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Was sind erneuerbare Energien?
Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die unbegrenzt zur Verfügung stehen oder die sich zumindest relativ schnell wieder regenerieren. Neben Windkraft und Solarenergie zählen auch Wasserkraft, Geothermie und Biomasse zu den erneuerbaren Energiequellen. Man nutzt diese Quellen zur Erzeugung von Strom, Gas, Wasserstoff oder Wärme.
Erneuerbare Energien unterscheiden sich somit stark von konventionellen Energiequellen aus fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdöl oder Erdgas. Denn diese Ressourcen sind endlich. Zudem setzen sie Kohlendioxid frei, das maßgeblich für den Klimawandel verantwortlich ist.
Erneuerbare Energien und Klimaschutz: Warum umschwenken?
Neben dem Problem, dass die Ressourcen auf der Erde irgendwann einmal erschöpft sein werden, belastet die Verbrennung fossiler Energieträger in konventionellen Kraftwerken die Umwelt und das Klima. Denn das dabei entstehende Kohlendioxid (CO₂) ist in hohem Maße mit für den Treibhauseffekt verantwortlich. Hinzu kommt, dass es in der Erdatmosphäre nur äußerst langsam abgebaut wird und so den Klimawandel immer weiter vorantreibt.
Aktuell liegen die weltweiten CO₂-Emissionen bei rund 37,2 Milliarden Tonnen jährlich – Tendenz steigend. Die Internationale Energieagentur (IEA) geht bis 2050 von bis zu 42,8 Mrd. Tonnen pro Jahr aus. Die Dekarbonisierung, also die Vermeidung von CO₂-Emissionen, ist deshalb besonders wichtig, um den Klimawandel und seine Folgen zu begrenzen.
Erneuerbare Energien als Alternative
Erneuerbare Energien, zum Beispiel aus Photovoltaik- oder Windkraftanlagen, emittieren deutlich weniger Treibhausgase als Kraftwerke mit fossilen Energieträgern. Sie werden beispielsweise beim Aufbau der Photovoltaik- oder Windkraftanlagen oder bei ihrer Wartung in geringen Mengen freigesetzt.
Eine Ausnahme stellt die Biomasse dar. Bei ihrer Nutzung in Biomasseheizkraftwerken, Biogasanlagen oder als alternativer Treibstoff für Kraftfahrzeuge wird CO₂ freigesetzt. Diese Emissionen werden allerdings beim Anbau der verwendeten Pflanzen gebunden. In manchen Ländern wird für den Anbau von Biomasse ökologisch wertvolle Fläche gerodet. Das verschlechtert deren Ökobilanz drastisch. In Deutschland ist das aber nicht der Fall.
Vor- und Nachteile erneuerbarer Energien
Vorteile
Nachteile
Wie viel Strom wird in Deutschland durch erneuerbare Energien erzeugt?
Erneuerbare Energien sind mittlerweile die wichtigste Stromquelle für Deutschland. Im vergangenen Jahr betrug ihr Anteil an der Bruttostromerzeugung fast 52 Prozent. Unter allen erneuerbaren Energien entfällt der Löwenanteil der Stromerzeugung in Deutschland auf die Windkraft. Windkraftanlagen an Land (Onshore), Photovoltaik- sowie Biomasseanlagen erzeugten 2023 den meisten Strom in Deutschland. Aber auch Strom aus Windkraftanlagen auf See (Offshore) nimmt zu: in nur zehn Jahren ist die Bruttostromerzeugung von 0,9 auf 23,8 Terawattstunden gewachsen – ein Plus von rund 2.500 Prozent. Übrigens: Weltweit liegt die Wasserkraft bei der Stromerzeugung vorne. In Deutschland hat ihr Ausbau wenig Steigerungspotential.
Bruttostromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland
Quellen: BDEW; ZSW; Statistisches Bundesamt; * Nur Erzeugung aus biogenem Anteil des Hausmülls (ca. 50 %).
Ausbauziele: Wohin will Deutschland?
