Geothermie-Großprojekte im ländlich-peripheren Kenia: Chancen und Herausforderungen zwischen Stromerzeugung für den nationalen Markt und regionaler Entwicklung durch direct use
Der zunehmende Einsatz erneuerbarer Energien geht mit einer grundlegenden Transformation bestehender Energiesysteme einher. Die damit verbundenen Umstrukturierungen an den Kraftwerkstandorten sind häufig konflikthaft, bergen aber auch Chancen für die Regionalentwicklung vor Ort. Dies gilt nicht nur für Deutschland, sondern auch in Kenia und allgemeiner Subsahara-Afrika. Besonders spannend sind in dieser Region aktuell Geothermie-Großprojekte, da sie neben der Stromerzeugung für das nationale Netz auch Möglichkeiten der direkten Nutzung (direct use) von Dampf bzw. heißem Wasser vor Ort bieten. Ein wichtiges Pionierland dafür ist Island, wo außer Gebäudeheizungen auch gewerbliche Prozesse mit geothermischer Wärme bzw. Dampf betrieben werden. Hierzu gehören neben Gemüseanbau in Gewächshäusern und Fischzucht in Aquakulturteichen die Produktion von Bier, Speiseeis und Algen sowie weitere gewerbliche Prozesse.
Für Kenia ist Island ein wichtiges Referenzland, da viele kenianische Geothermie-Expert:innen dort aus- und weitergebildet werden. Tatsächlich werden in Kenia bereits verschiedene Formen direkter geothermischer Nutzung erprobt. Neben dem bereits länger etablierten Blumenanbau und einem Spa sind dies Pilotprojekte mit Milch-Pasteurisierung, Gemüseanbau in Gewächshäusern, einer Wäscherei, Aquakulturteichen und Getreidetrocknung. Diese sowie weitere angedachte Nutzungen könnten insbesondere für Kenias ländlich-peripheren Norden, wo in großem Maßstab geothermische Ressourcen erschlossen werden (sollen), Chancen zur wirtschaftlichen Entwicklung bieten. Bisher sind dort viele Haushalte nicht ans nationale Stromnetz angeschlossen, und außerhalb der wenigen Städte leben die Menschen oft von mobiler Viehhaltung, ergänzt durch marginalen Ackerbau. Vor diesem Hintergrund und mit Fokus auf die Entwicklung der kenianischen Stromerzeugung und Geothermie-Projekte in Menengai und Baringo-Silali diskutiert der Beitrag die sich daraus ergebenden Chancen und Herausforderungen für die lokale wirtschaftliche Entwicklung.
Einführung
Die Umstellung der Energiesysteme von fossilen auf erneuerbare Energien ist in den letzten Jahren weltweit vorangeschritten. Dabei spielen Großprojekte der erneuerbaren Stromerzeugung (EE), also Projekte mit Kapazitäten im Megawatt-Bereich (i. F. EE-Großprojekte), eine immer wichtigere Rolle, und zwar nicht nur im Globalen Norden, sondern auch im Globalen Süden. Dort geht es meist nicht darum, fossile Kraftwerke zu ersetzen, sondern einen Beitrag zur Elektrifizierung zu leisten. Insbesondere in ländlich-peripheren Regionen Afrikas sind viele Haushalte bisher nicht an nationale Stromnetze angeschlossen; gleichzeitig wird ein Großteil der neuen Erneuerbare-Energien-Kraftwerke hier errichtet. Dies wirft die Frage auf, in welcher Weise die Menschen an den Kraftwerkstandorten von diesen Projekten profitieren bzw. inwiefern ihnen dadurch Nachteile entstehen.
Während Chancen und Herausforderungen durch EE-Großprojekte im Globalen Norden bereits Gegenstand zahlreicher Publikationen sind, gilt dies für EE-Projekte im Globalen Süden nur teilweise. Insbesondere zu großen Wasserkraftprojekten gibt es eine breite sozialwissenschaftliche Literatur, und auch große Windparks sind seit einigen Jahren verstärkt untersucht worden. Dagegen standen Geothermie-Großprojekte bisher weniger im Fokus der sozialwissenschaftlichen Forschung.
