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Erneuerbare Energien in Deutschland

Aktualisiert am
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Erneuerbare Energie: Windräder, Energiesymbole und grüne Blätter

Erneuerbare Energien sind solche, die sich verhältnismäßig schnell erneuern oder sogar unerschöpflich zur Verfügung stehen. Zu den wichtigsten zählen unter anderem Solarenergie, Wind- und Wasserkraft. Im Jahr 2023 wurde der deutsche Stromverbrauch erstmals zu mehr als der Hälfte (53%) durch erneuerbare Energien gedeckt und auch in der Wärmeerzeugung spielen erneuerbare Energien eine immer größer werdende Rolle. Um die Umwelt zu entlasten, muss der Anteil dieser Energien auch zukünftig weiter steigen.

Erneuerbare Energien in Abgrenzung zu fossilen Brennstoffen

Fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas waren in Deutschland in der Vergangenheit von entscheidender Bedeutung für die Energieversorgung und die industrielle Entwicklung. Globale Krisen wie der Klimawandel und der russische Angriffskrieg gegen die Ukraine zeigen allerdings deutlich, wie wichtig der Umstieg auf erneuerbare Energien ist.

In der folgenden Tabelle finden Sie die wesentlichen Unterschiede.

Unterschiede zwischen erneuerbaren Energien und fossilen Brennstoffen
 Erneuerbare EnergienFossile Brennstoffe
UmweltauswirkungenGerine Treibhausgasemissionen; geringe UmweltverschmutzungHohe Treibhausgasemissionen; hohe Umwektverschmutzung
EnergiequellenSonnenenergie, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse, GeothermieKohle, Erdöl, Erdgas
VerfügbarkeitUnbegrenzt und erneuerbarBegrenzt und nicht erneuerbar
PreisstabilitätHäufig stabil, da Sonne, Wind und Wasser kostenlos sindHäufig Schwankungen, abhängig von Marktbedingungen und geopolitischen Ereignissen

Nutzung regenerativer Energien in Deutschland

Erneuerbare Energie: Zwei Personen mit Puzzleteilen

Ein Umstieg auf erneuerbare Energie ist in Betracht auf die negative Klimabilanz fossiler Brennstoffe nicht nur sinnvoll sondern auch notwendig. Der Umstieg auf eine nachhaltige Energieversorgung und eine effizientere Energienutzung durch erneuerbare Energie wird unter dem Begriff Energiewende zusammengefasst.

Die Energiewende gibt Deutschland laut Umweltbundesamt nicht nur die Chance auf eine wirtschaftliche Modernisierung, sondern schafft auch neue Arbeitsplätze und soll dazu führen, dass Deutschland zur führenden Exportnation umweltschonender Technologien durch erneuerbare Energie wird.

Seit der Einführung des Stromeinspesungsgesetzes 1990 und dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2000, welche beide Strom durch erneuerbare Energie fördern, hat der prozentuale Anteil erneuerbarer Energien im Stromverbrauch kontinuierlich zugenommen und hat 2023 bereits knapp 53 % erreicht. Bis 2030 soll der Anteil erneuerbare Energie am am Bruttostromverbrauch ganze 80 % betragen. Das wurde im Osterpaket beschlossen.

Ausbau von Erdwärme in Deutschland Laut Schätzungen des Fraunhofer Instituts könnte mit der Energiegewinnung aus Erdwärme rund ein Viertel des deutschen Energiebedarfs gedeckt werden. Hierfür wollen u.a. die Stadtwerke München bis 2030 rund 1 Milliarde Euro in den Ausbau der Technologie investieren. Zudem gibt es Überlegungen, das Opel-Werk in Rüsselsheim mit Erdwärme zu betreiben.

