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Erneuerbare Energien: Kennzahlen & Bedeutung im Überblick

Als "erneuerbar" oder „regenerativ" gilt laut gängigen Definitionen eine Energiequelle dann, wenn sie sich entweder kurzfristig von selbst erneuert oder ihre Nutzung nicht zur Erschöpfung der Quelle beiträgt. Man spricht dann auch von nachhaltig zur Verfügung stehenden Energieressourcen. Diese Definition der Erneuerbaren Energien trifft auf alle direkten Solarenergien zu, auf die indirekten Solarenergien wie Wind, Wasserkraft und Biomasse und auch auf Erdwärme und die Meeresenergien. Kernfusion ist nach dieser Definition keine erneuerbare Energie.

So entstehen Erneuerbare: Von der Primär- zur Sekundärenergie

Erneuerbare Energien entnehmen der Ökosphäre nur geringe Teile der natürlichen Energieströme. Zur Regenerierung steht die unerschöpfliche Kraft der Sonne bereit. Sonnenenergie lässt Pflanzen wachsen und Bioenergie entstehen. Die Sonne treibt das Wetter an, sorgt so für Wind und Niederschläge und schafft damit die Voraussetzungen für Wind- und Wasserkraft. Sonnenkollektoren, solarthermische Kraftwerke und Solarzellen nutzen die Sonnenstrahlung direkt ohne den Umweg über ein anderes Medium. Schließlich kann man auch die Geothermie anzapfen, eine Energie, die aus der Wärme des radioaktiven Zerfalls im Erdinneren und der noch von der Erdentstehung verbliebenen Bewegungsenergie stammt, oder man kann die Schwerkraft nutzen, die für die Gezeiten verantwortlich ist.

Erneuerbare Energien beziehen ihre Kraft vor allem aus der Sonnenstrahlung, aber auch aus dem Isotopenzerfall und der Restwärme der Erdentstehung im Erdinneren sowie der Gravitationskraft zwischen Erde und Mond (Grafik: energie-experten.org / BMUB)
Erneuerbare Energien beziehen ihre Kraft vor allem aus der Sonnenstrahlung, aber auch aus dem Isotopenzerfall und der Restwärme der Erdentstehung im Erdinneren sowie der Gravitationskraft zwischen Erde und Mond (Grafik: energie-experten.org / BMUB)

Globale Nutzung erneuerbarer Energien

Windkraft, Solarenergie, Wasserkraftwerke, Energie aus Biomasse und Geothermie sind das bisher erfolgreichste Mittel im Kampf gegen den Klimawandel, weil sie Energie bereitstellen, nahezu ohne das Klimagas Kohlendioxid (CO2) auszustoßen. Zudem verringern sie die Abhängigkeit von den immer knapper werdenden fossilen Rohstoffen, besonders von Öl und Gas. Und entschärfen die Krisen und Kriege rund um die Regionen, in denen sich heute die größten Vorkommen finden.

Die größten Potenziale zur Deckung des weltweit wachsenden Energiebedarfs werden vor allem der Wind- und Solarenergie zugeordnet. Daneben sind aber auch die Geothermie, Meeresenergie und moderne Verfahren der Biomassenutzung von Bedeutung. Insbesondere für die Entwicklungsländer sind die modernen Erneuerbare-Energien-Technologien ein Schlüsselfaktor, um die Armut zu bekämpfen, denn noch immer sind über eine Milliarde Menschen ohne Zugang zu elektrischem Strom (Stand: 2018).

Aufgrund des dezentralen Charakters können hier die erneuerbaren Energien zukünftig die Basisversorgung sichern, z. B. als netzferne Photovoltaikanlagen für den häuslichen Bedarf oder zur Dorfstromversorgung. Weltweit wurden allein im Jahr 2016 über 8 Millionen solcher Photovoltaik-Inselanlagen (sog. Off-Grid- oder Mini-Grid-Anlagen) verkauft. Erneuerbare Energien ermöglichen so mehr Menschen einen Zugang zu modernen Energieformen wie insbesondere Elektrizität, tragen zu verbesserten Lebensbedingungen bei und eröffnen wirtschaftliche Entwicklungschancen.

