Erneuerbare Energien

Photovoltaik liegt im Trend. 2021 wurden neue Anlagen mit einer Leistung von ca. 5.000 Megawatt neu installiert – eine Steigerung von gut 4 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. An sonnigen Tagen können die Anlagen zeitweise sogar mehr als zwei Drittel des deutschen Stromverbrauchs decken. Ende 2021 war in Deutschland Photovoltaik mit einer Nennleistung von 59 Gigawatt installiert, verteilt auf über 2 Millionen Anlagen.

Neue Solaranlagen gehören heute zu den günstigsten erneuerbaren Energietechnologien. Rund 1,2 Millionen Haushalte in Deutschland erzielen Einnahmen aus dem Verkauf von Solarstrom – durchschnittlich 234 Euro monatlich waren es 2018.

Ein weiterer, entscheidender Vorteil von Sonnenenergie: Die Erzeugung von Solarstrom ist – auch wenn die Sonne nicht immer scheint – sehr gut planbar. Strom aus Photovoltaik wird vor allem dezentral, also an vielen verschiedenen Standorten produziert. So können große, regional auftretende Schwankungen der landesweiten PV-Stromerzeugung ausgeschlossen werden. Das erfordert den Ausbau unseres Stromnetzes und macht es zukünftig weniger anfällig für Störungen.

Um den Ausbau von PV-Anlagen in den nächsten Jahren deutlich zu beschleunigen, müssen wir gemeinsam anpacken! Das BMWK hat deshalb Sofortmaßnahmen in seinem Energiesofortmaßnahmenpaket 2022 („Osterpaket“) gebündelt, die insbesondere Hürden und Hemmnisse beseitigen sollen, damit der Ausbau von Solarenergie einen deutlichen Schub erhält.

Vordringlich ist eine deutliche Erhöhung der im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgelegten Ziele. Bis 2030 soll sich die Strommenge aus Erneuerbaren fast verdreifachen. Die dafür notwendigen Rahmenbedingungen werden durch zahlreiche Maßnahmen verbessert – zum Beispiel durch attraktivere Konditionen bei der Vergütung von Photovoltaik auf Dächern. So werden Anreize gesetzt, alle verfügbaren Dachflächen zu nutzen.

Windenergie deckt über 20 Prozent des deutschen Energiebedarfs und stellt damit den größten Anteil an der gesamten erneuerbaren Stromerzeugung. Dabei wird zwischen Offshore- und Onshore-Anlagen unterschieden: Offshore bezeichnet Windkraftanlagen auf hoher See, wie der Nord- und Ostsee. Sie erzeugten 2021 rund 24 TWh Strom. Windkraftanlagen an Land erzeugten im selben Jahr rund 90 TWh Strom.

Doch es ist noch Luft nach oben. Neue Flächen müssen für die Windenergienutzung erschlossen und technologische Fortschritte möglichst rasch in die Praxis umgesetzt werden. Zudem können große, moderne Anlagen noch besser starken Wind in großen Höhen ernten.

Und das Beste: Windkraftanlagen haben bereits nach einigen Monaten die Energie wieder produziert, die für deren Herstellung, Betrieb und Entsorgung aufgewendet werden muss.

Um die Windenergie an Land stärker zu nutzen, wurden in den vergangenen Jahren bereits zahlreiche Maßnahmen getroffen – zum Beispiel die Beteiligung von Kommunen an der Wertschöpfung.

Jetzt geht es darum, Tempo zu machen. Mit dem Energiesofortmaßnahmenpaket 2022 („Osterpaket“) will das BMWK den Ausbau von Windanlagen deutlich beschleunigen:

Windenergie auf See

Die Ausbauziele werden deutlich erhöht von aktuell rund 7,8 auf mindestens 30 Gigawatt (GW) installierte Leistung bis 2030, 40 GW bis 2035 und 70 GW bis 2045. Dazu wird es eine umfassende Novellierung des Windenergie-auf-See-Gesetzes geben, mit dem Ziel, Förderbedingungen neu zu gestalten, Prüfungs- und Genehmigungsprozesse zu beschleunigen und die Vereinbarkeit des Offshore-Ausbaus mit dem Natur- und Artenschutz zu stärken.

Windenergie an Land

Auch an Land soll die installierte Leistung bis 2030 von aktuell 56 auf bis zu 115 Gigawatt wachsen. Dazu sollen u.a. die Planungs- und Genehmigungsverfahren beschleunigt werden.

Mehr als die Hälfte der Energie in Deutschland wird für die Erzeugung von Wärme verbraucht: für ein behagliches Zuhause, warmes Wasser zu jeder Zeit oder industrielle Produktionsprozesse. Deshalb ist es so wichtig, den Anteil der Wärme aus erneuerbaren Energien schnell zu steigern.

Bei der Solarthermie wird Sonnenenergie in Wärme umgewandelt, wenn sie auf eine Oberfläche, die Solarkollektoren, trifft und über einen Wärmekreislauf in einen Wärmespeicher weitergeleitet. Mittels Solarthermie kann neben Wärme auch Kälte und industrielle Prozesswärme erzeugt werden.

Derzeit sind in Deutschland mehr als 20 Millionen Quadratmeter Sonnenkollektoren mit einer thermischen Leistung von mehr als 15 Gigawatt installiert. Damit stehen wir im globalen Vergleich an vierter Stelle, was die Leistung betrifft.

Der Ausbau der Solarthermie vollzog sich in den letzten Jahren im Vergleich zur Photovoltaik weniger dynamisch. Ihr Anteil wuchs zwischen 2000 und 2021 von zwei auf gut vier Prozent der gesamten erneuerbaren Wärme.