Anteil erneuerbare Energie Deutschland bis 2030 / 2050

Erneuerbare Energie Zertifikat aus dem eine Pflanze wächst

Im Rahmen der EU-Klimapolitik wurden seit der Verabschiedung des Kyoto-Protokolls im Jahre 2002 immer mehr Energieziele festhalten, die u.A. den Ausbau der erneuerbare Energie fördern sollen. Diese basieren auf verschiedenen Aktionsfeldern wie zum Beispiel dem eingeführten Emissionshandel oder den Maßnahmen im Klimaschutzpaket 2020 und beinhalten spezifische Verpflichtungen und Verpflichtungsperioden, die von den Mitgliedstaaten eingehalten werden müssen.

2022 wurden die Ziele hinsichtlich der Energiewende nochmals angepasst. Dafür wurden Gesetze geändert, um den Ausbau von den erneuerbaren Energieträgern Wasserkraft, Windkraft und Solaranlagen zu erleichtern. Längerfristige Ziele bis 2030 sehen vor, die Treibhausgas-Emissionen um mindestens 55 % im Vergleich zu 1990 zu mindern und die Nutzung erneuerbarer Energien auf 65 % des Deutschen Stromverbrauchs zu steigern.

Erneuerbare Energie bis 2045 Bis 2045 soll der Stromverbrauch sogar komplette Klimaneutralität erreichen. (Quelle: Generationenvertrag für das Klima, Bundesregierung 2021).

Erneuerbare Energien im Detail

Die verschiedenen Quellen, aus denen erneuerbare Energie gewonnen werden kann, sind sehr vielfältig. Aus diesem Grund lohnt sich ein detaillierter Blick auf die Hintergründe und Funktionsweisen.

Windkraft

Im Jahr 2023 war die Windkraft mit einem Anteil von 31% erneut die wichtigste Quelle für Strom aus erneuerbaren Energien. Die Stromerzeugung durch die Windkraft ist im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien eine der effizientesten, da mit ihr bereits nach ungefähr sechs Monaten so viel Energie produziert werden kann, wie für die Herstellung, Betrieb und Entsorgung der Anlage aufgewendet werden muss.

Wie funktioniert eine Windkraftanlage?

Für die Erzeugung von erneuerbarer Energie durch Windkraft werden Windkraftanlagen an Land (onshore) oder auf See (offshore) eingesetzt. Ähnlich wie bei der Wasserkraft, bei der eine Turbine durch Wasser angetrieben wird, wird bei der Erzeugung von Windkraft ein Rotor mit Wind angetrieben.

Diese mechanische Energie wird dann, genauso wie bei der Wasserkraft, mithilfe eines Generators in elektrische und somit erneuerbare Energie umgewandelt. Je größer die Windkraftanlage, desto größer die Menge an erneuerbarer Energie, die produziert werden kann. Mehrere Windkraftanlagen beieinander werden als Windparks bezeichnet.

Sonnenkraft

Sonnenkraft, auch als Sonnenenergie oder Solarenergie bekannt, bezieht seine Energie aus der Kraft der Sonne. Diese Kraft kann mithilfe von Solaranlagen gewonnen werden und entweder zur Stromerzeugung oder Wärmeerzeugung eingesetzt werden.

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Solaranlagen für die Stromerzeugung werden Photovolatik-Anlagen genannt, solche zur Wärmeerzeugung Solarthermie-Anlagen. Sie beide bestehen aus Solarplatten, welche wiederum aus Solarzellen bestehen. Obwohl sich beide Anlagen optisch ähneln, unterscheiden sie sich in ihren Funktionsweisen.

Eine Photovoltaikanlage

Photovoltaik-Anlagen erzeugen durch die Sonnenbestrahlung Gleichstrom, welcher mithilfe eines Wechselrichters in Wechselstrom umgewandelt wird. Der erzeugte Strom bzw. die erzeugte erneuerbare Energie kann direkt für den Eigenverbrauch im Haushalt verwendet im Gegenzug zu einer Einspeisvergütung ins öffentliche Netz eingespeist werden. Für mehr Details über die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische erneuerbare Energie lesen Sie am besten unseren Artikel über Photovoltaik.

