Spätestens seit der Nuklearkatastrophe von Fukushima im Jahr 2011 steht das Thema Energiewende in Deutschland und anderen Ländern fest auf der Agenda. Politik und Gesellschaft wollen weg von der Kohle, der Atomausstieg bis 2023 ist in der Bundesrepublik beschlossen, erneuerbare Energien sind auf dem Vormarsch. Und mit der „Fridays for Future“-Bewegung hat das Thema Energiewende an neuer Kraft gewonnen. Doch wie sehen die konkreten Entwicklungen im Strom- und Wärmesektor sowie in der Mobilität aus? Was bereits in Sachen Energiewende geschehen ist und welche Entwicklungen in Zukunft warten, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Das ist der Status quo in der Energiewende in Deutschland

Geht es heutzutage um das Thema Energiewende, so drehen sich die meisten Diskurse um Treibhausgase und Energieverbrauch. Hierbei gibt es von Seiten der deutschen Politik bereits konkrete Ziele für die kommenden Jahre. So sollen die Treibhausgasemissionen im Vergleich zum Jahr 1990 bis 2020 um mindesten 40 Prozent reduziert werden, bis 2030 sogar um 55 Prozent. Zwanzig weitere Jahre später visiert das Land eine Reduktion der Treibhausgasemissionen von bis zu 95 Prozent an.

Gleichzeitig soll der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch steigen. Anvisiert werden dabei 18 Prozent bis zum nächsten Jahr, 30 Prozent bis 2030 sowie 60 Prozent bis 2050. Damit hat sich die Bundesrepublik feste Ziele gesteckt, die die Energiewende maßgeblich vorantreiben sollen. Und auch in den vergangenen Jahren hat der Energiemarkt bereits einige einschneidende Veränderungen mitgemacht.

Das bedeutet der Ausstieg aus Kohle- und Atomkraft für den Energiemarkt

Um die Energiewende voranzutreiben, soll in Deutschland 2023 der letzte Atommeiler vom Netz gehen. Aktuell geht die Politik davon aus, dass sich die fehlenden Leistungen ohne Probleme kompensieren lassen. Kommt der Kohleausstieg wirklich in der anvisierten Form, würde das Folgendes bedeuten:

Im Jahr 2018 wurden in Deutschland ca. 37 % der erzeugten Strommenge aus Braun- und Steinkohle sowie 14 % aus Atomkraft produziert. Die Kohlekraftwerke bringen es dabei auf eine Anschlussleistung von knapp 43 GW (Atomkraft ca. 9,5 GW). Zum Vergleich: Alle in Deutschland installierten Kraftwerke zusammen haben knapp 207 GW. Neben den knapp 10 GW Atomkraft müssen laut Kohlekommission bis zum Jahr 2023 noch 13 GW Kohlekraft stillgelegt werden, bis 2038 die gesamten 43 GW Kohlekraft vom Netz sind.

Diese Leistungen müssen jedoch erst einmal durch geeignete Maßnahmen, wie zum Beispiel durch den Ausbau erneuerbarer Energien und der zu ihrer Verteilung notwendigen Netze oder der Kraft-Wärme-Kopplung, „aufgefangen“ werden – was enorme Anstrengungen erfordert.

Ausbaufähig oder gut dabei? Hier steht der Energiemarkt aktuell

Generell lässt sich sagen, dass erneuerbare Energien einen zunehmend größeren Einzug in den Stromsektor haben. So ist ihr Anteil hier zwischen 2014 und 2018 von 27,4 Prozent auf 37,8 Prozent gestiegen. Die weitere Tendenz ist positiv. Im Sektor Mobilität hingegen sieht die Entwicklung anders aus. Statt Zuwachs bestimmt hier Stagnation das Feld. Kaum mehr als 5 Prozent der Energie stammen hier aus erneuerbaren Quellen. Mit 13,9 Prozent ist der Anteil der erneuerbaren Energien im Wärmesektor seit 2014 sogar um 0,3 Prozent gesunken. Um die ersten Ziele der Energiewende erreichen zu können, reicht das noch nicht aus. Zudem zeigt der Klimaschutzbericht des Bundesumweltministeriums von 2017, dass Deutschland sogar sein erstes Ziel bis 2020 verfehlen wird.

Quelle: Umweltbundesamt (UBA) auf Basis AGEE-Stat, Stand 02/2019
Quelle: Umweltbundesamt (UBA) auf Basis AGEE-Stat, Stand 02/2019

Diese Ideen sollen die Energiewende in Deutschland vorantreiben

Prinzipiell sind sich Wissenschaft und Politik einig: Die sogenannten Treibhausgase, also beispielsweise Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4), haben den größten Einfluss auf die Erderwärmung. Diese klimaschädlichen Gase sind u.a. menschengemacht und wirken sich extrem negativ auf das Klima der Erde aus. Deswegen gibt es keine Alternative dazu, dass der Ausstoß dieser Gase stark reduziert werden oder ganz eliminiert werden muss. Denn die Konzentration der einzelnen Gase in der Atmosphäre sollte nicht weiter ansteigen. Alles andere würde die Energiewende massiv gefährden.

Darum gilt es, alle Energieerzeuger, die fossile Brennstoffe einsetzen, nach und nach in Richtung erneuerbare Energien zu führen. Dass der Anteil der erneuerbaren Energien im Stromsektor seit einigen Jahren stetig steigt, ist ein guter Start. Dennoch nimmt der CO2-Ausstoß in den letzten Jahren kaum ab. Um die Energiewende zum Erfolg zu führen, müssen sich deswegen maßgebliche Dinge ändern. Einen ersten Schritt hat das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gemacht.