Ausbau Erneuerbarer Energien in Deutschland

Erneuerbare Energien zur Stromproduktion

Ende 2007 betrug der Anteil der Erneuerbaren am gesamten Endenergieverbrauch in Deutschland nach amtlichen Statistiken 9,8 Prozent. Das ist mehr als eine Verdreifachung seit 1997. Im Jahr 2008 hat sich der Anteil nach vorläufigen Zahlen der AG-EE-Stat auf Grund des höheren Endenergieverbrauchs auf 9,5 Prozent reduziert. 2016 erreichte der Anteil der erneuerbaren Energien am deutschen Bruttostromverbrauch bereits 31,7 Prozent. Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen betrug 2016 insgesamt 188,3 Milliarden Kilowattstunden.

Anteile erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch (BEEV) und Primärenergieverbrauch (PEV) (Quelle: Erneuerbare Energien in Zahlen - Nationale und internationale Entwicklung im Jahr 2016)
Anteile erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch (BEEV) und Primärenergieverbrauch (PEV) (Quelle: Erneuerbare Energien in Zahlen - Nationale und internationale Entwicklung im Jahr 2016)

Die Windenergie produzierte im Jahr 2017 ca. 104 TWh und lag ca. 32% über der Produktion von 78,6 TWh im Jahr 2016. Die Windenergie ist damit erstmals zweitstärkste Energiequelle nach der Braunkohle, aber vor der Steinkohle und der Kernenergie. Photovoltaikanlagen speisten im Jahr 2017 ca. 38,4 TWh in das öffentliche Netz ein. Gemeinsam produzierten Solar- und Windenergieanlagen im Jahr 2017 ca. 142 TWh und lagen damit in Summe erstmals vor Braunkohle, Steinkohle und Kernenergie. Die Wasserkraft produzierte ca. 20,5 TWh und aus Biomasse wurden ca. 47,5 TWh produziert. In Summe produzierten die Erneuerbaren Energiequellen Solar, Wind, Wasser und Biomasse im Jahr 2017 ca. 210 TWh.

Die Erneuerbaren Energiequellen liegen damit 15% über dem Niveau des Vorjahres (182 TWh). Der Anteil an der öffentlichen Nettostromerzeugung, d.h. dem Strommix, der tatsächlich aus der Steckdose kommt, lag bei ca. 38%. Der Anteil an der gesamten Bruttostromerzeugung einschließlich der Kraftwerke der „Betriebe im verarbeitenden Gewerbe sowie im Bergbau und in der Gewinnung von Steinen und Erden“ liegt bei ca. 35%.

Erneuerbare Energien zur Wärmeproduktion

Auch die Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärmeerzeugung hat kontinuierlich zugenommen. Ganz überwiegend basiert die Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmebereich auf Biomasse, hierzu zählt insbesondere die Nutzung von Scheitholz. 2016 betrug der Holzverbrauch privater Haushalte (einschließlich Holzpellets) 68 Milliarden Kilowattstunden. Weiter vorangeschritten ist auch die Nutzung von Erd- und Umweltwärme mit Hilfe von Wärmepumpen. Im Jahr 2016 wurden 11,3 Milliarden Kilowattstunden Wärme durch Wärmepumpen bereitgestellt. Die Wärmebereitstellung aus Solarthermie betrug 2016 rund 7,8 Milliarden Kilowattstunden.

Deutschland-Karte mit der regionalen Verteilung von Heizungen auf Basis erneuerbarer Energien wie Pelletfeuerungen, Solarwärmeanlagen und Wärmepumpen (Grafik: Deutscher Energieholz- und Pellet-Verband e. V.)
Deutschland-Karte mit der regionalen Verteilung von Heizungen auf Basis erneuerbarer Energien wie Pelletfeuerungen, Solarwärmeanlagen und Wärmepumpen (Grafik: Deutscher Energieholz- und Pellet-Verband e. V.)

CO2-Ersparnisse durch erneuerbare Energien

Der Ausbau erneuerbarer Energien trägt wesentlich zur Erreichung der Klimaschutzziele bei. Indem fossile Energieträger in allen Verbrauchssektoren (Strom, Wärme und Verkehr) zunehmend durch erneuerbare Energien ersetzt werden, sinken die energiebedingten Treibhausgasemissionen. Berechnungen des Umweltbundesamtes haben ergeben, dass der Einsatz erneuerbarer Energien im Jahr 2016 insgesamt Treibhausgasemissionen in Höhe von 160 Mio. Tonnen CO2-Äquivalente vermieden hat.