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Geothermische Stromerzeugung hat weltweit bisher zwar noch eine geringe Bedeutung (Abb. 1), verzeichnet aber v. a. im ostafrikanischen Grabenbruch (i. F. Rift-Valley) eine sehr dynamische Entwicklung (IRENA 2020). Neben ihrem Beitrag zum Ausbau der Stromversorgung bietet die Geothermie auch durch die sogenannte direkte Nutzung (direct use) der Erdwärme Chancen zur wirtschaftlichen Entwicklung vor Ort (Lomeri und Rotich 2014; Ogola et al. 2011, 2012). Damit unterscheidet sie sich von den erneuerbaren Energien Wasser, Wind und Photovoltaik, wo eine direkte Umwandlung der Primärenergie in Strom stattfindet und direkte Nutzungen keine oder eine sehr geringe Rolle spielen (z. B. Wind- oder Wassermühlen).
Abb. 1
Weltweite Stromerzeugung aus Geothermie, Photovoltaik, Wind- und Wasserkraft in TWh und Anteil an der Gesamtstromerzeugung in Prozent, 1990–2019. (Datenquelle: IEA 2021; eigene Darstellung)
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Im Folgenden wird ausgehend von Überlegungen zu EE-Großprojekten im Globalen Süden und den Besonderheiten der Geothermie eine Fallstudie zur Geothermie-Entwicklung im ländlich-peripheren Norden Kenias vorgestellt. Der Beitrag basiert auf einer gründlichen Literaturrecherche sowie auf mehreren Ortsbegehungen und zahlreichen Expertengesprächen mit Unternehmens‑, Regierungs- und NGO-Vertreter:innen in Kenia (2017–2022) und Island (2021).
Großprojekte der erneuerbaren Stromerzeugung in ländlich-peripheren Regionen des Globalen Südens
Im Globalen Süden haben erneuerbare Energien nicht nur für die Stromerzeugung schon immer eine große Bedeutung. Neben der Nutzung von Biomasse zum Kochen und Heizen sind v. a. große Wasserkraftwerke bzw. Staudammprojekte zu nennen, die seit den 1960er-Jahren einen wesentlichen Beitrag zur Elektrifizierung geleistet haben. Auch wenn zurzeit noch einige Megaprojekte realisiert werden, stößt die weitere Entwicklung und Nutzung der Wasserkraft inzwischen an Grenzen. Dies liegt zum einen daran, dass viele wirtschaftlich nutzbare Potenziale bereits erschlossen wurden, und zum anderen beeinträchtigen Dürren und saisonaler Wassermangel, gerade im vom Klimawandel besonders betroffenen Globalen Süden, den Betrieb. Starke Zuwächse sind dagegen bei Wind- und Solarparks zu verzeichnen, während geothermische Kraftwerke bisher eine deutlich geringere Rolle spielen (Abb. 1).
Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft
Großprojekte der erneuerbaren Stromerzeugung, insbesondere die in diesem Abschnitt im Vordergrund stehenden Wasser‑, Wind- und Geothermie-Kraftwerke, haben erhebliche Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft, v. a. in ländlich-peripheren Regionen des Globalen Südens. Bau und Betrieb von EE-Großkraftwerken gehen hier mit gravierenden Eingriffen in Natur und Landschaft einher, die notwendig sind, um Standorte zu erschließen und den Kraftwerksbetrieb zu ermöglichen. Insbesondere die großskalige Wasserkraft führt durch Staudämme und Überflutung zur Neuordnung ganzer Regionen. Aber auch Windparks und Geothermie-Kraftwerke gehen mit Eingriffen in die Landschaft sowie Emissionen einher (Lärm, im Falle von Geothermie auch Luft- und Wasserverunreinigungen; Shortall et al. 2015), die Umsiedlungen notwendig machen und die Lebensgrundlagen der bisher ansässigen Menschen beeinträchtigen oder sogar zerstören.