Photovoltaik Förderung und erneuerbare EnergieDie Photovoltaik Förderung findet in Deutschland durch das GEG statt und bezieht sich auf Photovoltaik-Anlagen. Die Einspeisevergütung ist je nach Größe der Anlage unterschiedlich, gilt ab dem Zeitpunkt der Inbetriebnahme und für eine Zeitspanne von 20 Jahren. Ebenfalls vergeben werden Photovoltaik-Kredite, um die Anschaffungskosten zu verringern.

Eine Flamme

Solarthermie-Anlagen besitzen Solarplatten mit einer Wärmeträgerflüssigkeit. Diese wird durch die Sonnenbestrahlung aufgewärmt und an einen Wärmeübertrager abgegeben, bevor sie in einem nächsten Schritt an einen Wärmespeicher weitergeleitet wird. Die erzeugte Wärme kann etweder für die Warmwasseraufbereitung oder zur kombinierten Heizungsunterstützung im Haushalt verwendet werden und gehört auch zur erneuerbaren Energie. Vor allem beim energieeffizienten Bauen werden diese eingesetzt.

Schließlich gibt es auch Solarkraftwerke, welche aus einem Teil zur Wärmeerzeugung und einem anderen Teil zur Stromerzeugung bestehen. Geeignete Standorte für solche Kraftwerke sind sonnenintensive Zonen der Erde, da direkte Sonnenbestrahlung genutzt werden muss. Deutschland ist aufgrund des hohen diffusen Anteils der Sonnenbestrahlung und der generell niedrigeren Einstrahlung nicht gut für solche Kraftwerke geeignet.

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Wasserkraft

Erneuerbare Energie aus Wasser: Halbe Erdkugel mit Pflanze wird gegossen

Schon seit vielen Jahrtausenden wissen Menschen, dass im Wasser viel erneuerbare Energie steckt, dazu braucht man nur die riesigen Wellen im Meer zu beobachten. Bereits die Ägypter vor 3.500 Jahren wussten diese erneurbare Energie zu nutzen und bewässerten mit der Wasserkraft ihre Felder am Nil.

Einen ganzen Schritt weiter gingen Römer und Griechen, welche die erneuerbare Energie Wasserkraft als Antriebsmittel für Arbeitsmaschinen verwendeten. Heute wird Wasserkraft hauptsächlich zur Erzeugung von elektrischem Strom angewendet. Wasserkraft wird in Wasserkraftwerken zu elektrischen Strom umgewandelt, wie genau diese funktionieren, können Sie im Abschnitt Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk? Vor und Nachteile herausfinden.

Obwohl die Wasserkraft weltweit an zweiter Stelle zur erneuerbare Energie Erzeugung verwendet wird, spielt sie in Deutschland eher eine untergeordnete Rolle. Im Jahr 1950 betrug der Anteil des Stroms aus Wasserkraft noch rund 20 %, wobei es 2021 nur noch 3,4 % waren. Der Grund für den Rückgang ist der stark gestiegene Stromverbrauch in deutschen Haushalten.

Wie sieht die Zukunft der Wasserkraft in Deutschland aus? Laut einer Studie, ist das nutzbare Potenzial der erneuerbaren Energie Wasserkraft in Deutschland bereits ausgeschöpft. Allein durch einer Modernisierung, den Ersatz, die Erweiterung und der Reaktivierung bereits existierenden Anlagen, könnte mehr Stromerzeugung durch Wasserkraft erzielt werden (Quelle: Energie aus Wasserkraft, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, 2014).

Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk? Vor und Nachteile

Um heutzutage aus Wasserkraft erneuerbare Energie als Strom zu erzeugen, wird Wasser in ein Wasserkraftwerk geleitet. Dort treibt es eine Turbine an, die wiederum an einen Generator angeschlossen ist, der aus der mechanischen Energie Strom und somit erneuerbare Energie erzeugt.

