Interview. Energieforscher Sebastian Zwickl-Bernhard blickt mit seinen Modellrechnungen in die Zukunft der europäischen Energiesysteme. Ein Gespräch über Abhängigkeiten, Recycling vor Ort und die Gefahr des Verzettelns.

Die Presse: Sie haben kürzlich eine Publikation veröffentlicht und empfohlen, Europa müsse künftig mehr darauf achten, woher Technologie kommt, wenn die Energiewende gelingen soll. Ist das nicht ein alter Hut?
Sebastian Zwickl-Bernhard: Ja, aber das Spannende an dieser Publikation ist das Zusammendenken zwischen Material- und Erdgasabhängigkeiten. Das ist kein alter Hut. Begibt man sich mit neuen, nachhaltigen Technologien in neue Abhängigkeiten? Muss man die Technik dafür genauso importieren wie zuvor das Erdöl? Bei Letzterem sieht man die Abhängigkeit viel klarer. Diese zwei Aspekte im Energiesystem gemeinsam zu modellieren ist noch nicht passiert – und das haben wir gemacht.

Wieso hatte man da bisher so einen blinden Fleck?
Gute Frage. Mein Eindruck ist, dass sich bislang keine Disziplin eindeutig für diese integrierte Perspektive zuständig fühlt. Bisher war die Forschung stark entlang einzelner Sektoren oder Technologien organisiert – entweder Energieerzeugung, Netze oder einzelne Komponenten. Die Verbindung von Energiepreisen, Energiesystemen und Materialabhängigkeiten wurde dabei selten gemeinsam betrachtet, obwohl diese Ebenen heute zunehmend eng miteinander verknüpft sind. Mit der fortschreitenden Sektorkopplung verändert sich das grundlegend: Entwicklungen auf den Gas- oder Rohstoffmärkten wirken sich unmittelbar auf Strompreise und damit auf Haushalte und Unternehmen aus. Diese zunehmende Vernetzung der Systeme stellt auch die Forschung vor neue Herausforderungen. An der TU Wien beschäftigen wir uns seit Langem mit Stromerzeugung, Netzen und den zugrunde liegenden Materialien. Damit gab es immer schon Schnittstellen zwischen technischer und ökonomischer Analyse. Heute gehen wir jedoch einen Schritt weiter: Durch die Elektrifizierung des Energiesystems entsteht eine integrierende Perspektive, Elektrotechnik wirkt als verbindendes Fundament zwischen den Sektoren. So wird es möglich, Energie-, Infrastruktur- und Materialsysteme gemeinsam zu analysieren.

Wie sind Sie darauf gekommen?
Das hatte persönliche Gründe. Einer der wichtigsten Aspekte in der wissenschaftlichen Karriere ist, Unabhängigkeit vom Betreuer oder der Betreuerin zu zeigen. Ich war drei Jahre lang Postdoc und habe mich schlicht und ergreifend gefragt: Womit gelingt mir das? Und zu diesem Thema gab es nichts.

Es ging Ihnen also nicht nur inhaltlich um Unabhängigkeit, sondern auch um Ihre eigene.
Absolut. Ich bin auch in Norwegen tätig und habe gesehen, die Nordics (nordische Länder, Anm.) sind uns fünf bis sieben Jahre voraus. Dort gibt es Ausschreibungen zu diesem Thema. Das kommt natürlich auch daher, dass sie dort mehr Ressourcen, mehr Minen-Potenziale haben. Es gibt Lithium- und Seltene-Erden-Vorkommen. Da gibt es auch bei den Technologien mehr Expertise. Bei uns ist u.a. der Automotive-Bereich traditionell stark. Und die Industrie lenkt deutlich, was die Forschung macht.

Und wie geht man das Thema in China an?
Da gibt es alleine rund 35 Universitäten, die sich mit Seltenen Erden befassen. Die gibt es auch noch nicht seit vielen Dekaden oder so. Man hat sie so positioniert und gesagt, das ist wichtig. Aber den umfassenden Zugang hat auch da kaum jemand. Da sind wir an der TU Wien tatsächlich an vorderster Front.

