Erneuerbare Energien

Energiebedingte Umweltbelastungen, zu denen vor allem energiebedingte Treibhausgasemissionen sowie der fortschreitende Verbrauch endlicher Energieressourcen zählen, erfordern den Umbau unseres Energiesystems im Sinne einer nachhaltigen und zukunftsfähigen Entwicklung. Neben dem Einsparen von Energie und der Steigerung der Effizienz der Energieerzeugung ist die Nutzung erneuerbarer Energien eine zentrale Säule eines nachhaltigen Energiesystems. Daher ist es dringend erforderlich, die Nutzung der Solarenergie, der Wind- und Wasserkraft, der Biomasse und der Geothermie entscheidend voranzubringen.

Anteile der erneuerbaren Energien am Primär- und Endenergieverbrauch 2008

Die bisher erreichten Anteile erneuerbarer Energien unterscheiden sich je nachdem, ob als Bezugsgröße der Primär- oder der Endenergieverbrauch gewählt werden. Der Primärenergieverbrauch ist definiert als Summe der inländischen Gewinnung sowie dem Saldo aus Im- und Exporten von Primärenergieträgern abzüglich Hochseebunkerungen und Lagerbestandsveränderungen. Verwendungsseitig betrachtet entspricht er dem Endenergieverbrauch in den Sektoren Industrie, Verkehr, Haushalte und Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) zuzüglich den bei der Umwandlung von Primärenergieträger in Sekundärenergieträger wie Strom, Fernwärme, Heizöl, Benzin, Diesel anfallenden Verluste einschließlich Leitungsverluste sowie dem nicht-energetischen Verbrauch von Energieträgern. Der Endenergieverbrauch hingegen steht den genannten Endverbrauchern unmittelbar zur Erzeugung von Nutzenergie - z. B. Raumwärme, Beleuchtung, Transport - zur Verfügung.

In den letzten Jahren zeichnete sich bei den erneuerbaren Energien ein verstärkter Aufwärtstrend ab. Der Anteil am gesamten Primärenergieverbrauch betrug im Jahr 2008 nach vorläufigen Angaben des Bundesumweltministeriums [1] insgesamt 7,1 % (nach Wirkungsgradmethode). Er setzt sich aus den Anteilen am Primärenergieverbrauch zur Stromerzeugung (3,3 %), zur Wärmeerzeugung (2,8 %) und zum Kraftstoffverbrauch (1,0 %) zusammen.

Bezogen auf den Endenergieverbrauch hatten die erneuerbaren Energien im Jahr 2008 einen Anteil von 9,7 % am gesamten Endenergieverbrauchs [1]. Dieser setzt sich zusammen aus Anteilen von 14,8 % am Bruttostromverbrauch, 7,7 % am Endenergieverbrauch zur Wärmebereitstellung und 6,1 % am Kraftstoffverbrauch.

Siehe Tab. „Anteil erneuerbarer Energien (EE), jeweils bezogen auf den gesamten Primärenergieverbrauch“ und „Anteil erneuerbarer Energien (EE) am Endenergieverbrauch (EEV)“

Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energieträgern 2008

Die Bereitstellung von Strom, Wärme und Kraftstoffen aus erneuerbaren Energien hat sich von rd. 82 TWh im Jahr 1998 auf rd. 238 TWh im Jahr 2008 nahezu verdreifacht. Bedeutende Beiträge zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien (rd. 91,4 TWh) leisten vor allem die Windenergie mit rd. 44 %, der gesamte Bereich der energetischen Biomassenutzung mit rd. 28 %  und die Wasserkraft mit rd. 23 %. Die Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien (rd. 108,7 TWh) hingegen wird mit rd. 94 % von der energetischen Biomassenutzung (hauptsächlich Brennholz) dominiert. Die Endenergiebereitstellung aus biogenen Kraftstoffen (rd. 37,7 TWh) stammt zu fast drei Vierteln (rd. 76 %) aus Biodiesel (siehe Abb. „Endenergiebereitstellung aus erneuerbaren Energieträgern 2008“).

Ausbauziele der erneuerbaren Energien

Deutschland und die EU haben zum Ausbau der erneuerbaren Energieträger konkrete Ziele festgelegt.

Der EU-Ministerrat hat im März 2007 beschlossen, den Anteil aller erneuerbarer Energien (Strom, Wärme und Kraftstoffe) am Brutto-Endenergieverbrauch in der Gemeinschaft bis zum Jahr 2020 auf 20 % anzuheben. Mit der 2009 in Kraft getreten EU-Richtlinie (2009/28/EG) zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen wurde dieses europäische Gesamtziel in nationale Ausbauziele überführt. Der Anteil aller erneuerbaren Energien am Brutto-Endenergieverbrauch in Deutschland soll demnach bis 2020 auf 18 % steigen [2].