Energiewende mit dem EEG – das steckt dahinter

Bereits seit 2000 gibt es das EEG, das die Bundesrepublik seitdem stetig aktualisiert und an die Entwicklungen der Energiebranche anpasst. Das EEG hat bereits dazu beigetragen, dass sich eine zunehmende Zahl an Stromerzeugern, die erneuerbare Energien nutzen, an das deutsche Netz hat anschließen lassen. Im Wärmesektor hingegen, wo das EEWärmeG richtungsweisend ist, gibt es nach wie vor weniger Anreize, um auf erneuerbare Energien zu setzen – und das, obwohl in diesem Sektor der größte Teil der Energie produziert und verbraucht wird. In Sachen Energiewende passiert hier nur wenig. Und auch der Bereich der Mobilität tut sich schwer beim Einsatz alternativer Brennstoffe und -antriebe.

Erste Ideen dafür, den überschüssigen, aus erneuerbaren Energien erzeugten Strom zu speichern und dann in andere Energieträger umzuwandeln, existieren schon seit Jahren. Doch die Natur als Energielieferant ist kein zuverlässiger Partner. So stellen zum Beispiel Wind und Sonne eine nicht regelbare Energieerzeugung dar. Zwar gibt es einige Tage, an denen ein Überschuss an der Stromerzeugung vorhanden ist, doch diese sind für die benötigte Energiemenge kaum ausreichend. Das erschwert die Energiewende zusätzlich.

Dennoch möchte Deutschland als erstes Industrieland gänzlich aus der Kohleenergie aussteigen, so die Erkenntnis aus der Kohlekommission. Das wäre ein erster wichtiger Schritt in Richtung Energiewende, denn bei der Verbrennung von Kohle entstehen massive CO2-Emissionen. Alternative Methoden der Energieerzeugung, wie beispielsweise durch Erdgas, sondern im Vergleich wesentlich weniger schädliche Gase ab.

Sektorenkopplung durch Power-to-X

Eine weitere alternative Technik zur Energiegewinnung steckt hinter der Sektorenkopplung durch Power-to-X. Das X ist an dieser Stelle ein Platzhalter für verschiedene Energieformen. In der Gesellschaft wird Power-to-X meist direkt mit Power-to-Gas verbunden. Gemeint ist eine Gaserzeugung mittels elektrischer Energie. Dabei unterscheidet man zwischen Power-to-H2 (Wasserstoff) und Power-to-CH4 (Methan). Das Interessante dabei: Strom, der in seiner Energieform eigentlich nicht speicherbar ist, lässt sich hier sektorenübergreifend nutzen und somit doch speichern. So kann beispielsweise aus Strom Gas erzeugt werden, der in einer Gastherme wiederum Wärme erzeugt oder ein erdgasbetriebenes Fahrzeug antreibt. Zudem lässt sich das Gas in BHKW- oder Gasturbinenkraft wieder verstromen.

Für die Energiewende in Deutschland ist das die perfekte Lösung – wäre da nicht der Wirkungsgrad. Bei der Umwandlung von Strom in „X“ ist mit den aktuellen Technologien noch ein sehr großer Verlust verbunden. Somit wäre es nur vertretbar, überschüssige erneuerbare Energien zur Umwandlung zu verwenden. Zudem ist auch die Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen fragwürdig, sodass ohne Zuschüsse und Förderungen derzeit nur ein paar wenige Pilotanlagen in Deutschland entstanden sind.

Die Rolle von Kraft-Wärme-Kopplung und Biogas

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) spielt beim Thema Energiewende eine wichtige Rolle. Denn bis das deutsche Energiesystem zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien läuft, braucht es eine regelbare fossile Energieerzeugung. Diese sollte möglichst effizient sein. An dieser Stelle hat die KWK ihre Schlüsselrolle gefunden. Sie nutzt den eingesetzten Brennstoff (überwiegend Erdgas) mit Wirkungsgraden von bis zu 95 Prozent und mehr. Auch Biogas stellt als Brennstoff eine ideale erneuerbare Energie dar. Es ist regel-, speicher- und transportierbar. So sind in Deutschland aktuell bereits mehrere tausend Anlagen in Betrieb. In Zeiten geringer Sonneneinstrahlung könnte Biogas damit einen Teil der Versorgung übernehmen.

Energiewende in Deutschland – die Chancen und Herausforderungen

Die Ziele sind definiert, doch trotzdem gibt es bei der Umsetzung einige Schwierigkeiten. Zwar sind alle Techniken erprobt und vorhanden, gleichzeitig bremsen aber viele Faktoren, den Durchbruch bremsen. Die Wirtschaftlichkeit ist dabei eine der größten Hemmschwellen. Denn solange Kohlestrom aus abgeschriebenen Kraftwerken günstig produziert und vermarktet wird, können es alternative Technologien ohne Förderungen und Zuschüsse nicht zur Marktreife schaffen. Hier gilt es, politische Randbedingungen vorzugeben, um das Thema schnellstmöglich anzugehen. Zudem sind die Baustellen in der deutschen Energiewende nicht nur wegen ihrer Vielzahl, sondern auch aufgrund ihrer Komplexität enorm schwierig zu meistern.

Fest steht: Auch in Zukunft wird es nicht die eine und einzig richtige Energieerzeugertechnologie geben. Ein Mix aus vielen Technologien, Energieformen und deren Kopplung sowie eine intelligente Vernetzung von Verbrauch und Erzeugung wird das Energiesystem der Zukunft darstellen und die Energiewende in Deutschland erfolgreich umsetzen.

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