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Als positive Wirkungen an den Kraftwerkstandorten können die entstehenden Arbeitsplätze und die Dienstleistungsnachfrage genannt werden, die jedoch größtenteils auf die mehrjährige Explorations‑, Planungs- und Bauphase beschränkt sind. Die lokale Bevölkerung in ländlich-peripheren Regionen kann allerdings die meisten qualifizierteren Tätigkeiten nicht ausüben und ist v. a. im Straßenbau, bei Wachdiensten und im Versorgungswesen (Catering, Unterkünfte) tätig. Gleichzeitig ziehen qualifiziert(er)e Arbeitskräfte von auswärts in die Region, die das soziale Gefüge vor Ort verändern. Mögliche damit verbundene Konflikte, die z. B. am Lake-Turkana-Windpark im Norden Kenias beobachtet wurden, können durch eine steigende Nachfrage nach Alkoholkonsum, Prostitution und Glücksspiel sowie wachsende soziale und ethnische Disparitäten entstehen (Danwatch 2016). Nach Fertigstellung der Anlagen und Infrastrukturen verlassen zwar viele der auswärtigen Arbeitskräfte die Region wieder, aber die temporäre Zuwanderung hat die lokale Gesellschaft meist dauerhaft verändert.
In der langen Betriebsphase eines Kraftwerks werden an dessen Standort überwiegend technisch anspruchsvolle Leistungen nachgefragt. Da diese meist nicht durch die lokale Bevölkerung erbracht werden können, kommt das im Vergleich zur Explorations‑, Planungs- und Bauphase deutlich reduzierte Personal für den Betrieb überwiegend von auswärts. Damit verbleiben der lokalen Bevölkerung langfristig v. a. die negativen Wirkungen wie eine stark veränderte Landschaft, die frühere Nutzungen erschwert oder unmöglich macht, sowie aus vorherigen Phasen resultierende soziale Veränderungen und Konflikte. Selbst der Auf- oder Ausbau einer lokalen Stromversorgung ist nicht immer automatisch eine Folge des Kraftwerkbaus, da diese in liberalisierten Strommärkten nicht Aufgabe der Stromerzeuger und Projektentwickler ist. Je nach gesetzlicher Regelung oder Unternehmensphilosophie können zwar Kompensationsmaßnahmen einen Beitrag zur Verbesserung der Lebensbedingungen bzw. zum Ausgleich der erlittenen Nachteile leisten, diese haben allerdings bei Wasser‑, Wind- und Photovoltaik-Kraftwerken in der Regel keinen direkten Bezug zur Stromerzeugung bzw. Energienutzung. Durch verschiedene Formen der direkten Nutzung von Dampf und heißem Wasser bietet die Geothermie hingegen besondere Chancen.
Stromerzeugung aus Geothermie: Besonderheiten und direkte Nutzung
Bei der Stromerzeugung aus Geothermie wird relativ nah, also „nur“ mehrere tausend Meter unter der Erdoberfläche verfügbare Hitze als heißes (Thermal‑)Wasser oder Dampf an die Erdoberfläche geholt und – ähnlich wie bei einem fossilen Kraftwerk – für den Antrieb von Turbinen genutzt. Gunsträume für die geothermische Stromerzeugung liegen überwiegend in geologisch aktiven Regionen, meist an den Rändern geotektonischer Platten, wo in vergleichsweise geringen Tiefen sehr hohe Temperaturen auftreten. Das ostafrikanische Rift-Valley ist ein solcher Gunstraum, der bisher nur ansatzweise für die Stromerzeugung erschlossen ist und mehrere Länder umfasst (IRENA 2020). Weitere Gunsträume, in denen die Geothermie bereits für die Stromerzeugung eingesetzt wird, liegen in Island, Italien und der Türkei sowie in Indonesien, den Philippinen, Mittelamerika, den USA und Neuseeland (Brown et al. 2013; Fridleifsson 2001; IEA 2020).
