Erneuerbare Energien

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&period=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.