Erneuerbare Energie

Energieträger aus nachhaltigen Quellen wie Sonnen-, Wasser- oder Windenergie nennt man erneuerbare Energie oder regenerative Energie. Dabei handelt es sich um Energiequellen, die sich auf natürliche Weise erneuern oder in einem unbegrenzten Ausmaß zur Verfügung stehen. Erneuerbare Energie umfasst eine Vielzahl von Quellen, die kontinuierlich nachwachsen oder aus dauerhaft vorhandenen natürlichen Prozessen gewonnen werden.

Diese Energiequellen ermöglichen eine umweltfreundliche Energiegewinnung, um den wachsenden Strombedarf nachhaltig zu decken. Dazu zählen beispielsweise auch Geothermie und Biomasse, ebenso wie die Sonne als wichtigste natürliche Quelle, die auch zur Wärmegewinnung genutzt werden können. Geothermie (auch Erdwärme genannt) liefert Wärme und kann auch zur Stromerzeugung genutzt werden, während Sonnenenergie und Windkraftanlagen die dezentrale Stromerzeugung vorantreiben.

Erneuerbare Energie ist klimafreundlich und wird deshalb im Sinne der Energiewende besonders gefördert. Der Umstieg von fossilen auf erneuerbare Energieträger strebt eine vollkommene CO₂-Neutralität in den Bereichen Strom- und Wärmeversorgung sowie Mobilität und Industrie bis zum Jahr 2050 an. Aktuelle Zahlen (Sprungmarke zu Erneuerbare Energie in Deutschland) zeigen, dass der Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch in Deutschland im ersten Halbjahr 2024 auf 57-58% gestiegen ist. Besonders die Solarenergie verzeichnet starke Zuwächse, während der Ausbau der Windenergie hinter den Zielen zurückbleibt. Mit dem kontinuierlichen Ausbau dieser Technologien steigt der Anteil erneuerbarer Energien an der Energieversorgung, um langfristig den gesamten Energiebedarf Deutschlands möglichst vollständig aus erneuerbaren Quellen zu decken. Laut Umweltbundesamt profitieren Menschen in Deutschland von dieser Entwicklung, da eine wachsende Nutzung erneuerbarer Energien zu mehr Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen wie Erdöl führt.

Erneuerbare Energie: Die Vorteile

Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen tragen regenerative Energien zur Reduzierung des Ausstoßes von Treibhausgasen bei. Der globale Temperaturanstieg, der durch den Treibhauseffekt entsteht, kann dadurch weiter eingedämmt werden. Die Nutzung erneuerbarer Energien bietet nicht nur ökologische Vorteile, sondern reduziert auch die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl und Gas. Politische Rahmenbedingungen, wie das "EEG 2023" und das "Wind-an-Land-Gesetz", fördern den Ausbau erneuerbarer Energien, um das 1,5-Grad-Ziel des Pariser Klimaschutzabkommens zu erreichen. Der Verzicht auf fossile Energieträger verringert die Abhängigkeit von endlichen Ressourcen und Preisschwankungen auf dem Weltmarkt. Biogas aus organischen Reststoffen kann nachhaltig zur Wärmegewinnung und in Blockheizkraftwerken zur kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden.

Erneuerbare Energie in Deutschland

Der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch in Deutschland lag im Jahr 2019 bei 42,1 %. Das ursprüngliche Ziel von 45 % bis 2025 wurde inzwischen durch deutlich ambitioniertere Ziele ersetzt. Das EEG 2023 sieht einen Anteil von mindestens 80 % erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch bis 2030 vor. Im Jahr 2023 wurden Rekordinvestitionen von 36,6 Milliarden Euro in erneuerbare Energien getätigt (Quelle Bundesamt), was die wachsende wirtschaftliche Bedeutung dieses Sektors unterstreicht. Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien leisten einen wichtigen Beitrag zur Stromversorgung und tragen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei. Um die Versorgungssicherheit auch bei volatiler Einspeisung zu gewährleisten, sind Maßnahmen wie der Ausbau von Speichertechnologien, die Modernisierung des Stromnetzes und der Einsatz flexibler Kraftwerke notwendig.

Die wichtigsten Quellen für erneuerbare Energien

In Deutschland steigt der Anteil von erneuerbaren Energien zur Erzeugung elektrischen Stroms stetig an.
Laut aktuellen Daten lag der Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch in den ersten drei Quartalen 2024 bei rund 56 Prozent.
Im Juni 2024 produzierten Photovoltaik-Anlagen erstmals über 10 Milliarden kWh Strom in einem Monat, und im Juli wurde dieser Rekord mit 10,6 Milliarden kWh noch einmal übertroffen.

Nach der Windkraft sind Strom aus Bioenergie wie Holz und Strom aus Photovoltaik-Anlagen  die wichtigsten Lieferanten für den deutschen Gesamtstrom-Mix.

Im ersten Halbjahr lag der Anteil von erneuerbaren Energien an der inländischen Stromproduktion sogar bei 61,5%.

• Windenergie: Mit 33,3% Anteil an der Gesamtstromerzeugung im ersten Halbjahr 2024 der wichtigste Energieträger. 73,4 Milliarden Kilowattstunden wurden produziert, ein Anstieg um 11,9% gegenüber dem Vorjahr.
• Solarstrom: Zweitwichtigste erneuerbare Quelle mit 13,9% Anteil an der Gesamtstromerzeugung. Im ersten Halbjahr 2024 wurden 30,5 Milliarden Kilowattstunden erzeugt, ein Zuwachs von 8,3%.
• Biomasse: Genaue Prozentzahlen für 2024 nicht angegeben, aber in den ersten drei Quartalen wurden rund 33 Milliarden Kilowattstunden erzeugt. Bleibt eine wichtige Quelle erneuerbarer Energie.
• Wasserkraft: Im ersten Halbjahr 2024 wurden 10,9 Milliarden Kilowattstunden erzeugt, was 5,0% der Gesamtstrommenge entspricht. Ein Anstieg um 13,5% gegenüber dem Vorjahr.