Zur Stromerzeugung aus Erdwärme sind neben Bohrungen Pipelines zum Transport des Dampfs bzw. heißen Wassers an die Kraftwerksstandorte erforderlich (Abb. 2). Als unterstützende Infrastrukturen sind außerdem Straßen, Stromleitungen, Anlagen zur Speicherung und ggf. Behandlung bzw. (Re‑)Injektion des mit Metallverbindungen und/oder radioaktiv belasteten Thermalwasser(rest)s in die Erde notwendig (Fridleifsson 2001; Shortall et al. 2015). In der Summe verändern diese Anlagen Landschaften deutlich und großflächig. Das Pipelinenetz sowie Lärm, Schwefel- und andere Emissionen stellen eine Einschränkung für bestimmte Nutzungen wie mobile Viehwirtschaft oder Siedlungen in unmittelbarer Nähe dar. Daher kann es auch bei Geothermie-Großprojekten zu Umsiedlungen und damit verbunden – wie das Beispiel Olkaria im Süden Kenias zeigt – vielfältigen Konflikten kommen (Hughes und Rogei 2020; Koissaba 2018). Unabhängig von diesen Problemen und Herausforderungen bieten Geothermie-Projekte aber auch geothermiespezifische Chancen durch die Vor-Ort-Nutzung von heißem Wasser bzw. Dampf für gewerbliche Nutzungen, die im Folgenden am Beispiel der (geplanten) Entwicklungen im ländlich-peripheren Kenia dargestellt werden.
Abb. 2
Geothermisches Kraftwerk in Olkaria bei Naivasha in Kenia. (Foto: Britta Klagge, Februar 2017)
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Fallstudie zur Geothermie-Entwicklung in Baringo-Silali in Kenia
Geothermische Stromerzeugung in Kenia: geographische und institutionelle Bedingungen
Kenia mit seinen rund 50 Mio. Einwohner:innen gehört zu den aufstrebenden Ökonomien in Sub-Sahara-Afrika. Nichtsdestotrotz sind die regionalen Disparitäten groß, v. a. zwischen den dichtbesiedelten wirtschaftlichen Zentren Nairobi und Mombasa im Süden und einem historisch benachteiligten und überwiegend ländlich-peripher geprägten Norden. Die Disparitäten der Wirtschaftsentwicklung spiegeln sich in der Struktur der Stromversorgung wider (Greiner und Klagge 2021). Während weite Teile des Südens an die Stromversorgung über das nationale Netz angeschlossen sind, ist dies für den überwiegenden Teil des Nordens nicht der Fall (Abb. 3). Kleinere Siedlungen werden dort teilweise über lokale Inselnetze (minigrids) versorgt, in denen mit Dieselgeneratoren oder PV-Anlagen Strom erzeugt wird; andere Haushalte, v. a. jene in Einzellage, versorgen sich über Solar-Heim-Systeme oder haben gar keinen Stromzugang (MoE 2018).
Abb. 3
Karte von Kenia mit geothermischen (Potenzial‑)Gebieten und nationalem Stromnetz. (Eigene Darstellung auf Basis von Klagge et al. (2020, S. 288) und MoE (2018, S. 29))
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Die Stromerzeugung für das nationale Netz wurde lange von der Wasserkraft dominiert; daneben spielte die fossile Stromversorgung mit Dieselgeneratoren v. a. in Jahren des Wassermangels ebenfalls eine wichtige Rolle. Seit den 1980er-Jahren wird außerdem die geothermische Stromerzeugung sukzessive ausgebaut und macht inzwischen fast die Hälfte des ins Netz eingespeisten Stroms aus (Abb. 4). Hierfür waren bisher insbesondere die Entwicklungen im Raum Naivasha im südlichen kenianischen Rift-Valley verantwortlich, wo sich am Geothermie-Standort Olkaria parallel auch eine exportorientierte Blumenindustrie entwickelt hat, die teilweise die geothermische Wärme direkt nutzt.
Abb. 4
Netzgebundene Stromerzeugung nach Energieträgern in Kenia, 1990–2019. (Datenquelle: IEA 2021; eigene Darstellung)
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Mit dem Ziel, Kenia wirtschaftlich voranzubringen und industriell zu entwickeln, wird seit einigen Jahren massiv in den Ausbau der Stromerzeugung und des nationalen Stromnetzes investiert (MoE 2018). Dabei setzt die Regierung insbesondere auf die großskalige Geothermie. Hierzu hat sie im Jahr 2008 die Geothermal Development Corporation (GDC) als staatliche Gesellschaft gegründet, die die Exploration geothermischer Ressourcen an nördlicher gelegenen Standorten im kenianischen Rift-Valley vorantreiben und im Erfolgsfall das heiße Wasser bzw. den Dampf an Stromerzeuger bzw. direkte Nutzer verkaufen soll. Zusätzlich zu den erforderlichen technischen und infrastrukturellen Maßnahmen gehört es auch zu den Aufgaben von GDC, die Bevölkerung vor Ort in den Planungsprozess einzubinden und Akzeptanz für die geplanten Maßnahmen zu schaffen.