Die Bundesregierung hat auf ihrer Kabinettsklausur am 23.8.2007 in Meseberg beschlossen, den Ausbau aller erneuerbaren Energien (Strom, Wärme und Kraftstoffe) kontinuierlich zu erhöhen [3]. Umgesetzt wurde dieser Beschluss insbesondere durch die am 01.01.2009 in Kraft getretenen Erneuerbare-Energien-Gesetz sowie Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz. Der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch soll demnach von derzeit ca. 15 % bis 2020 auf mindestens 30 % verdoppelt werden. Der Anteil erneuerbarer Energien im Wärmebereich soll bis 2020 auf 14 % steigen. Der Anteil der Biokraftstoffe soll bis 2020 so weit erhöht werden, dass dadurch die Treibhausgasemissionen um 7 % gegenüber dem Einsatz fossiler Kraftstoffe reduziert werden; das entspricht etwa einem Anteil von 12 % energetisch.

Die Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung formuliert zudem das Ziel, bis 2010 gegenüber 2000 einen Anteil der erneuerbaren Energien am Primärenergieverbrauch von 4,2 % zu erreichen. Dieser Zielwert wurde 2008 bereits um 2,9 Prozentpunkte übertroffen (siehe Abb. „Anteil erneuerbarer Energien (EE) am gesamten Primärenergieverbrauch und gesamten Bruttostromverbrauch“). Bis 2050 soll zudem die Hälfte des deutschen Energiebedarfs aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden.

Einsatz erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung

Ursächlich für den starken Ausbau der erneuerbaren Energien im Stromsektor ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Es verpflichtet die Stromnetzbetreiber, Anlagen zur erneuerbaren Energien unverzüglich und vorrangig anzuschließen und den erzeugten Strom vorrangig abzunehmen und zu übertragen sowie Mindestvergütungen dafür zu zahlen.

Im Jahr 2008 produzierten Stromversorger und private Anlagenbetreiber etwa 91,4 TWh Strom aus Wasserkraft, Windkraft, Biomasse, Sonnenenergie (Photovoltaik) und Geothermie (siehe Abb. „Struktur der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“).

Der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch stieg damit von 1998 bis 2008 von 4,8 % auf 14,8 % an, der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen am gesamten Primärenergieverbrauch stieg in demselben Zeitraum von 0,8 % auf 3,3 %. Damit hat Deutschland sein Ziel, den Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch bis 2010 auf mindestens 12,5 % zu steigern, bereits jetzt deutlich übertroffen.

Zum Wachstum der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien trug in den letzten Jahren besonders die Windenergienutzung bei, deren installierte Kapazität sich von 2 875 MW im Jahr 1998 auf 23 894 MW im Jahr 2008 erhöhte. Die Stromerzeugung aus Windenergie nahm von 4 489 GWh im Jahr 1998 auf 40 400 GWh im Jahr 2008 zu und löste ab dem Jahr 2004 die Wasserkraft als wichtigste erneuerbare Energiequelle zur Stromerzeugung ab.

Obwohl der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien zunimmt, ist der absolute Zuwachs des Bruttostromverbrauchs seit 1999 größer als der Zuwachs der erneuerbaren Energien. Auch mit dem ab 1999 verstärkten Anstieg der Strombereitstellung aus Erneuerbaren Energieträgern konnte der wachsende Stromverbrauch bis 2007 noch nicht kompensiert werden (siehe Abb. „Kumulierter Zuwachs am Stromverbrauch und kumulierte Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern“). Wenn jedoch der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch weiterhin zunimmt und der Bruttostromverbrauch nicht stärker steigt, kann der Stromverbrauch zunehmend durch die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden. Aus diesem Grund ist eine Minderung des Bruttostromverbrauchs durch Erschließen der umfangreichen Effizienzpotenziale dringend notwendig, um die langfristigen Ziele einer nachhaltigen Energieversorgung zu erreichen und die Abhängigkeit von fossilen Energiequellen zu vermindern.

Die durch Nutzung erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung vermiedenen CO₂-Emissionen betrugen im Jahr 2008 rund 74,4 Mio. t (siehe Tab. „Vermeidung von CO₂-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien für die Stromerzeugung“).

