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Die Umstellung von Kohle auf Gas hat die Stromemissionen in den USA im letzten Jahrzehnt gesenkt. Doch in Virginia ist das Gegenteil eingetreten, wo ein massiver Ausbau von Gaskraftwerken die CO2-Reduzierung, die mit dem Ausstieg aus der Kohleverstromung einhergeht, zunichte gemacht hat.

Die Kohlendioxidemissionen in Virginia waren 2019 höher als 2009, wie eine Auswertung der EPA-Emissionsdaten durch E&E News ergab. Diese Zahlen sind bemerkenswert angesichts des Zusammenbruchs der Kohle in Virginia, wo der Brennstoff von etwa 43 % der Stromerzeugung des Staates im Jahr 2008 auf weniger als 10 % im letzten Jahr zurückgegangen ist.

Die Zahlen unterstreichen eine wachsende klimatische Herausforderung für die Vereinigten Staaten: Während die Kohleflotte in den USA schrumpft, füllen langlebige Gaskraftwerke die Lücke auf eine Art und Weise, die möglicherweise nicht zu großen CO2-Reduzierungen führt.

Virginia ist ein gutes Beispiel dafür.

Der Bundesstaat hat in diesem Jahr ein Gesetz verabschiedet, das die Schließung aller bis auf zwei seiner sechs verbleibenden Kohlekraftwerke bis 2024 vorsieht. Ihre Stilllegung wird jedoch nur zu einer begrenzten Verringerung der Emissionen führen.

Die Kohlekraftwerke in Virginia haben im vergangenen Jahr weniger als 5 Millionen Tonnen Kohlenstoff freigesetzt, gegenüber 25 Millionen Tonnen im Jahr 2009. Die Gasemissionen stiegen dagegen von etwa 4 Millionen Tonnen vor zehn Jahren auf fast 25 Millionen Tonnen im Jahr 2019 und machen damit etwa 80 % aller Emissionen des Stromsektors in Virginia aus.

Das Old Dominion zeigt aber auch, warum es so schwierig ist, den Stromsektor umweltfreundlicher zu gestalten. Derzeit wird mehr als die Hälfte des Stroms in Virginia mit Gas erzeugt, so viel wie bei keinem anderen Brennstoff. Viele Netzexperten sind der Meinung, dass Gas die erneuerbaren Energiequellen noch jahrelang unterstützen wird.

Gleichzeitig weisen sie darauf hin, dass die Energieversorgungsunternehmen die Emissionen von Gaskraftwerken in den Griff bekommen müssen, wenn sie die Treibhausgasreduzierung erreichen wollen, die nach Ansicht von Wissenschaftlern erforderlich ist, um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu vermeiden.

„Wir können nicht bis 2050 warten und dann sagen, dass wir netto null sind“, sagte Paulina Jaramillo, eine Professorin, die den Energiesektor an der Carnegie Mellon University untersucht. „Je früher man damit anfängt, desto einfacher ist es.“

Die Vereinigten Staaten haben in den letzten zehn Jahren einen Boom beim Bau von Gaskraftwerken erlebt, als die Einführung des Fracking preiswerte Gasvorkommen freilegte. Nur vier Bundesstaaten haben in dieser Zeit mehr neue Erdgaskapazitäten installiert als Virginia.

Diese Anlagen stehen nun im Mittelpunkt eines Kampfes um das Netz von Virginia. Die Auseinandersetzung verschärfte sich in diesem Jahr, als der Gesetzgeber des Bundesstaates den Clean Economy Act verabschiedete, der die Versorgungsunternehmen auffordert, ihre Kohlekraftwerke stillzulegen und bis Mitte des Jahrhunderts ihren gesamten Strom aus kohlenstofffreien Quellen zu erzeugen.

Dominion Energy Inc., das größte Versorgungsunternehmen des Bundesstaates, argumentiert, dass Gas eine Brücke in eine sauberere Zukunft sei, da der Brennstoff zur Unterstützung von intermittierenden Stromerzeugungsquellen wie Wind und Sonne benötigt werde. Der in Richmond ansässige Energieversorger hat einen massiven Ausbau der erneuerbaren Energien in den nächsten 15 Jahren vorgeschlagen, darunter 15,9 Gigawatt Solar- und 5,112 GW Offshore-Windkraftanlagen.