Bis 2030 soll Solarthermie aber einen massiven und kostengünstigen Beitrag zur Wärmewende in Deutschland leisten.

Allein unter der Fläche der Bundesrepublik steckt in drei bis sieben Kilometern Tiefe genug Wärme, um Deutschland theoretisch für 10.000 Jahre zu versorgen. Unterschieden wird dabei in oberflächennahe und tiefe Geothermie. Die oberflächennahe Geothermie reicht bis ca. 400 Meter tief. Sie wird über Rohre erschlossen, die über eine Flüssigkeit die Wärme nach oben transportieren. Eine Wärmepumpe entzieht anschließend der Flüssigkeit die Wärme und verteilt sie zum Beispiel in das Heiz- und Warmwassersystem von Häusern. Tiefengeothermie nutzt hingegen warmes Grundwasser in ca. 4.500 Metern Tiefe oder heißes Gestein. Diese Art der Geothermie kann aufgrund der hohen Temperaturen ganze Ortschaften oder Stadtteile mit Wärme und Strom versorgen.

Diese Technologie hat vor allem für die Wärmeerzeugung eine große Bedeutung. So stieg zwar die Stromerzeugung aus Geothermie 2021 um etwa 8 Prozent gegenüber dem Vorjahr an, allerdings bleibt ihre Bedeutung für den deutschen Strommix mit 0,2 Terawattstunden weiterhin gering. Anders verhält es sich mit der Wärme: Hier waren Ende 2021 deutschlandweit insgesamt 1,5 Millionen Wärmepumpen mit einer thermischen Leistung von 13,8 Gigawatt installiert. Zusammen mit der Erdwärme aus größerer Tiefe wurden 2021 aus Geothermie rund 19,4 Terawattstunden Wärme bereitgestellt – knapp zehn Prozent der insgesamt aus erneuerbaren Energien erzeugten Wärme.

Geothermie hat für den Wärmesektor eine ähnlich große Bedeutung wie die Windenergie für die Stromerzeugung – mit dem Unterschied, dass Wärme möglichst lokal genutzt werden soll, um Verluste zu vermeiden.

Das insgesamt hohe Potenzial für den Einsatz von Geothermie ist in vielen Regionen noch nicht konkret ermittelt. Kommunale Wärmeplanung wird deshalb eine Schlüsselrolle spielen, lokale Potenziale zu analysieren und zu nutzen.

In der öffentlichen Versorgung können Solarthermie- und Geothermie-Anlagen sowie Abwärme mittels Wärmenetzen wesentliche Anteile an der Wärmeversorgung übernehmen.

Mehr Informationen dazu finden Sie hier.

Biomasse ist ein wichtiger und vielseitiger erneuerbarer Energieträger. In fester, flüssiger und gasförmiger Form wird er zur Strom- und Wärmeerzeugung, wie auch zur Herstellung von Biokraftstoffen genutzt. Wenn wir über Biomasse sprechen, dann meinen wir ganz konkret Biomasse aus der Land- und Forstwirtschaft, wie beispielsweise Alt- und Gebrauchtholz, Bioabfälle, Gülle bzw. Festmist oder Getreidestroh. Holz deckt dabei den größten Anteil der verfügbaren Biomasse ab. Aber auch die Landwirtschaft leistet mit geeigneten Pflanzen einen Beitrag, wie zum Beispiel Raps, aus dem Biodiesel gewonnen wird.

Die Vielfalt der Nutzungsmöglichkeiten ergibt sich aus den verschiedenen Arten, wie Biomasse zu Energie verarbeitet werden kann. Holz zum Beispiel kann über Verbrennung Wärme erzeugen, während der entstehende Dampf zur Stromerzeugung genutzt wird. Andere Stoffe hingegen, wie Pflanzen, Gülle oder Bioabfälle, setzen Energie durch Vergärung frei. Bioenergie wird hauptsächlich zur Wärmeerzeugung in Gebäuden und in der Industrie verwendet, darüber hinaus auch für die Stromproduktion und im Transportsektor. Dabei kann die Verwendung von Biomasse in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) eine wichtige Rolle spielen, um den Strom­ und Wärmesektor klimaneutral zu machen.

Der Anteil von Biomasse am zur Stromerzeugung verwendeten Mix der erneuerbaren Energien beträgt etwa 22 Prozent.

Allerdings wird der gezielte Anbau von Biomasse als Energieträger auch kontrovers diskutiert. So müssen Auswirkungen auf die Umwelt berücksichtigt und ein Gleichgewicht hinsichtlich der Flächennutzung gefunden werden, da sich diese in Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion befinden und nur begrenzt zur Verfügung stehen.

In Europa ist Deutschland mit zwei Dritteln der europäischen Biogasanlagenkapazitäten der größte Markt für Biogas und Biomethan. Primär werden Energiepflanzen eingesetzt, in letzter Zeit zunehmend auch Ernterückstände, tierische Abfälle und Methan aus Deponien.

Die Bundesregierung will Bioenergienutzung, insbesondere im Strombereich, ausbauen und sich dabei vor allem auf den Einsatz von biogenen Rest- und Abfallstoffen konzentrieren. So könnten Nutzungs- und Flächenkonkurrenzen entschärft und die Kosten der Energieerzeugung gering gehalten werden. Die größten Potenziale liegen bei Getreidestroh, Waldrestholz, Rindergülle, Rindermist und Grüngut. Würde man diese Biomassen vollständig energetisch nutzen, könnten 15 Prozent des deutschen Primärenergiebedarfes gedeckt werden. Das hat die Bundesregierung erkannt und eine entsprechende Biomassestrategie im Koalitionsvertrag verankert.