Bevor das Wasser jedoch in das Wasserkraftwerk geleitet wird, wird es angestaut, um einen Höhenunterschied zwischen dem Wasser vor und dem Wasser nach dem Kraftwerk zu erreichen. Der Höhenutnerschied erlaubt eine größere Menge an erzeugter Energie. Unterschieden wird zwischen drei verschiedenen Wasserkraftwerken:

  • Kleinkraftwerke nutzen kleinere Wassermengen und Fallhöhen und haben eine geringere Leistung.
  • Speicherkraftwerke nutzen das hohe Gefälle und die Speicherkapazität von Talsperren und Bergseen.
  • Laufwasserkraftwerke nutzen niedrigere Fallhöhen und die Strömung eines Flusses oder Kanals.

Wasserkraftwerk Vor- und Nachteile

Wasserkraftwerk Vorteile

  • Nutzung erneuerbarer Energiequelle
  • Schonung fossiler Energieträger tut Umwelt Gutes
  • Unabhängigkeit von Wetter und Zeit
  • Vielseitigkeit: Stromproduktion, Hochwasserschutz, Trinkwasserspeicherung
  • Strom aus Wasserpumpspeichern kann gespeichert werden
  • Ausgereifte, zuverlässige Technologie mit langer Nutzungsdauer

Wasserkraftwerk Nachteile

  • Negativer Einfluss auf das ökologische Gleichgewicht von Flüssen
  • Reduzierte Fließgeschwindigkeit vermindert Sauerstoffkonzentration
  • Großflächige Zerstörung bei Dammbrüchen möglich
  • Eingriff in Lebensräume von Fischen und Wasserpflanzen und Störung des Grundwasserhaushaltes
  • Flächenverbrauch und mögliche Umsiedlung von Bewohnern notwendig

Erdwärme

Erdwärme, auch Geothermie genannt, wird aus dem Erdinneren gewonnen, indem man unter die Erdoberfläche vordringt; je tiefer man gelangt, desto höher die Temperaturen und dementsprechend die Energiegewinnung. Verschiedene technische Verfahren werden dazu verwendet:

  1. Die oberflächennahe Geothermie bohrt bis 400 Meter in die Tiefe. Sie wird meistens mithilfe von Wärmepumpen genutzt und ist damit auch für Privatpersonen zugänglich, um mit Warmwasser, Heizwärme und Kälte versorgt zu werden.
  2. Bei geothermischen Systemen wird warmes Wasser bis 4.500 Meter aus der Tiefe genutzt.
  3. Tiefe oder petrothermale Geothermie nutzt Wärme aus tiefem Gestein 5.000 Meter im Erdinnern. Da das Temperaturniveau hoch genug ist, kann die Wärme zur Stromerzeugung genutzt werden. Solche Anlagen werden durch das GEG gefördert.

Der wohl größte Vorteil der Geothermie ist, dass sie nicht von Wettereinflüssen abhängig ist und deshalb über das ganze Jahr hinweg umweltfreundlichen Strom und somit erneuerbare Energie liefern kann. Unter anderem hat auch deshalb das Umweltbundesamt der Erdwärme als erneuerbare Energie ein beachtliches Potenzial zugeschrieben, das bis 2050 noch ausgeschöpft werden soll.

Erdwärme Vor- und Nachteile

Erdwärme Vorteile

  • Erdwärme kann rund um die Uhr genutzt werden
  • Erdwärme ist vom Wetter unabhängig
  • Erdwärme ist unabhängig bei Preisschwankungen von Erdöl
  • Bei der Nutzung der Erdwärme entsteht kein Abfall
  • Erdwärme ist auf der ganzen Welt vorhanden
  • Erdwärme verfügt über einen unerschöpflichen Vorrat

Erdwärme Nachteile

  • Hohe Erschließungskosten für Privathaushalte
  • Tiefe Erdbohrungen für Heizwerke können Erdrutsche verursachen
  • Der Bau von Heizwerken ist sehr teuer
  • Die Anschaffungskosten einer Erdwärmepumpe können bis zu 12.000 € betragen

