten wir uns als Energieexperten.

Wie wir heute wissen, gab es in den 1990er-Jahren noch große Vorbehalte gegen die regenerativen Energien.

Natürlich. Einerseits nahm die Forschung an Fahrt auf. Am DLR haben wir zum Beispiel 1993 die Abteilung "Systemanalyse und Technikbewertung" gegründet, für die ich zuständig war. Eine unserer Hauptaufgaben war weiterhin die Entwicklung von Energieszenarien. Für das GEO-Magazin machten wir 1993 eine Studie, in der wir die Effizienzpotenziale beleuchteten, und die Entwicklung bis 2005 in einem Szenario abbildeten. Das Echo war beachtlich. Die Studie wurde gut zweitausend Mal angefordert. Da es damals noch keine pdf-Dateien gab, kam das GEO-Sekretariat kaum mit dem Kopieren hinterher. Andererseits waren die 1990er die Zeit heftiger Dispute. Von vielen Seiten wurde bezweifelt, dass die erneuerbaren Energien die fossil-nukleare Energieversorgung ablösen könnten. Es war gelegentlich hart, dagegen anzugehen. In unseren Studien unterzogen wir die erneuerbaren Energien allen "Folterinstrumenten" der Systemanalyse: Kann das technisch funktionieren? Lohnt sich das energetisch, wenn man den Lebenszyklus betrachtet? Sind sie ökonomisch vertretbar? Ein Preisverfall wie bei der Photovoltaik war damals nicht vorhersehbar.

Wann drehte der Wind?

Ein wichtiger Schritt war sicher, dass die Rot-Grüne Koalition das Thema erneuerbare Energien ins Bundesumweltministerium holte. Das war ein Signal. 2000 bekamen wir vom Umweltbundesamt den Auftrag, in einer großen Studie aufzuzeigen, wie die deutsche Volkswirtschaft bis zum Jahr 2050 auf regenerative Energien umgestellt werden könne. 2002 wurde die Studie dann unter dem Titel "Langfristszenarien für eine nachhaltige Energienutzung in Deutschland" veröffentlicht. Bundesumweltminister Jürgen Trittin hat unsere wissenschaftlichen Ergebnisse in mehreren Pressekonferenzen öffentlich gemacht und sie in das Energiekonzept der damaligen Bundesregierung eingebunden. Im Grunde war die Studie das Strickmuster für die Energiewende und für den Ausstieg aus der Kernenergie. Zwar gab es dann mit dem Regierungswechsel 2005 noch einmal eine Kehrtwende. Nach Fukushima aber schwenkte die CDU ja bekanntlich auf den ursprünglichen Kurs ein.

Inwieweit war es für Sie von Bedeutung, im DLR forschen zu können?

Ganz entscheidend war es für unsere Studiengruppe, von Fachleuten umgeben zu sein, die sich mit der Hardware auskannten, von Ingenieuren, Technikern. Wenn man das Potenzial einer neuen Technologie einschätzen will, dann braucht man Spezialisten, die die Technik kennen. Die gab es am DLR. Ich erinnere mich an viele harte aber konstruktive Diskussionen, etwa zum Potenzial von Wasserstoff, von Brennstoffzellen oder von Solarkraftwerken. Ohne diese hätten wir die Szenarien nicht in dieser Form erstellen können. Letztlich hat uns aber alle das enorme Tempo überrascht, mit dem sich die erneuerbaren Energien und die Märkte entwickelt haben. Das hätten wir uns in den 1970er-Jahren nicht träumen lassen.

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