Davon sind 74,5 Prozent der Strombereitstellung durch erneuerbare Energien zuzurechnen. Im Bereich der Wärme- und Kältebereitstellung wurden durch erneuerbare Energien 34,5 Mio. Tonnen CO2-Äquivalente (21,6 Prozent) und im Kraftstoffbereich 6,3 Mio. Tonnen CO2-Äquivalente (3,9 Prozent) vermieden.

Vermiedene Treibhausgasemissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Jahr 2016 (Grafik: Umweltbundesamt - "Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger - Bestimmung der vermiedenen Emissionen im Jahr 2016")
Vermiedene Treibhausgasemissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Jahr 2016 (Grafik: Umweltbundesamt - "Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger - Bestimmung der vermiedenen Emissionen im Jahr 2016")

Kosten und Förderung des Ausbaus Erneuerbarer Energien

Kostenfaktoren und Kostenindikatoren

Die Kosten des Ausbaus der erneuerbarer Energien sind von einer Reihe von Faktoren abhängig, die wiederum selbst im Gesamtkontext der Energieerzeugung systemisch miteinander interagieren. Die Erhöhung des Erneuerbarer Energien-Anteils selbst erfolgt über einen Kapazitätszubau, der sich in der Regel an Kostengesichtspunkten orientiert und dabei über die globale Marktentwicklung bzw. Lerneffekte auf die Kosten rückwirkt.

Wenn von den „Kosten des EE-Ausbaus“ gesprochen wird, sind laut einer Studie des Forum Ökologisch-Soziale Marktwirtschaft e.V. (FÖS) "Was die Energiewende wirklich kostet" Angaben zu den Gesamtkosten der Stromerzeugung oder zu den EEG-Differenzkosten keine geeigneten Indikatoren. Entscheidend sind vielmehr die Nettokosten, die eine Stromerzeugung aus steigenden Anteilen erneuerbarer Energien gegenüber der konventionellen Stromversorgung verursacht.

In den Nettokosten werden die vermiedenen externen Kosten als Nutzenwirkung, die als Kern und Treiber hinter dem Großprojekt Energiewende stehen, vollständig gegengerechnet. Für eine umfassende Bilanz sollten auch systembedingte Integrationskosten einbezogen werden, die eine Umstellung insbesondere auf fluktuierende EE mit sich bringt.

Kostenentwicklung erneuerbarer Energien in Deutschland

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben in ihrer vierten Studien-Auflage "Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien - März 2018" die aktuellen Gestehungskosten für Strom aus erneuerbaren Energien analysiert und die die weitere Kostenentwicklung auf Basis von technologiespezifischen Lernraten und Marktszenarien bis zum Jahr 2035 prognostiziert. Im Ergebnis zeigt sich, dass die Gestehungskosten für Strom aus erneuerbaren Energien kontinuierlich sinken und damit kein Hindernis für eine CO2-freie Stromerzeugung darstellen. Neu errichtete Photovoltaik-Anlagen und Onshore-Windenergieanlagen an günstigen Standorten sind bereits heute günstiger als fossile Kraftwerke!

Stromgestehungskosten für erneuerbare Energien und konventionelle Kraftwerke an Standorten in Deutschland im Jahr 2018 (Grafik: Fraunhofer ISE)
Stromgestehungskosten für erneuerbare Energien und konventionelle Kraftwerke an Standorten in Deutschland im Jahr 2018 (Grafik: Fraunhofer ISE)

Sektorale Förderung in Deutschland

Das im Jahr 2000 in Kraft getretene und seitdem mehrfach novellierte Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) hatte das Ziel, den jungen Technologien wie Windenergie- und Photovoltaikanlagen durch eine garantierte Abnahme und feste Vergütungen den Markteintritt zu ermöglichen. Es hat damit den Grundstein für den Ausbau der erneuerbaren Energien (EE) im Stromsektor geschaffen und sie von einer Nischenexistenz zur tragenden Säule der deutschen Stromversorgung gemacht. Mit einem Anteil von 31,7 Prozent am Bruttostromverbrauch im Jahr 2016 sind die erneuerbaren Energien nunmehr wichtigster Energieträger im Strombereich.