Quelle: Statistisches Bundesamt

Auch badenova setzt zu 100 % auf sauberen Ökostrom aus umweltfreundlicher Wasserkraft.

Innovative Technologien im Bereich der erneuerbaren Energien

Neben den Klassikern unter den nachhaltigen Energieerzeugern, wie Windrädern oder Photovoltaikanlagen, wird auch in moderne Technologien investiert, um alle gesteckten Klimaziele rasch verwirklichen zu können. Der Netzausbau und die Entwicklung von Speichertechnologien sind entscheidend, um mit dem Ausbau erneuerbarer Energien Schritt zu halten.  Neue Ansätze zur Energiespeicherung und Verteilung schaffen eine effizientere Nutzung der vorhandenen Ressourcen, indem sie den Einsatz erneuerbarer Energien optimieren.

Was ist die Power-to-Gas-Technologie?

Power-to-Gas (PtG) gilt als eine vielversprechende Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Sie ermöglicht die Speicherung von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien in Form von Gasen wie Wasserstoff oder Methan. Durch Elektrolyse wird mithilfe von Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Wasserstoff kann direkt genutzt oder in einem weiteren Schritt durch Zugabe von CO₂ in Methan umgewandelt werden (Methanisierung). Dieses synthetische Methan kann dann in das bestehende Erdgasnetz eingespeist und in den Sektoren Mobilität, Wärmeerzeugung und Industrie verwendet werden. PtG erweitert die Möglichkeiten der Energiespeicherung und trägt zur Flexibilisierung des Energiesystems bei. Allerdings sind die Effizienz und die Kosten der PtG-Technologie noch immer Herausforderungen, die durch weitere Forschung und Entwicklung adressiert werden müssen.

Ein Beispiel für die praktische Umsetzung dieser Technologie ist die Wohnanlage der Stadtwerke Augsburg. Hier wurde die erste dezentrale Power-to-Gas-Anlage in Deutschland speziell für Wohngebäude installiert. Diese Anlage versorgt 70 Wohneinheiten mit selbst produziertem PV-Strom, der sowohl für Strom als auch für Wärme genutzt wird. Dabei werden die CO₂- und Stickoxid-Emissionen um mindestens 70 % reduziert. Dank der Integration eines Blockheizkraftwerks, von Brennwertkesseln und eines Wärmespeichers wird ein beeindruckender Nutzungsgrad von 90 % erreicht.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), eingeführt im Jahr 2000, bildet den Grundstein für den Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland. Es garantiert die bevorzugte Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Quellen in das öffentliche Stromnetz und legt die Fördermechanismen fest. Im Laufe der Jahre wurde das EEG mehrfach novelliert, um den sich ändernden Rahmenbedingungen und den steigenden Ausbauzielen gerecht zu werden. Das sogenannte "Solarpaket I" umfasste beispielsweise Maßnahmen zur Vereinfachung der Installation und des Betriebs von Photovoltaikanlagen (genaue Maßnahmen einfügen).

Bis Mitte 2022 wurde die Förderung der erneuerbaren Energien durch die EEG-Umlage finanziert, die von den Stromverbrauchern getragen wurde. Seit dem 1. Juli 2022 ist die EEG-Umlage jedoch abgeschafft. Die Finanzierung des Ausbaus erneuerbarer Energien erfolgt nun über den Bundeshaushalt, der unter anderem aus Einnahmen des CO₂-Preises gespeist wird.

Erneuerbare Energien: Der Schlüssel zu einer nachhaltigen Zukunft

Die Studie „Energiesystem Deutschland 2050“ des Fraunhofer Instituts zeigt, dass eine Reduktion der CO₂-Emissionen um 80-95 % bis 2050 sowohl technisch machbar als auch wirtschaftlich tragbar ist. Erneuerbare Energien, insbesondere Wind- und Solarenergie, werden dabei zur Hauptsäule der Energieversorgung.
Strom wird zukünftig nicht nur den Stromsektor dominieren, sondern auch zentral für die Wärmeversorgung und Mobilität sein. Um die ambitionierten Klimaziele der Energiewende zu erreichen, ist ein umfassender Umbau des Energiesystems erforderlich. Hierzu zählen:

• Konsequente Effizienzmaßnahmen: Energieverluste müssen in allen Bereichen minimiert werden, um die Nutzung erneuerbarer Ressourcen zu maximieren.
• Sektorübergreifende Optimierung: Die Integration von Strom, Wärme und Verkehrssystemen wird notwendig sein, um Synergien optimal zu nutzen.
• Elektrifizierung des Verkehrssektors: Der Umstieg auf Elektromobilität wird einen erheblichen Beitrag zur CO₂-Reduktion leisten.
• Industrieumstellung auf erneuerbare Energien: Industrielle Prozesse müssen zunehmend auf grünen Strom und andere nachhaltige Energieträger umgestellt werden.

Diese Maßnahmen unterstreichen das Potenzial erneuerbarer Energien, nicht nur zur Erreichung von Klimazielen, sondern auch zur langfristigen Sicherung einer stabilen und nachhaltigen Energieversorgung.