Aber Dominion hat in den Unterlagen, die es bei den staatlichen Aufsichtsbehörden eingereicht hat, auch deutlich gemacht, dass es beabsichtigt, seine neuen Gaskraftwerke in den nächsten zehn Jahren zu betreiben, bevor es sie schrittweise zurückfährt.

Anfang des Monats sagte Dominion-CEO Thomas Farrell vor Finanzanalysten, dass die Abhängigkeit des Energieversorgers von Gas mit dem Ziel des Unternehmens übereinstimmt, bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen.

„Die Tatsache, dass zumindest in Virginia manchmal der Wind nicht weht und die Sonne für längere Zeit nicht scheint – das heißt Tage, nicht Stunden – stellt sicher, dass die erdgasbefeuerte Stromerzeugung auch in den kommenden Jahren eine entscheidende Rolle in unserem System mit geringen Emissionen spielen wird“, sagte Farrell.

Kohlestaat setzt auf Gas

Dominion, das 2019 für zwei Drittel der Kraftwerksemissionen in Virginia verantwortlich war, hat eine zweifelhafte Klimabilanz

Das Unternehmen versucht, eine massive Gaspipeline zu bauen, während es gleichzeitig sein Engagement für Netto-Null-Emissionen anpreist (Energywire, 5. Mai). Es hat sich gegen klimapolitische Maßnahmen ausgesprochen, z. B. gegen den Vorschlag, dass Virginia der Regional Greenhouse Gas Initiative (RGGI) beitritt, dem 10-Staaten-Programm für den Emissionshandel mit Kraftwerken (Climatewire, 22. April).

Und es gehört zu den Schlusslichtern der Nation, was Energieeffizienzprogramme angeht. Der American Council for an Energy Efficient Economy (Amerikanischer Rat für eine energieeffiziente Wirtschaft) stufte Dominion in seiner jüngsten Bewertung von Effizienzprogrammen auf Platz 50 von 52 Versorgungsunternehmen ein.

Umweltschützer sind skeptisch, was das Engagement des Unternehmens für den Wandel angeht.

„Sie verwechseln den Ausbau erneuerbarer Energien mit einer glaubwürdigen Reaktion auf die Bedrohung durch den Klimawandel. Diese Dinge sind zwar miteinander verbunden, aber nicht gleichbedeutend. Wenn man seine CO2-Emissionen nicht deutlich reduziert, ist das keine glaubwürdige Reaktion auf den Klimawandel“, sagte Will Cleveland, ein Anwalt des Southern Environmental Law Center. „Sie versuchen, den Anschein zu erwecken, ein vorausschauendes, auf das Klima reagierendes Unternehmen zu sein. Auf der anderen Seite haben sie in den letzten fünf Jahren Milliarden für die Gaserzeugung ausgegeben und bauen eine Gaspipeline, die niemand braucht. Sie werden erst dann ein klimafreundlicher Versorger sein, wenn sie aus dem Geschäft mit der Gaserzeugung und Gaslieferung aussteigen.“

Virginia war bis vor kurzem ein Kohlestaat. Im Jahr 2007 entfielen 45 % der Stromerzeugung des Staates auf Kohle, mehr als auf jeden anderen Brennstoff, und 87 % der Kohlenstoffemissionen des Stromsektors. Doch eine Reihe von Faktoren führte in den folgenden zehn Jahren zu einer drastischen Umstellung auf Gas.

Das Aufkommen von Hydraulic Fracturing oder Fracking machte Gas im Überfluss verfügbar und billig. Eine Gesetzesänderung in Virginia erleichterte die Umstellung zusätzlich.

Nachdem die Gesetzgeber in Virginia jahrelang mit dem Gedanken gespielt hatten, die regulierten Monopole für die Stromversorgung des Staates aufzubrechen, taten sie das Gegenteil. Sie verabschiedeten ein Gesetz, das die Versorgungsunternehmen ermutigte, mehr Kraftwerke zu bauen.