Sie haben in Ihren Forschungen insgesamt 243 Zukunftsszenarien berechnet. Warum so viele?
Diese Anzahl scheint vielleicht unüblich, weil nicht wie sonst oft an einer Hand abzählbar. Der Grund sind die Rohstoffpreise. Wir haben keine Werkzeuge, die uns verraten: Was kostet Lithium 2032? Was kostet Kupfer 2028? Das führt dazu, dass man einen so breiten Fächer an Materialpreisen und damit an Szenarien hat. Und: Die Zukunft unserer Energiesysteme lässt sich nur abschätzen, wenn man nicht nur Kilowattstunden zählt, sondern auch ein ganzes Netz von Effekten im Blick behält – von den Materialkosten über die Produktion bis hin zum Recycling und der Wiederaufbereitung.

Was kam dabei zum Beispiel heraus?
Im Bereich Photovoltaik zeigten sich sehr stabile Ergebnisse. Wir kamen zu dem Schluss, dass eine europäische PV-Herstellungskapazität möglich ist, die uns erlaubt, bis 2040 insgesamt 200 Gigawatt an PV-Leistung aus europäischer Herstellung zu installieren. Dazu kommen noch ungefähr 50 Gigawatt aus Recycling: Alte PV-Anlagen werden vermehrt als Rohstoffquellen für neue Module genutzt.

Das sind gute Nachrichten für Europa. Gab es auch Überraschungen?
Wir hatten etwa erwartet, dass der Gasverbrauch deutlich mehr ansteigt, durch den Kohleausstieg um 2030 – die Kohle muss ja ersetzt werden. Und wenn 40 Prozent der Solarmodule künftig aus Europa kommen sollen, führt auch das zu einem deutlichen Anstieg im Gasverbrauch. Doch der Anstieg war moderat.

Die 40 Prozent beziehen sich auf den „Net-Zero Industry Act“ der Europäischen Union. Demnach müssen bis 2030 mindestens 40 Prozent des Bedarfs an jährlich zugebauter Technologie wie Solarmodule, Windkraftkomponenten oder auch Batterien innerhalb der EU hergestellt werden. Ist das realistisch? Und: Reicht das aus?
Es ist ein guter Start, aber es gibt noch sehr viel Unsicherheit. Es besteht die Gefahr, dass man die Abhängigkeit entlang der Versorgungskette nur eine Stufe nach hinten verschiebt, also von der fertigen Technologie zu den Komponenten. Daher muss man es gemeinsam denken bis zu den Materialien und deren Gewinnung. Für Solarmodule kann es sich ausgehen. Langfristig muss es darum gehen, die Materialien, die wir nicht in Europa gewinnen können, zumindest im System zu halten. Der „Net-Zero Industry Act“ ist wichtig. Davor gab es die Frage, woher wir die Technologien eigentlich kriegen, gar nicht.

Welche Hürden gilt es künftig für die Energiewende zu überwinden?
Man muss die Betreiber von großen Solarmodul- oder Windkraftparks mit der Expertise für das Auseinandernehmen der Komponenten und die Materialrückgewinnung zusammenbringen. Bisher baut sie jemand, sie werden geliefert und installiert. Und am Ende wird auf eine Deponie geworfen. Jetzt müssen wir den Weg wieder zurückgehen. Aber wohin? Wer hat die Expertise, Teile wieder auseinanderzunehmen? Für Windenergie ist das aufwendiger: Wenn einzelne Komponenten hundert Meter lang sind, braucht man eine Halle, die zumindest so groß ist. Eine Rücknahmeverpflichtung wäre eine Möglichkeit. Für Batterien gibt es zum Beispiel den Ansatz eines digitalen Passes, also dass man feststellt: Welche Materialien sind drinnen? Wie wurde sie gebaut? So kann man sie später wieder auseinandernehmen.

Was ist da das Wichtigste, das passieren müsste?
Dass wir die Ziele, die wir auf EU-Ebene etwa zu Solar- und Windenergie haben, systematisch und konsequent auf Länderebene und damit auch in Österreich und in den Bundesländern umsetzen. Das muss rasch gelingen, denn Strompreise treffen uns alle unmittelbar ohne Schutzschild. Lokale Potenziale sind der Hebel zu günstigen Energiepreisen und mehr Eigenversorgung. Es darf uns jetzt nicht passieren, dass wir uns mit uns selbst zu lange beschäftigen und uns dabei verzetteln: Die Umsetzung muss noch schneller und noch breiter passieren als bisher.

