Erneu­er­bare Energien

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In den letzten 150 Jahren ist der weltweite Energie­ver­brauch stark gewachsen. Seit Jahrzenten setzt man zur Energie­ge­win­nung auf Kernenergie und die Verbren­nung fossiler Brenn­stoffe wie Kohle, Gas und Erdöl. Diese fossile Energie­ge­win­nung trägt aller­dings durch hohen Kohlen­stoff­di­oxid (CO2)-Ausstoß maßgeb­lich zum Klima­wandel bei. Und, zusätz­lich zu den bei der Verbren­nung entste­henden Treib­haus­gasen, sind diese Energie­quellen endlich und regene­rieren sich nur sehr langsam. Das bedeutet, dass Kohle, Erdöl und Erdgas nach etwa 200 Jahren aufge­braucht sein werden. Deswegen ist die Nutzung und Förde­rung von erneu­er­baren Energien für die Steige­rung der Energie­ef­fi­zienz und eine nachhal­tige Energie­po­litik von höchster Priorität.

Erneu­er­bare Energien: Defini­tion

Energie­träger, die unbegrenzt zur Verfü­gung stehen und sich sehr schnell auf natür­liche Weise regene­rieren, werden als erneu­er­bare Energien oder auch regene­ra­tive Energien bezeichnet. Damit unter­scheiden sie sich von fossilen Energie­quellen, die sich sehr langsam regene­rieren und auf endliche Ressourcen zurück­greifen. Auch ein fossiler Energie­träger wie Erdöl wird prinzi­piell ständig neu gebildet, aber rund eine Million Mal langsamer, als wir Menschen es derzeit verbrau­chen.

Erneu­er­bare Energien: Arten und Beispiele

Zu den Arten der Energie­ge­win­nung, die auf unend­lich verfüg­bare Ressourcen zurück­greifen, zählen Solar­energie, Windenergie, Wasser­en­ergie, Bioen­ergie und Geothermie: Die Sonnen­strah­lung kann man auf unter­schied­liche Art direkt oder indirekt in nutzbare Energie, z.B. Strom (Photo­vol­taik) oder Wärme (Solar­thermie), umwan­deln. Windenergie, also die Energie sich bewegender Luftmassen, wird von den Rotor­blät­tern einer Windkraft­an­lage in Rotati­ons­en­ergie umgewan­delt, die zu elektri­scher Energie wird. Geothermie ist die in der Erde gespei­cherte Wärme, die durch Zerset­zungs- und Reibungs­pro­zesse im Inneren der Erde entsteht und sich immer wieder erneuert.

Die Energie dieser Erdwärme kann zum Heizen oder zur Strom­erzeu­gung genutzt werden. Bioen­ergie wird bei der Verbren­nung von Biomasse, also aus pflanz­li­chen (Holz, Mais, Raps) oder tieri­schen Abfall­stoffen, gewonnen. Bei der Gewin­nung von Wasser­en­ergie wird die Bewegungs­en­ergie des fließenden Wassers (z.B. in Staudämmen, Fließ­wäs­sern oder der Meeres­strö­mung) in Wasser­kraft­werken in elektri­sche Energie umgewan­delt. Sonne, Wasser, Wind, Biomasse und Erdwärme sind nicht nur unend­lich und regene­rativ, sondern auch viel energie­ef­fi­zi­enter als ihre fossilen Pendants. Das bedeutet, dass die Verluste, sowohl quanti­tativ als auch quali­tativ, die bei der Energie­ge­win­nung, ‑speiche­rung und dem ‑trans­port entstehen, um einiges geringer sind.

Erneu­er­bare Energien: Vor- und Nachteile

Vorteile von Erneu­er­baren Energien

Regene­ra­tive Energie­träger sind die zentrale Säule der Energie­wende. Durch ihre Nutzung hat sich die Energie­wirt­schaft gewan­delt: Statt Strom in Großkraft­werken zu produ­zieren, steigt die Erzeu­gung von Ökostrom in kleineren dezen­tralen Anlagen, die sich zu virtu­ellen Kraft­werken zusam­men­schließen.

Für erneu­er­bare Energien spricht:

  • Klima­schutz durch den vermin­derten Ausstoß von CO2: PV-Anlage: 29,2g CO2-Emission pro kWh / Stein­koh­le­kraft­werk: 750 — 1050g CO2-Emissionen pro kWh
  • Vergäng­lich­keit fossiler Energie­quellen
  • Für ressour­cen­arme Länder wie Deutsch­land optimal: Wegfall des Imports von fossilen Rohstoffen wodurch Abhän­gig­keiten von anderen Ländern geringer sowie verkürzte Trans­port­wege, da keinerlei Brenn­stoffe wie Kohle trans­por­tiert werden müssen und keine Gas-Pipelines notwendig sind
  • Kleinere Kraft­werke erleich­tern die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), da bei der Strom­erzeu­gung die Abwär­me­nut­zung kombi­niert wird. Großkraft­werke nutzen die Abwärme hingegen nicht.
  • Schaf­fung von Arbeits­plätzen durch die Instal­la­tion, Inbetrieb­nahme und Wartung von EE-Anlagen in der Region
  • Größerer Wettbe­werb am Energie­markt durch viele kleinere Anlagen
  • Überall auf der Welt vorhanden und nutzbar