Dominion begann schnell mit einem Bauboom. Im Jahr 2009 stellte das Unternehmen drei erdgasbefeuerte Verbrennungsturbinen in einem Kraftwerk südlich von Fredericksburg fertig. Zwei Jahre später baute das Unternehmen nordwestlich von Richmond ein Gaskombikraftwerk mit drei Blöcken.

2012 folgte ein Kohlekraftwerk im Südwesten Virginias, das sich jedoch als Anomalie erwies. Dominion hat zwischen 2014 und 2018 drei weitere große Gaskombikraftwerke fertiggestellt.

Zwei unabhängige Stromerzeuger, die Strom auf dem Großhandelsmarkt verkaufen, haben in den letzten zehn Jahren ebenfalls Gaskraftwerke in Virginia fertiggestellt.

Stranding capital

Im Hinblick auf die Emissionen ist Virginia durch den Ausbau der Gaskraftwerke eine Art Anomalie. Nach Angaben der EPA Clean Air Markets haben die Kraftwerke des Bundesstaates im Jahr 2009 30,3 Millionen Tonnen CO2 ausgestoßen. Dieses Jahr stellt einen Ausreißer dar, da der wirtschaftliche Abschwung im Zusammenhang mit der Großen Rezession die Emissionen vorübergehend reduzierte.

Virginias CO2-Ausstoß stieg 2010 sprunghaft auf 35,7 Millionen Tonnen an, ein Anstieg, der sich im ganzen Land widerspiegelte, als sich die USA wirtschaftlich erholten. Doch während die Emissionen anderer Bundesstaaten in den folgenden Jahren tendenziell zurückgingen, schwankten sie in Virginia und erreichten 2016 einen Höchststand von 36,2 Millionen Tonnen, bevor sie im vergangenen Jahr auf 31 Millionen Tonnen zurückgingen.

Im Gegensatz dazu gingen die nationalen Emissionen aus Kraftwerken in den letzten zehn Jahren um 23 % zurück, von 2.3 Milliarden Tonnen im Jahr 2009 auf fast 1,8 Milliarden Tonnen im vergangenen Jahr.

William Shobe, Professor für Umweltökonomie an der Universität von Virginia, ist der Ansicht, dass der Bundesstaat erhebliche Fortschritte bei der Ökologisierung seiner Stromversorgung gemacht hat. Die neuen Gaskraftwerke in Virginia haben nicht nur die Kohleverstromung im Commonwealth ersetzt, sondern auch den Import von Kohlestrom aus Nachbarstaaten wie Pennsylvania und Ohio reduziert.

Das bedeutet, dass die Elektrizität des Bundesstaates sauberer ist, als es die Emissionszahlen von Virginia selbst vermuten lassen würden.

Allerdings wird der Ausbau der Gaskraftwerke den Bürgern Virginias wahrscheinlich teuer zu stehen kommen, wenn der Staat seine Klimaziele einhalten will, sagte er.

„Als wir uns für die Dekarbonisierung bis 2050 entschieden haben, haben wir im Wesentlichen gesagt, dass wir einen wertvollen Kapitalstock vorzeitig in den Ruhestand schicken werden. Das ist einer der Preise, die wir dafür zahlen müssen, dass wir gute Weltbürger sind“, sagte Shobe. „Wir werden einige Kapitalanlagen stranden lassen.

Dominion zeigt keine Anzeichen dafür, seine Gaskraftwerke in nächster Zeit abzuschalten.

In einem kürzlich bei den staatlichen Regulierungsbehörden eingereichten Antrag erklärte das Unternehmen, dass es davon ausgeht, bis 2027 jedes Jahr mindestens 40 % seines Stroms aus Gas zu gewinnen, bevor es diese Zahl schrittweise auf 25 % im Jahr 2035 reduziert. Drei der vier neuen Gas- und Dampfturbinenkraftwerke des Unternehmens werden voraussichtlich bis 2030 mindestens zwei Drittel des Jahres in Betrieb sein. Das vierte, das Kraftwerk Warren County, wird 2030 voraussichtlich 56 % des Jahres in Betrieb sein.