Sind wir hierzulande nicht zu teuer?
Unsere Daten zeigen: Auch wenn wir Produktionskapazitäten in Europa aufbauen, die etwas höhere Preise verursachen, als man vermeintlich für günstige Importe bezahlen müsste, kommt es zu keiner substanziellen Verzögerung des Ausstiegs aus fossilen Brennstoffen. Die Angst, dass wir dadurch dann länger als geplant Flüssiggas importieren müssten, ist unbegründet.

Wie realistisch ist es, irgendwann völlige Unabhängigkeit zu erreichen?
Je mehr Erneuerbare nicht über fossile Abhängigkeiten im System sind, desto mehr gewinnt man natürlich Autarkie. Ob man es zu 100 Prozent schaffen kann, alle Materialien für diese grünen Technologien zu haben, bezweifle ich. Es muss auch nicht unser Ziel sein. Was wir brauchen, auch im Vergleich zu vielen anderen Regionen, sind kompetitive Energie- und Strompreise. Mit den Erneuerbaren geht der Strompreis hinunter.

Was passiert mit den Forschungsergebnissen? Die sind ja sehr relevant für die Praxis. Gehen die auch an die Politik?
Wir haben versucht, unsere medialen Kanäle bestmöglich zu nutzen. Man präsentiert sie auch der Scientific Community auf Konferenzen. Inwieweit die Ergebnisse auch bei den Regierungen ankommen, kann ich nicht sagen. Meine Aufgabe als Wissenschaftler ist es, faktenbasierte Informationen zusammenzutragen und diese zugänglich zu machen.

In Ihrer Dissertation haben Sie sich mit der Rolle von Erdgasnetzen in der Energiewende, insbesondere mit der Umnutzung für den Transport von Wasserstoff und Biomethan, befasst. Was kam dabei – kurz gefasst – heraus?
In Österreich haben wir im Moment sehr viel Erdgasversorgung und daher ein sehr großes Erdgasnetz. Wir wünschen uns, diese Erdgasabhängigkeit zu reduzieren, auch durch grüne Gase wie Biomethan. Das Problem dabei ist, dass deren Erzeugung sehr dezentral verteilt ist. Es bräuchte viel Verästelung für kleine Mengen. Und die Kosten hängen grob gesagt mit der Länge der Leitungen zusammen. Es geht also eher um regionale Lösungen: Wo könnte eine regionale Erzeugung von Biomethan lokal gut wiederverwendet werden? Sinnvoll erscheinen daher eher kleine Hubs – die geografisch möglichst effizient Erzeugung und Verbrauch verbinden.

Wie geht es einem, wenn man weiß, wo es zwickt, und zugleich ständig Nachrichten zur Energiewende und den Schwierigkeiten bei der Umsetzung hört?
Das ist schon sehr schwierig. Ich lese daher kaum Zeitungen und höre nur einmal am Tag Radio, um mich zu informieren, was passiert. Das Thema beschäftigt mich tagtäglich in meinem Job so sehr, dass ich es nicht auch noch am Abend in den Nachrichten sehen möchte.

Wie stark nutzen Sie selbst nachhaltige Technologien?
So gut es geht. Ich wohne in Wien in einer Wohnung. Das beschränkt die Möglichkeiten. Ich habe keinen Balkon für eine Solaranlage. Wir haben eine Gasetagenheizung im Haus; ich hoffe, dass wir 2027 einen Fernwämeanschluss kriegen. Aber ich fahre kein Auto, gehe sehr gerne zu Fuß und fahre alles mit dem Fahrrad, was geht – bei jedem Wetter.

Zur Person: Sebastian Zwickl-Bernhard (31) leitet das Team „From Minerals to Megawatts“ am Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe der TU Wien. Derzeit fokussiert man dort auf Lieferketten für saubere Technologien. 2026 wurde der Elektrotechniker zudem an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie zum Assoziierten Professor ernannt.

von Alice Senarclens de Grancy

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