Robert Klatt
Kohlekraftwerke reduzieren durch ihre Schadstoffe die Solarstromproduktion deutlich. Am größten ist das Problem in Regionen, in denen es sowohl große Kohlekraftwerke als auch Solaranlagen gibt.
Oxford (England). Kohlekraftwerke verursachen hohe CO₂- und Feinstaubemissionen, die laut einer Studie der George Mason University (GMU) noch gesundheitsschädlicher sind, als die Wissenschaft lange angenommen hat. Forscher der University of Oxford und des University College London (UCL) haben nun eine Studie publiziert, laut der die Luftverschmutzung, die bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern zur Stromproduktion entsteht, die Leistung von Solaranlagen deutlich reduziert. Das Problem ist in Regionen, in denen es sowohl große Kohlekraftwerke als auch Solaranlagen gibt, am größten.
Die Studie basiert auf Satellitenbildern, in denen eine Künstliche Intelligenz (KI) global über 140.000 Solaranlagen infiziert hat. Die Standorte wurden mit atmosphärischen Daten zur Luftverschmutzung, die unter anderem auf Kohlekraftwerke zurückgehen, verknüpft. Es konnte so ermittelt werden, wie stark das einfallende Sonnenlicht durch Schadstoffe in der Atmosphäre reduziert wurde und wie stark dadurch die Stromproduktion der Solaranlagen zurückgegangen ist.
„Globale Satellitenbilder ermöglichten es uns, den unaufhaltsamen Aufstieg günstiger und schadstofffreier Solarenergie während der Tagesstunden zu kartieren. In naher Zukunft werden wir mithilfe geostationärer Satelliten, die die Erde umspannen, die Auswirkungen von Staub- und Rauchpartikeln auf die Verringerung der Solarenergie an der Erdoberfläche alle zehn Minuten in Echtzeit beobachten können.“
Laut der umfassenden Analyse haben Aerosole, die das Sonnenlicht absorbieren und streuen, die globale Solarstromproduktion im Jahr 2023 um 111 Terawattstunden (TWH) reduziert (- 5,8 %). Dies entspricht der Strommenge, die 18 mittelgroße Kohlekraftwerke in einem Jahr produzieren. Im Zeitraum von 2017 bis 2023 haben die Aerosole von Kohlekraftwerken die Solarstromproduktion im Mittel um 74 TWh pro Jahr reduziert. Dies entspricht knapp einem Drittel der neu installierten Solarkapazitäten. Es wird somit deutlich, dass die Luftverschmutzung durch fossile Energien die Energiewende merklich behindert.
„Wir erleben derzeit weltweit einen rasanten Ausbau erneuerbarer Energien, doch die Wirksamkeit dieses Übergangs ist geringer als häufig angenommen. Während Kohlekraft und Solarenergie parallel wachsen, verändern Emissionen die Strahlungsbedingungen und beeinträchtigen direkt die Leistung der Solarstromerzeugung.“
Die beobachteten Effekte sind in China, einem Land, das noch viel Strom mit Kohlekraftwerken produziert, aber als erstes Land eine Solarleistung von mehr als 1.000 Gigawatt (GW) erreicht hat, am größten. Das Land hat 2023 793,5 TWh Solarstrom produziert. Die Gesamtleistung der Solaranlagen wurden durch Aerosole von Kohlekraftwerken aber stark reduziert (- 7,7 %) weil viele der großen Solaranlagen sich in der Nähe von Kohlekraftwerken befinden. Diese sind laut der Modellrechnung für knapp ein Drittel (29 %) der aerosolbedingten Verluste der chinesischen Solaranlagen verantwortlich.
"Luftverschmutzung blockiert nicht nur Sonnenlicht, sie verändert auch Wolken, was die Solarstromproduktion zusätzlich verringern kann. Das bedeutet, dass die tatsächlichen Auswirkungen wahrscheinlich größer sind als unsere Messungen zeigen. Wenn wir die Verschmutzung durch Kohlekraft nicht in den Griff bekommen, könnten wir überschätzen, wie stark Solarenergie zur Emissionssenkung beitragen kann.“
China war im Untersuchungszeitraum aber auch das einzige Land, dessen Luftqualität sich im Untersuchungszeitraum merklich verbessert hat. Die aerosolbedingten Verluste bei Solaranlagen sind dort im Zeitraum von 2013 bis 2023 um 1,4 Prozent pro Jahr gesunken. Laut den Forschern liegt dies an neuen Techniken für Kohlekraftwerke und strengeren Emissionsvorschriften. Diese haben die Aerosole in der Luft reduziert, obwohl die Kohlestromkapazitäten nicht zurückgefahren wurden.
„Unsere Ergebnisse senden eine klare Warnung an die Ziele für nachhaltige Entwicklung: Wenn Verluste von Solarenergie durch Luftverschmutzung ignoriert werden, kann dies dazu führen, dass Regierungen, Unternehmen und die Gesellschaft die tatsächliche Leistung erneuerbarer Energien systematisch überschätzen. Um auf Kurs zu bleiben, müssen politische Maßnahmen diesen versteckten Bremsfaktor berücksichtigen und Subventionen für fossile Brennstoffe von der Kohle weg verlagern.“
Quellen:
Pressemitteilung der University of Oxford
Pressemitteilung des University College London (UCL)
Studie im Fachmagazin Nature Sustainability, doi: 10.1038/s41893-026-01836-5