Kohleverschmutzung als „verstecktes Hindernis“ für die Energiewende

Die Entwicklung der Solarenergie weltweit wird ausgerechnet durch das behindert, was sie eigentlich ersetzen soll – Kohlekraftwerke.

Die von diesen Kraftwerken verursachte Luftverschmutzung hat erhebliche Auswirkungen auf Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) – und zwar in einer Größenordnung von 111 Terawattstunden (TWh), wie eine neue Studie des britischen National Centre for Earth Observation (NCEO), der Universität Oxford, des University College London (UCL) und der Universität Leicester ergeben hat.

Eine unterschätzte Beziehung

Mithilfe einer Kombination aus Satellitenbeobachtungen, maschinellem Lernen und atmosphärischer Modellierung untersuchten die Forscher die bislang unterschätzte Wechselwirkung zwischen der Infrastruktur für fossile Brennstoffe und den Systemen für erneuerbare Energien.

Forscher haben weltweit über 140.000 Photovoltaikanlagen kartiert und geschätzt, wie sich Wolken und Aerosole auf die Stromerzeugung der einzelnen Anlagen auswirken.

Die Analyse ergab, dass die weltweite Solarstromerzeugung im Jahr 2023 um 5,8 % zurückging, was einem Stromverlust von rund 111 TWh entspricht – oder der jährlichen Stromerzeugung von etwa 18 mittelgroßen Kohlekraftwerken.

Die Studie zeigt, dass zwar die Solarstromkapazität weiterhin rasch wächst, die durch Kohlekraftwerke verursachte Umweltverschmutzung jedoch auch die Menge des erzeugten Solarstroms verringert.

„Wir beobachten weltweit eine rasante Ausweitung der erneuerbaren Energien, doch die Wirksamkeit dieser Energiewende ist geringer als oft angenommen. Da Kohle und Solarenergie parallel ausgebaut werden, verändern die Emissionen die Strahlungsbedingungen und beeinträchtigen damit direkt die Leistung der Solarstromerzeugung“, sagte Dr. Rui Song, Hauptautor der Studie von der Universität Oxford.

Die zwischen 2017 und 2023 installierten Photovoltaikanlagen trugen weltweit jährlich durchschnittlich 246,6 TWh zur Stromerzeugung bei. Im gleichen Zeitraum beliefen sich die durch Aerosole bedingten Verluste bei bestehenden Solaranlagen auf durchschnittlich 74,0 TWh pro Jahr, was bedeutet, dass die durch Umweltverschmutzung bedingten Verluste fast ein Drittel der durch neu installierte Solarkapazitäten erzielten Zuwächse zunichte machten.

Globale Auswirkungen

In China, wo Kohlekraftwerke und Solarkraftwerke oft geografisch nahe beieinander liegen, waren die Auswirkungen besonders stark. Im Jahr 2023 erzeugte das Land 793,5 TWh Solarstrom – rund 41,5 % der weltweiten Gesamtmenge.

Allerdings verzeichnete die Region laut Schätzungen der Studie mit rund 7,7 % auch den stärksten aerosolbedingten Rückgang bei der Solarstromerzeugung. Rund 29 % davon sind direkt auf Emissionen aus Kohlekraftwerken zurückzuführen.

China war zudem die einzige größere Region, in der die durch Aerosole bedingten Solareinbußen im letzten Jahrzehnt nachhaltig zurückgingen; Forscher führen dies auf strengere Maßnahmen zur Bekämpfung der Luftverschmutzung und den Einsatz von Technologien mit extrem niedrigen Emissionen in Kohlekraftwerken zurück.

Die Studie legt nahe, dass der Erfolg der globalen Energiewende nicht allein anhand der installierten Leistung aus erneuerbaren Energien bewertet werden sollte; auch die Luftqualität, die Infrastruktur für fossile Brennstoffe und die Systeme für erneuerbare Energien müssen berücksichtigt werden.

Außerdem deutet dies darauf hin, dass die fortgesetzte Nutzung von Kohlekraft den Kosten für erneuerbare Energiesysteme zusätzliche versteckte Kosten verursachen könnte, da dadurch der Wirkungsgrad und die Leistung von Solaranlagen verringert werden.

Die Forscher weisen jedoch darauf hin, dass die Schätzungen wahrscheinlich eher konservativ ausfallen, da sie nur die direkten Auswirkungen von Aerosolen auf das Sonnenlicht berücksichtigen und die indirekten Auswirkungen durch Wechselwirkungen zwischen Aerosolen und Wolken nicht vollständig erfassen.

Quellenhinweis:

Coal plants persist as a large barrier to the global solar energy transition, Nature Sustainability, 2026. Song, R., et al.