Es gibt verschiedene Formen von erneuerbaren Energien, doch besonders für Wind- und Solarenergie gibt es ambitionierte Ausbauziele der Bundesregierung. Diese wurden mit dem im Sommer 2022 verabschiedeten Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) angehoben: Bis zum Jahr 2030 – also in nur sechs Jahren – soll 80 % des Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Energien stammen. Dafür muss sich die installierte Leistung von Offshore-Windanlagen im Vergleich zu heute mehr als verdreifachen, bei Onshore-Anlagen verdoppeln und bei Solarparks um mehr als das Doppelte ansteigen.
Geplanter Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland bis 2030
Quelle: BMWK; * Prognose
Windenergie
Im Vergleich zu anderen Ländern Europas ist Deutschland aktuell die Nation, mit der höchsten Stromerzeugung aus Windenergie. Aktuell gibt es an Land etwa 29.000 Windkraftanlagen - fast 20-mal mehr Anlagen als auf See. Bis 2030 soll die installierte Leistung von Onshore-Windanlagen von derzeit 61 GW auf 115 GW steigen. Dafür, müssten ab 2025 pro Jahr Anlagen mit 10 GW Leistung neu gebaut werden – also drei Mal mehr als im Jahr 2023 neu installiert wurden.
Um die Ausbauziele für Onshore-Windkraft zu erreichen, müssen vor allem mehr geeignete Flächen bereitgestellt und die Genehmigungsverfahren vereinfacht und beschleunigt werden. Allerdings sind neue Flächen für den Ausbau aufgrund der einzuhaltenden Regelungen wie z. B. Mindestabstände zur Wohnbebauung knapp. Deshalb ersetzt man verstärkt auch alte Anlagen durch leistungsstärkere. Durch dieses sogenannte Repowering ist eine Verdreifachung des Stromertrags möglich.
Großes Potenzial haben unterdessen Offshore-Windkraftanlagen: Denn verglichen mit dem Binnenland weht der Wind auf See deutlich stärker und konstanter – und damit der Stromertrag höher. Mit dem seit 2023 geltenden Windenergie-auf-See-Gesetz (WindSeeG) soll der Ausbau beschleunigt werden und sich die installierte Offshore-Leistung von derzeit 8,5 auf 30 GW erhöhen.
Solarenergie
Solarenergie boomt: 2023 wurden mehr als eine Million Photovoltaikanlagen neu installiert – vor allem auf deutschen Eigenheimen. Solche kleineren Anlagen machen etwa 50 Prozent aller Anlagen in Deutschland aus. Wesentlich größer und leistungsstärker sind die vielen Solarparks, die bundesweit gebaut werden. Sie leisten einen großen Beitrag zum Ausbau der Erzeugung aus erneuerbaren Energien. Trotz positiver Entwicklung, die Ausbauziele sind auch für Photovoltaik ambitioniert: bis 2030 soll sich die installierte Leistung von derzeit 82 auf 215 GW erhöhen.
Denn die Herausforderungen für Solarparks sind ähnlich wie für Windkraftanlagen: es braucht geeignete Flächen und schnellere Genehmigungsverfahren. Das neue „Solarpaket I“ setzt hier an und reduziert die Vorgaben für Bau und Betrieb von Photovoltaikanlagen, angefangen von Eigenheim-PV-Anlagen, Balkonkraftwerken über Gewerbedach-Anlagen bis hin zu großen Solarparks und speziellen Formen wie Agri-PV-Anlagen.
Wie kann Strom aus Wind und Sonne besser genutzt werden?
Anlagenentwicklung und Netzausbau
Neben der Entwicklung effizienterer Anlagen zur Energiegewinnung spielt vor allem der Netzausbau eine große Rolle. Schließlich muss die dezentral erzeugte Energie auch beim Verbraucher ankommen. Gerade der Ausbau des Verteilnetzes ist von großer Bedeutung für die Umsetzung der Energiewende. Hier ist ein erheblicher Ausbaubedarf entstanden, der deutschlandweit viele tausend Kilometer an Hochspannungsleitungen umfasst.
Die Politik hat die Wichtigkeit des Themas zwar erkannt und bereits einige Beschleunigungsmaßnahmen, wie die Festschreibung des überragenden öffentlichen Interesses am Netzausbau umgesetzt. Es sind aber noch weitere Anstrengungen nötig, um den immensen Ausbaubedarf in angemessener Zeit bewältigen zu können.