Nachteile von Erneu­er­baren Energien

Die Nutzung erneu­er­barer Energien weist aller­dings auch Nachteile auf. Diese ergeben sich aus den situa­tiven Gegeben­heiten sowie dem Mangel an Fortschritt in der Strom­spei­cher­tech­no­logie:

  • Strom­erzeu­gung schwankt je nach Wetter­lage und Jahres­zeit: Keine rundum verläss­liche Energie­be­reit­stel­lung, Abhän­gig­keit von Wind, Sonne und Ort sowie hoher Platz­be­darf, was Flächen für Landwirt­schaft reduziert und Prognosen erschwert.
  • Bislang existieren keine ausrei­chenden Speicher­tech­no­lo­gien
  • Mögliche Gefähr­dung von Tieren und Landschaften (durch Wasser­kraft­werke, Windräder oder den Anbau von Monokul­turen für Biomas­se­an­lagen)
  • Kostspie­lige Anschaf­fung und Betriebs­kosten

Die Nutzung erneu­er­barer Energien bringt weitaus mehr Vorteile als Nachteile mit sich. Aus diesem Grund befinden sich die Erneu­er­baren nicht nur in Deutsch­land, sondern auch global auf dem Vormarsch, wobei Deutsch­land eine Vorrei­ter­rolle einnimmt – insbe­son­dere hinsicht­lich der staat­li­chen Förde­rungs­mo­delle.

Erneu­er­bare Energien: Förde­rung

In vielen Ländern wird die Entwick­lung und Einbin­dung der erneu­er­baren Energien staat­lich geför­dert. Vorreiter einer solchen staat­li­chen Förde­rung ist seit dem Jahr 2000 Deutsch­land. Hier wird der Bereich der elektri­schen Energie haupt­säch­lich mittels des Erneu­er­bare-Energien-Gesetzes (EEG) unter­stützt. Das EEG ist der Motor für den Ausbau der Erneu­er­baren in Deutsch­land und die zentrale Säule der Bundes­re­gie­rung, um die Energie­wende voran­zu­treiben. Kernstück des Gesetzes ist eine garan­tierte feste Vergü­tung für den Ökostrom der EE-Anlagen, sofern Anlagen­be­treiber ihn ins öffent­liche Netz einspeisen.

Es wurde verab­schiedet, um die Einspei­sung von Strom aus erneu­er­baren Quellen ins Strom­netz zu bevor­zugen. Damit mehr EE-Anlagen gebaut werden und Anlagen­be­treiber gewinn­brin­gende Chancen auf dem Strom­markt haben, wurde ebenso die Direkt­ver­mark­tung nach dem Markt­prä­mi­en­mo­dell einge­führt. Konkret ist das Ziel des EEG, die Energie­ver­sor­gung umzubauen. So sollen bis zum Jahr 2025 40–45 Prozent des Strom­be­darfs in Deutsch­land über erneu­er­bare Energie­quellen gedeckt werden. Bis 2035 sollen es 55–60 Prozent und bis 2050 gar 80 Prozent sein. Dies dient dem Klima- und Umwelt­schutz, indem fossile Energie­quellen reduziert werden und so eine Verrin­ge­rung des CO2-Ausstoßes angestrebt wird.

Erneu­er­bare Energien: Anteil

Erneu­er­bare Energien Deutsch­land

Seit Einfüh­rung des EEG im Jahr 2000 hat sich die Strom­erzeu­gungs­menge aus erneu­er­baren Energie­quellen mehr als versechs­facht. Beson­ders stark gewachsen sind Windkraft und Solar­energie, doch auch Bioen­ergie hat von der staat­li­chen Förde­rung profi­tiert. Seit Verab­schie­dung des EEG ist die Strom­erzeu­gungs­menge der Erneu­er­baren und, dank der im Gesetz angeord­neten vorran­gigen Einspei­sung, auch der Anteil am deutschen Strommix stetig angestiegen.

Auch im Jahr 2018 entwi­ckelten sich laut Umwelt­bun­desamt alle Sektoren der erneu­er­baren Energien positiv: Allein in der ersten Jahres­hälfte 2018 produ­zierte Deutsch­land genug Strom aus erneu­er­baren Energie­quellen, um jeden Haushalt im Land ein ganzes Jahr lang versorgen zu können. Der Anteil der erneu­er­baren Energien an der Brutto­strom­erzeu­gung (gesamte in Deutsch­land erzeugte elektri­sche Energie) stieg von 36,0 Prozent (2017) auf 37,8 Prozent (2018). Insge­samt wurden 2018 etwa 225,7 TWh Strom aus erneu­er­baren Energie­trä­gern erzeugt, dies sind 4,3 Prozent mehr als im Vorjahr.