Der wichtigste Standort der aktuellen (Neu‑)Entwicklung ist neben Menengai nahe der Stadt Nakuru der noch weiter nördlich gelegene Baringo-Silali-Block (Abb. 3 und 5). Das geschätzte Potenzial von 3000 MW in Baringo-Silali (Menengai: 1600 MW) ist insbesondere im Vergleich zur bestehenden Stromerzeugungskapazität von etwa 900 MW am etablierten Standort Olkaria immens (Greiner und Klagge 2021; IRENA 2020). Allerdings war Baringo bis vor einigen Jahren kaum infrastrukturell erschlossen, und viele Menschen leben dort überwiegend von der mobilen Viehhaltung, oft ergänzt durch marginalen Ackerbau (Abb. 5b). Weitere kleinere Einkommensquellen sind der Tourismus sowie die Aloe- und Honig-Produktion (Ogola et al. 2011, 2012). Die geothermischen Ressourcen wurden, abgesehen von einem Spa in Bogoria, bisher nicht gewerblich genutzt, sondern nur für religiöse und kulturelle Zwecke, außerdem in sehr geringem Umfang als Wasserversorgung sowie zum Baden und Reinigen (Ogola et al. 2012).
Abb. 5
Eindrücke aus dem geothermischen Gebiet Baringo-Silali: a Geothermische Bohrung in Paka, b typische Wohnstätte in Einzellage, c neue Erschließungsstraße mit Ziegenherde, d Wassertanks und -leitungen der neu eingerichteten Wasserversorgung. (Fotos: Britta Klagge, a + d: März 2019, b + c: Februar 2017)
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Seit 2014 wurden in Baringo-Silali nicht nur Straßen (Abb. 5c) und eine für die Geothermie-Bohrungen erforderliche Wasserversorgung aufgebaut (Abb. 5d), sondern im Rahmen von gesetzlich vorgeschriebenen Umwelt- und Sozialverträglichkeitsprüfungen auch verschiedene Formen der Beteiligung der lokalen Bevölkerung genutzt und Unterstützungsmaßnahmen umgesetzt (Klagge et al. 2020). So stellt GDC zwar keinen – ohnehin bisher von vielen nicht nachgefragten – Anschluss an das Stromnetz zur Verfügung, richtete aber eine rudimentäre Wasserversorgung für Mensch und Vieh ein und finanzierte diverse weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Bildungs- und Gesundheitsinfrastruktur. Als langfristig am wichtigsten für die wirtschaftliche Entwicklung der Region könnten sich jedoch die angedachten Maßnahmen zur direkten Nutzung der geothermischen Wärme erweisen.
Vorbilder und Potenziale der direkten Nutzung
Geothermische Wärme wird in verschiedenen Ländern erfolgreich direkt genutzt (Fridleifsson 2001; Lund und Toth 2021). Ein wichtiges Pionierland mit vielfältigen Anwendungen ist Island, wo außer Gebäudeheizungen auch verschiedene gewerbliche Prozesse mit geothermischer Wärme bzw. Dampf betrieben werden. Hierzu gehören der Anbau von Tomaten, Gurken, Paprika und Kräutern in Gewächshäusern, die Bier- und Speiseeisherstellung, die Algenproduktion für medizinische und kosmetische Zwecke, der Betrieb von Fischfarmen, das Recycling von Kunststoffen, die Reinigung von Wäsche und Textilien sowie der Betrieb von Thermalbädern und Saunen.
Für Kenia stellt Island ein wichtiges Referenzland dar, da viele kenianische Geothermie-Expert:innen in Island aus- und weitergebildet werden. Dies geschieht im Rahmen des von der isländischen Regierung finanzierten Geothermal Training Programme, das als isländische Form der Entwicklungszusammenarbeit fungiert. Tatsächlich werden auch in Kenia verschiedene Formen der direkten geothermischen Nutzung erprobt. Neben dem bereits länger etablierten Blumenanbau in (nachts) geothermisch beheizten Gewächshäusern sowie einem kommerziellen Thermalbad in Naivasha gibt es in Menengai von GDC betriebene Pilotprojekte mit Milch-Pasteurisierung, Tomatenanbau in Gewächshäusern (Abb. 6a), einer Wäscherei (Abb. 6b), Aquakulturteichen (Abb. 6c) und der Trocknung von Getreide (Abb. 6d). Weitere für Kenias Norden angedachte Nutzungen betreffen den Tourismus, die Weiterverarbeitung von Milch, Gemüse und Fisch, die Aloe‑, Honig- und Bienenwachsproduktion sowie andere gewerbliche Aktivitäten, die außerdem einer Stromversorgung bedürfen (Ogola et al. 2011, 2012; Varet et al. 2014).