Der Plan enthält kein Datum für die Stilllegung des größten Emittenten des Unternehmens, des kohlebefeuerten Kraftwerks Mount Storm, das Strom in den Commonwealth einspeist und direkt hinter der Staatsgrenze in West Virginia steht. Mount Storm fällt nicht unter den Clean Economy Act, das Gesetz, das den Bundesstaat verpflichtet, bis 2024 alle Kohlekraftwerke bis auf zwei stillzulegen. Er wird auch nicht auf die Emissionszahlen Virginias angerechnet.

Über die Brücke

Staatsbeamte äußerten sich zuversichtlich, dass Virginia die im Clean Economy Act festgelegten Kohlenstoffziele erreichen kann. Sie wiesen darauf hin, dass der Staat nun der RGGI beitreten wird. Für die Versorgungsunternehmen in Virginia gilt ab 2021 eine Kohlenstoffobergrenze von 28 Millionen Tonnen, die bis 2030 jährlich um 3 % sinken wird. Danach sind die Regulierungsbehörden des Bundesstaates ermächtigt, einen Plan für einen Weg zu CO2-freier Elektrizität zu entwerfen.

„Wenn wir uns den Energiesektor ansehen, sehen wir, dass RGGI und der Clean Economy Act Hand in Hand arbeiten. Deshalb war es für uns wichtig, beides zu tun“, sagte Chris Bast, leitender stellvertretender Direktor des Virginia Department of Environmental Quality.

Er sagte voraus, dass der Staat bis Mitte des Jahrhunderts ein sauberes Stromnetz haben wird, unabhängig davon, wo der Strom erzeugt wird.

Die Debatte über Gas deutet auf das natürliche Spannungsverhältnis zwischen der Aufrechterhaltung der Stromversorgung und der Reduzierung der Emissionen hin.

Gas wird wahrscheinlich ein wichtiger Bestandteil des Strommixes bleiben, selbst in Staaten, die große Mengen an erneuerbaren Energien installieren und strenge Kohlenstoffziele verfolgen, so David Young, der am Electric Power Research Institute Energiesysteme und Klimawandel studiert.

Das liegt daran, dass Gas die wirtschaftlichste Option ist, um das Netz auszugleichen.

Aber Gasanlagen werden wahrscheinlich immer weniger laufen, je mehr erneuerbare Energien in das System kommen, sagte er. Gas- und Dampfturbinenkraftwerke, wie sie Dominion und andere Energieversorger in den letzten Jahren gebaut haben, werden in Zukunft eher wie Spitzenlastkraftwerke arbeiten: Sie schalten sich zu Zeiten des Spitzenbedarfs ein.

Die Kombination aus erneuerbaren Energien und Gas kann die Emissionen von Kraftwerken relativ leicht um 80 % senken, so Young.

„Sobald man über 80 % hinausgeht, wird es schwieriger“, so Young. „Das ist eine der größten Fragen, die wir jetzt haben. Was sind die Unwägbarkeiten jenseits von 80 %, welche Art von Technologie braucht man dann?“

Jaramillo, Professor an der Carnegie Mellon University, schloss sich Youngs Einschätzung an, dass Gas wahrscheinlich noch jahrelang zur Unterstützung der erneuerbaren Energien benötigt werde. Aber ab einem bestimmten Punkt werden die Vereinigten Staaten den Bau von Gaskraftwerken einstellen und ihre bestehenden Anlagen weniger betreiben müssen, sagte sie.

Sie verwies auf eine 2019 in Nature veröffentlichte Studie, in der geschätzt wird, dass die künftigen Emissionen aus der bestehenden und geplanten Energieinfrastruktur weltweit das Kohlenstoffbudget überschreiten werden, das verhindern soll, dass die globalen Temperaturen um mehr als 1,5 Grad Celsius steigen.

Rund die Hälfte dieser Emissionen stammte aus Kraftwerken, wobei ein Großteil davon mit neuen Kohlekraftwerken in Asien verbunden war.

Wenn die USA ihre Kohlekraftwerke schließen, gibt es drei Optionen für weitere Emissionsreduzierungen: weniger Gasanlagen betreiben, Kohlenstoffabscheidung installieren oder sie ganz stilllegen, sagte Jaramillo.

„An welchem Punkt sagen Sie, dass wir die Brücke überschritten haben?“, sagte sie.