Entwicklung-der-Stromerzeugung-aus-Erneuerbaren-Energien-in-Deutschland
Quelle: https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Navigation/DE/Service/Erneuerbare_Energien_in_Zahlen/Entwicklung/entwicklung-der-erneuerbaren-energien-in-deutschland.html

Die Strom­erzeu­gung aus erneu­er­baren Energie­trä­gern erreichte damit erstmals ca. das Niveau der Strom­erzeu­gung aus Braun- und Stein­kohle zusammen. Den größten Zuwachs haben Windkraft­an­lagen erfahren.

Der Strommix, der der Öffent­lich­keit tatsäch­lich zur Verfü­gung steht, wird als Netto­strom­erzeu­gung bezeichnet und meint die Strom­menge, die nach Abzug des indus­triell verbrauchten Stroms sowie dem Verlust der Kraft­werke in der Steck­dose ankommt. 2018 war der Anteil der Erneu­er­baren an der Netto­strom­erzeu­gung 41,1 Prozent:

Quelle: https://www.energy-charts.de/ren_share_de.htm?source=renshare&.=annual&year=all

Bundes­wirt­schafts­mi­nister Peter Altmaier (CDU) sieht die erneu­er­baren Energien auf einem derart guten Weg, dass er bereits 2018 auf einer inter­na­tio­nalen Energie­kon­fe­renz die Einschät­zung äußerte, dass Subven­tionen für die Erneu­er­baren bald nicht mehr nötig seien. Kritiker entgegnen aller­dings, dass der Rückgang an Subven­tionen dafür verant­wort­lich sei, dass Deutsch­lands seine Vorrei­ter­stel­lung im Bereich der erneu­er­baren Energien verliert. Denn andere Nationen holen auf.

Erneu­er­bare Energien China

2017 war ein weltweites Rekord­jahr für die Erneu­er­baren: Neu instal­lierte Kapazi­täten von 178 Gigawatt sorgten für mehr als zwei Drittel der weltweiten Netto­strom­erzeu­gung. Photo­vol­ta­ik­an­lagen haben mit 97 GW den größten Zuwachs erhalten, 53 GW der neu instal­lierten Leistung kam in China dazu. Der weltweit größte Klima­sünder (mit etwa 30 Prozent der globalen Treib­haus­gas­emis­sionen) ist der wohl unwahr­schein­lichste Klima­ver­fechter. In China werden verstärkt erneu­er­bare Energien geför­dert und wie nirgendwo anders wird im Land mit dem höchsten CO2-Ausstoß überhaupt derzeit in den Ausbau von Wind- und Solar­kraft inves­tiert:

2017 waren es 132,6 Millionen Dollar (rund die Hälfte dessen, was weltweit inves­tiert wurde). China ist mittler­weile die Nummer eins bei der instal­lierten Leistung von Windkraft und Photo­vol­taik und beher­bergt rund 40 Prozent aller weltweiten EE-Kraft­werke. Auch die Zielset­zung ist ambitio­niert: Bis 2020 sollen die Kapazi­täten aus Windkraft, Photo­vol­taik und Biomasse von 50 Gigawatt auf 200 Gigawatt ansteigen. 2016 lag der Anteil des Stroms aus erneu­er­baren Energien am Strommix bei 25%. In Sachen PV-Anlagen führt China weltweit mit einer instal­lierten Leistung von rund 176 GW. Aller­dings sank die neu instal­lierte PV-Leistung 2018 von 53 GW (2017) auf 45 GW (2018).

Erneu­er­bare Energien weltweit

Auch auf globaler Ebene gewinnen erneu­er­bare Energien zuneh­mend an Bedeu­tung. 2018 stammte ein Drittel der weltweiten Strom­erzeu­gung aus erneu­er­baren Energien. Genauso in Europa: Dort hatten erneu­er­bare Energien 2017 einen Anteil von 32,3 Prozent am Strommix. Die Wachs­tums­rate der Erneu­er­baren in den letzten 10 Jahren beträgt durch­schnitt­lich 5,4 Prozent. Was die Inves­ti­tionen in den Ausbau von den Erneu­er­baren angeht, ist Europa hinter China und den USA aller­dings weit abgeschlagen. 2017 sanken die Inves­ti­tionen um 26 Prozent.

2018 überschritt die gesamte instal­lierte Photo­vol­taik-Leistung erstmals die 500 GW Grenze. Aller­dings ist zum ersten Mal seit zwei Jahrzehnten 2018 der Zubau der erneu­er­baren Energien nicht stärker gewachsen als im Vorjahr: Weltweit wurden 177 GW an EE-Kapazität instal­liert, dieselbe Menge wie 2017. Ein Grund hierfür sind die sinkenden Neuin­stal­la­tionen im Photo­vol­taik-Bereich, was unter anderem wiederum an der Verun­si­che­rung am Markt durch die gekürzte Förde­rung liegen könnte.

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