Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat eine Künstliche Intelligenz berechnen lassen, wie viele Dächer weltweit für Photovoltaikanlagen geeignet sind. Ihre Analyse zeigt, dass sich der Stromhunger der Erde komplett mit Solardachanlagen decken ließe.
Von Michael Förtsch
Die Sonne beliefert die Erde zuverlässig mit kostenfreier Energie. Daher gehört Photovoltaik neben Wind- und Wasserkraft zu den wichtigsten erneuerbaren Energien – und mit zu den saubersten Methoden, um Strom zu erzeugen. Laut dem Umweltbundesamt verursacht die Produktion einer Kilowattstunde an Photovoltaikstrom durchschnittlich 40 Gramm Kohlenstoffdioxid. Mit modernen Solarzellen sinkt der Wert laut dem Fraunhofer ISE sogar auf 20 Gramm. Zum Vergleich: Eine Kilowattstunde an Strom mittels Braunkohle zu erzeugen, verursacht hingegen bis zu einem Kilogramm an CO2. Dennoch bleibt das Potential der Sonnenenergie vielfach ungenutzt. In welcher Dimension, das zeigt jetzt eine Studie des Imperial College London.
Ein Forscherteam der britischen Bildungseinrichtung hat gemeinsam mit Wissenschaftlern aus den USA, Indien und Irland eine Erhebung durchgeführt, für die die weltweit verfügbaren Dachflächen ermittelt wurden, die für die Gewinnung von Strom mittels Photovoltaikanlagen geeignet wären. Dafür hat die Gruppe eine Künstliche Intelligenz darauf trainiert, auf Satellitenaufnahmen die Flächen von Dächern zu erkennen. Insgesamt soll das Computersystem Luftbilder analysiert haben, die 130 Millionen Quadratkilometer auf dem Festland der Erde abdecken.
Durch die Künstliche Intelligenz sind laut der Untersuchung 200.000 Quadratkilometer an passenden Dächern gefunden worden – das entspricht 78 Mal der Fläche des Saarlands, die für die solare Nutzung geeignet wären. In einem weiteren Schritt wurden die Bereiche identifiziert, die eine besonders effektive Nutzung für Sonnenenergie erlauben. Die Autoren schreiben in der im Fachmagazin Nature veröffentlichten Abhandlung, dass alleine mit den identifizierten Dachflächen pro Jahr 27 Petawattstunden – das sind 27 Billionen Kilowattstunden – an Strom erzeugt werden könnten.
Der weltweite jährliche Stromverbrauch durch Privathaushalte betrug 2019 rund 6 Petawattstunden. Der jährliche Gesamtstromverbrauch der Menschheit lag 2018 je nach Erhebung zwischen 23,3 Petawattstunden und 24,7 Petawattstunden – davon kommen bislang noch immer über 60 Prozent aus fossilen Energien.
Das Aufdachpotential nutzen
Laut den Studienautoren besteht ein gigantisches Potential, mit Photovoltaikanlagen die Wende zur sauberen Energien zu beschleunigen. Insbesondere Indien und Regionen von China hat das Team als sogenannte Hot Spots ausgemacht, „wo Investitionen in Solaranlagen auf Dächern die größten Auswirkungen auf den Klimawandel und die Umwelt haben könnten“. Aber auch mehrere breite Areale in Europa, Nordamerika und anderen asiatischen Ländern wären prädestiniert, um das sogenannte Aufdachpotential zu nutzen.
In einer auf Deutschland fokussierten Studie hatte das Beratungsunternehmen Ecofys kalkuliert, dass alleine in Deutschlands größten Städten rund 2.344 Quadratkilometer an Dachfläche für eine solare Nutzung geeignet wären. Die Wissenschaftler hoffen, dass die neue Studie und die zugehörigen Daten sowohl Regierungen als auch Umweltschutzorganisationen und Privatunternehmen helfen, die Nutzung und Förderung von Photovoltaik gezielt voranzutreiben.
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Die Studie hat auch im Zuge aktueller Debatten und Kontroversen eine Relevanz. Denn in Teilen Nordamerikas, Chinas aber auch in Deutschland werden von großen Stromunternehmen und Investoren weitläufige Areale aufgekauft oder gepachtet, um gigantische Solarparks aufzubauen. In Teilen auch dort, wo Bauland für Häuser oder Ackerflächen rar wird. Eine Förderung von kleineren, verteilten und damit dezentraleren Solarkraftwerken – oder eben Dachanlagen – ist nach der Einschätzung von Energieexperten und Forschern eine nachhaltigere Option und essentiell, um in einem auf erneuerbaren Energien basierten Stromnetz eine ausfallsichere Energieversorgung zu gewährleisten.
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