Abb. 6
Pilotprojekte zur direkten Nutzung geothermischer Wärme in Menengai: a Geothermische Bohrstelle mit Zelten für Fischzucht und Tomatenanbau, b Waschmaschine und Trockner, c beheizte Fischzuchtbecken, d Getreidetrocknungsanlage. (Fotos: Britta Klagge, März 2022)
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Mittelfristig ist insbesondere die Fleischverarbeitung und -konservierung ein vielversprechendes Feld im Norden Kenias, das insbesondere für die Viehwirtschaft in Baringo wirtschaftliche Entwicklungsmöglichkeiten bietet (Lomeri und Rotich 2014). Bisher wird das Vieh größtenteils lebendig verkauft und an marktnähere Standorte mit großen Schlacht- und Kühlhäusern transportiert, dort geschlachtet und verarbeitet (Ogola et al. 2012). Geothermische Wärme bzw. daraus produzierte Kälte könnten helfen, viehbasierte regionale Unternehmen (der Fleisch- und Lederindustrie) aufzubauen und gewerbliche Arbeitsplätze zu schaffen. Auch finanziell wäre dies günstig für die regionale Wertschöpfung, da die Vermarktung der Einzelprodukte deutlich lukrativer ist als der Verkauf lebendiger Tiere.
Fazit
Geothermie bietet, anders als Photovoltaik, Wasser- und Windkraft, neben der Stromerzeugung auch die Möglichkeit der großskaligen direkten Nutzung der Primärenergie, also des Dampfs bzw. heißen Wassers. In Kenias ländlich-peripherem Norden bietet direkte geothermische Nutzung Chancen, die dort dominierende Viehwirtschaft weiterzuentwickeln sowie neue Einkommensmöglichkeiten zu erschließen – und so die lokale Wirtschaft zu diversifizieren. Damit könnte insbesondere in Baringo mit seinen enormen geothermischen Ressourcen die Akzeptanz der geothermischen Stromerzeugung für das nationale Netz inklusive ihrer negativen Umwelt- und sozialen Folgen vor Ort verbessert werden. Ob, wie und mit welchen Folgen diese Chancen tatsächlich genutzt werden, bleibt angesichts der erst vor einigen Jahren begonnenen Exploration und Erschließung abzuwarten. Eine wichtige Frage ist, welche Rolle lokale Akteure dabei spielen sollen bzw. inwieweit solche Entwicklungen sogar von Dörfern oder lokalen Genossenschaften initiiert und gesteuert werden (können) (IRENA 2020; Varet et al. 2014). Aus geographischer Perspektive ist außerdem spannend zu untersuchen, inwiefern die Ideen und Anregungen zur direkten Nutzung aus Island kommen, wo viele der kenianischen Geothermie-Expert:innen aus- und weitergebildet werden.
Danksagung
Mein Dank gilt meinem Co-PI PD Dr. Clemens Greiner (Universität Köln) und unseren Doktoranden David Greven und Chigozie Nweke-Eze für spannende Diskussionen und gemeinsame Reisen sowie außerdem, last but not least, unseren Interviewpartner:innen in Kenia und Island, insbesondere Paul Lomeri.
Förderung
Der vorliegende Beitrag entstand im Rahmen des Forschungsprojekts „Energy Futures: Infrastructures and governance for renewable energies“, das im Rahmen des Sonderforschungsbereichs/Transregio 228 „Future Rural Africa“ von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird.
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Geothermie-Großprojekte im ländlich-peripheren Kenia: Chancen und Herausforderungen zwischen Stromerzeugung für den nationalen Markt und regionaler Entwicklung durch direct use