Einsatz erneuerbarer Energien zur Wärmerzeugung

Die Steigerung des Einsatzes erneuerbarer Energien zur Wärmeerzeugung in den letzten Jahren ist hauptsächlich dem Marktanreizprogramm zu verdanken, das vor allem die Wärmeerzeugung aus Biomasse, Solarthermie und Geothermie fördert. Darüber hinaus fördern Bund und Länder im Rahmen verschiedener weiterer Förderprogramme Investitionen für erneuerbare Energien. Zusätzlich trug das fortwährende Ansteigen der Preise für Heizöl und andere fossile Brennstoffe zu einer weiteren Steigerung der Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern bei (siehe Tab. „Anteil erneuerbarer Energien an der gesamten Wärmebereitstellung in %“).

2008 stammten rd. 108,7 TWh Wärme aus erneuerbaren Energien. Den größten Anteil hatte mit rd. 102 TWh dabei die gesamte Biomasse. Solarthermie und Geothermie trugen rd. 4,1 TWh und rd. 2,5 TWh bei. Insgesamt lag der Anteil der erneuerbaren Energien an der Wärmebereitstellung damit bei 7,7 % (siehe Abb. „Struktur der Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien“).

Der überwiegende Teil des Anstiegs der erneuerbaren Wärmebereitstellung in den letzten Jahren ist auf die zunehmende energetische Biomassenutzung (v.a. Holz) in Haushalten, in Heiz(kraft)werken und in der Industrie zurückzuführen.

Durch die Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärmebereitstellung ließen sich im Jahr 2008 CO₂-Emissionen in Höhe von rd. 25,2 Mio. t vermeiden (siehe Tab. „Vermeidung von CO₂-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien für die Wärmeerzeugung“).

Biogene Kraftstoffe

Seit einigen Jahren werden im Verkehrssektor verstärkt biogene Kraftstoffe eingesetzt. Es handelt sich dabei um Pflanzenöle, Biodiesel und Bioethanol, die sowohl in Reinform (insb. Pflanzenöle) verwendet als auch konventionellen Kraftstoffen (insb. Biodiesel und Bioethanol) beigemischt werden.

Im Jahr 2008 wurden insgesamt 37,7 TWh Biokraftstoffe verbraucht, davon waren 28,7 TWh Biodiesel, 4,6 TWh Bioethanol und 4,4 TWh Pflanzenöle. Das entsprach insgesamt einem Anteil am gesamten Kraftstoffverbrauch von 6,1 % (siehe Tab. „Anteil erneuerbarer Energien (EE) am Endenergieverbrauch (EEV)“).

Der Einsatz von Biokraftstoffen wurde von der Bundesregierung bislang in unterschiedlicher Weise gefördert. Mit dem zum 1.Januar 2007 in Kraft getretenen Biokraftstoffquotengesetz wurde die Mineralölsteuerbefreiung der Biokraftstoffe durch eine ordnungsrechtliche Vorgabe ersetzt. Damit werden Unternehmen, die Biokraftstoffe in Verkehr bringen, verpflichtet, einen Mindestanteil (Quote) des Kraftstoffabsatzes in Form von Biokraftstoffen abzusetzen. Mit dem Gesetz zur Änderung der Förderung von Biokraftstoffen wurden die Quoten bis 2014 angepasst sowie die bisher festgelegten kalorischen Mindestanteile ab 2015 durch eine Klimaschutzquote ersetzt. Demnach soll die Reduzierung der Treibhausgasemissionen durch Biokraftstoffe 3 % ab 2015, 4,5 % ab 2017 und 7 % ab 2020 betragen.

Biokraftstoffe tragen zur Minderung von Treibhausgas-Emissionen bei. Die Höhe Ihres Beitrags ist jedoch von zahlreichen Faktoren abhängig. Zu nennen sind insbesondere Art und Herkunft der Rohstoffe, Anbaubedingungen, Konversionsverfahren, Art der Energieversorgung der Konversionsanlage sowie direkte und indirekte Landnutzungsänderungen. Bei Berücksichtigung dieser Landnutzungsänderungen kann der Klimabeitrag sehr gering ausfallen bzw. sogar negativ werden. Im Jahr 2008 wurden durch die Nutzung biogener Kraftstoffe – ohne Berücksichtigung von Landnutzungsänderungen – rd. 12 Mio. t CO₂ eingespart [1].

[1] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2008. Stand April 2009, www.erneuerbare-energien.de/inhalt/43815/5466

[2] Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (2009/28/EG)

[3] Eckpunkte für ein integriertes Energie- und Klimaprogramm. Beschlossen durch das Bundeskabinett auf seiner Klausurtagung in Meseberg am 23. August 2007, www.bmu.de/klimaschutz/downloads/doc/39875.php