Energie speichern statt abschalten
Ein zentrales Thema bei den erneuerbaren Energien ist die Speicherung der erzeugten Energie. Warum? Oft wird mehr Strom produziert, als benötigt wird – dann steht auch mal ein Windrad still. Damit dieser Strom nicht verloren geht, braucht es genügend Speichermöglichkeiten. Hier bieten sich zum Beispiel Batteriespeicher an den Anlagen an. Die EnBW plant ihre Solarparks daher standardmäßig mit Speicher, sofern es die Gegebenheiten vor Ort zulassen. Ist die Auslastung im Netz hoch, kann die Einspeisung des Parks reduziert werden – Strom wird gespeichert. Ist dagegen die die Nachfrage besonders hoch, können kurzfristig zusätzliche Strommengen abgerufen und ins Netz eingespeist werden. Eine spezielle Form von Batteriespeichern wird im Solarpark Rot an der Rot verbaut: Sogenannte Second-Life-Batteriespeicher, die aus Akkus bestehen, die ursprünglich in Elektrofahrzeugen verbaut waren, sind besonders nachhaltig. Denn so werden die verwendeten Rohstoffe noch länger genutzt – ein elementarer Schritt in der Kreislaufwirtschaft von Batterien.
Aber auch mit der Kraft des Wassers lässt sich Energie speichern. Pumpspeicherkraftwerke nutzen „überschüssigen“ Strom, um Wasser in einen höher gelegenen Speicher, etwa einen Stausee, zu pumpen. Die Energie wird so gespeichert. Bei Bedarf lässt man das Wasser abwärts durch die Turbinen strömen und erzeugt erneut Strom.
Was tut der Gesetzgeber, um den Ausbau voranzubringen?
Der Ausbau und die Förderung der erneuerbaren Energien ist für die derzeitige Regierungskoalition eine zentrale Säule der Energiewende-Strategie in Deutschland. Die Basis für die Förderung von Strom aus regenerativen Quellen ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz 2023 (EEG). Ziel ist es, bis zum Jahr 2030 mindestens 80 Prozent des Bruttostromverbrauchs aus erneuerbaren Energien zu decken. Bis 2050 soll der gesamte Strom, der in Deutschland erzeugt oder verbraucht wird, klimaneutral produziert werden. Damit wird das EEG 2023 erstmalig konsequent auf das Erreichen des 1,5-Grad-Ziels nach dem Pariser Klimaabkommen ausgerichtet.
Neben dem EEG gibt es viele weitere Gesetze, die den Ausbau der erneuerbaren Energien fördern und Teilaspekte regeln.
- Das Anfang 2023 in Kraft getretene Gesetz zur Erhöhung und Beschleunigung des Ausbaus von Windenergieanlagen (WaLG) ist einmalig: zum ersten Mal werden verbindliche Flächenziele auf Bundesebene vorgeschrieben, an die sich alle Bundesländer halten müssen. Bis Ende 2027 müssen 1,4 Prozent, bis 2032 zwei Prozent erreicht sein. Das Gesetz trägt daher maßgeblich zu einem beschleunigten Ausbau der Windenergie bei.
- Mit dem Windenergie-auf-See-Gesetz (WindSeeG) sollen vor allem Planungs- und Genehmigungsverfahren beschleunigt werden. Es ermöglicht erstmals auch die Ausschreibung kleinerer Flächen für Anlagen mit einer Leistung ab 500 Megawatt.
- Das im April 2024 verabschiedete „Solarpaket I“ der Bundesregierung vereinfacht den Bau und Betrieb von Photovoltaikanlagen, egal wie groß sie sind. Für Balkonkraftwerke entfällt beispielsweise die Anmeldung beim Netzbetreiber und die Registrierung bei der Bundesnetzagentur wurde auf wenige, einfach einzugebende Daten beschränkt. Außerdem wird es für Vermieter*innen einfach, den in Mehrfamilienhäusern erzeugten Strom direkt von den Dächern an die Bewohner*innen zu verteilen (Mieterstrom). Für PV-Anlagen auf Gewerbedächern (ab 40 kW) wird die Förderung um 1,5 Cent/kWh angehoben. Auch entfällt die Direktvermarktungspflicht für Großanlagen.