Biomasse

Erneuerbare Energie aus Biomasse: Weltkugel

Biomasse kann aus unterschiedlichen Rohstoffen in erneuerbare Energie umgewandelt werden. Im Bereich der Landwirtschaft zum Beispiel aus angebauten Pflanzen, in der Forstwirtschaft aus Reststoffen wie gebrauchtem Kaminholz oder generell aus biogenem Abfall aus der Land- und Forstwirtschaft, Haushalten und Industrie. Die Bioenergie stellt derzeit den mengenmäßig größten Anteil unter den erneuerbaren Energien in Deutschland zur Verfügung.

Vielfältige Biomasse Biomasse kann als Gas, Flüssigkeit oder in fester Form zur Verfügung gestellt werden. Je nachdem erfüllt es verschiedene Zwecke und kann in verschiedenen Sektoren eingesetzt werden: Im Verkehr als Treibstoff, in Haushalten als Heizwärme, in der Industrie als Prozesswärme und zur Stromerzeugung durch erneuerbare Energie.

Biomasse Vor- und Nachteile

Biomasse Vorteile

  • Stärkung der örtlichen Wirtschaft durch regionale Strom- und Wärmequelle.
  • Reduzierung der Abhängigkeit von Erdöl, Kohle, Uran oder Erdgas.
  • Keine Umweltrisiken durch Transport und Lagerung.
  • Die Verfügbarkeit der Rohstoffe ist dauerhaft.
  • Keine äußere Einflüsse auf Strom- oder Wärmeproduktion.

Biomasse Nachteile

  • In Deutschland steht eine begrenzte Ackerfläche zur Verfügung.
  • Ackerflächen konkurrieren mit denjenigen der Nahrungsmittelproduktion und mit dem Schutz von Ökosystemen.
  • Die CO₂ Bilanz der Biomasse ist im Vergleich zu anderen regenerativen Energiequellen schlecht: Bei der Verbrennung von Biomasse entsteht deutlich mehr CO₂ als bei Sonnen- oder Windenergie.

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Biogas

So wie Biomasse, gehört Biogas zu den Bioenergien und zu erneuerbare Energie. Biogas ist ein brennbares und energiereiches Gasgemisch. Es entsteht durch die Vergärung von biologischen Materialien in Biogasanlagen und ist eine 100 % klimaneutrale Alternative zu konventionellem Erdgas.

Dank seiner Eigenschaften kann Biogas sowohl zur Strom-, als auch zur Wärmeerzeugung innerhalb der erneuerbaren Energien eingesetzt werden. Aber auch als klimaneutraler Kraftstoff in Fahrzeugen kann Biogas verwendet werden.

Es gibt viele klimafreundliche Gasanbieter die bereits diese umweltweltfreundliche Alternative zu Erdgas anbieten. Meistens wird bei diesen Anbietern entweder eine Mischung aus Erd- und Biogas oder reines Erdgas angeboten. Handelt es sich um reines Erdgas, werden dessen CO2-Emissionen durch diverse Klimaschutzprojekte ausgeglichen. Dieses zählt jedoch nicht zu erneuerbaren Energien.

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Prognose für die zukünftige Nutzung von regenerativen Energien

Im Rahmen der Energiewende ist die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland innerhalb der letzten Jahre stetig gewachsen.

Durch die politischen Bekenntnisse zur Energiewende sowie die steigende gesellschaftliche Sensibilisierung für Umwelt- und Klimaschutz, können wir davon ausgehen, dass die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland weiterhin stark wachsen wird.

Hinzu kommt, dass technologische Fortschritte und sinkende Kosten die Attraktivität von Solarenergie, Windenergie und den weiteren erneuerbaren Energiequellen weiter erhöhen.

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Artikel über Erneuerbare Energien

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