Wesentliches Instrument für den Wärme-/Kältebereich ist darüber hinaus das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG), welches durch das Marktanreizprogramm (MAP) hinsichtlich der finanziellen Förderung ergänzt wird.

Der Einsatz erneuerbarer Energien im Verkehrsbereich schließlich wird weitgehend durch das Biokraftstoffquotengesetz bestimmt. Für den Einsatz von EE-Strom im Verkehr sind zudem die Elektromobilitätsstrategie und seit dem Jahr 2016 die Kaufprämie für Elektrofahrzeuge zu nennen.

Arbeitsmarkt: Zahl der Beschäftigten in den erneuerbaren Energien

Im Jahr 2016 waren 338.600 Menschen im Bereich erneuerbare Energien beschäftigt. Zugpferd ist vor allem die Windbranche. (Grafik: energie-experten.org)
Im Jahr 2016 waren 338.600 Menschen im Bereich erneuerbare Energien beschäftigt. Zugpferd ist vor allem die Windbranche. (Grafik: energie-experten.org)

Von den knapp 690.000 Beschäftigten in der deutschen Energiewirtschaft im Jahr 2016 arbeitete mit 338.600 knapp die Hälfte im Bereich der erneuerbaren Energien. Insgesamt ist die Beschäftigung, die aus den Aktivitäten der Energiewirtschaft resultiert, seit dem Jahr 2000 durch den Ausbau der erneuerbaren Energien gestiegen. (Quelle: Studie "Ökonomische Indikatoren des Energiesystems" vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) und der Gesellschaft für Wirtschaftliche Strukturforschung (GWS))

Im Bereich der erneuerbaren Energien ist die Zahl der Beschäftigten 2016 erstmals wieder leicht angestiegen. Mit 338.600 Beschäftigten arbeiteten hier 10.000 Personen mehr als im Jahr davor. Zuwachs gab es, wie schon in den vergangenen Jahren, in der Windenergiebranche. Die Zahl der Beschäftigten liegt hier mit 160.000 auf einem Allzeithoch. Rückgänge verzeichnete die Branche nach wie vor im Bereich der Sonnenenergie. Betrachtet man die Beschäftigungszahlen im Bereich der erneuerbaren Energien seit dem Jahr 2000, fällt vor allem im Bereich Solarenergie der drastische Anstieg bis 2011 sowie der darauf folgende Rückgang auf. Vergleichsweise kontinuierlich positiv hat sich dagegen die Zahl der Beschäftigten im Bereich der Windenergie an Land und auf See entwickelt.

Die Beschäftigung, die aus den Aktivitäten der Energiewirtschaft resultiert, hat aufgrund der Einführung der erneuerbaren Energien seit 2000 zugenommen. Dabei hat es eine deutliche Verschiebung der Beschäftigung hin zu den erneuerbaren Energien gegeben, wobei auch die Beschäftigung, die auf Investitionen in Infrastruktur und Speicher zurückgeht, zunehmend an Bedeutung gewinnt. Waren 2000 noch über 70 Prozent der Beschäftigten der konventionellen Energiewirtschaft zuordenbar, so waren es 2016 nur noch rund 40 Prozent.

Ausblick: Wie hoch ist der Anteil erneuerbaren Energien im Jahr 2050?

Ausbaupfade

Laut Statusreport "Regenerative Energien" 2018 des VDI-Gesellschaft Energie und Umwelt wird die Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien bis zum Jahr 2050 auf 80 bis 95 Prozent zum größten Teil von Windkraft und Fotovoltaik getragen werden. Beide Stromerzeugungsoptionen ergänzen sich gut, sodass zusätzliche Maßnahmen zur Dämpfung der fluktuierenden Erzeugung und die Installation von zusätzlichen Energiespeicherkapazitäten in Grenzen gehalten werden können.

Eine Verbesserung der Versorgungssicherheit und ein Ausbau von erneuerbaren Energien muss aber in ein europäisches Gesamtkonzept integriert werden, um die Gesamtsystemkosten zu minimieren und eine europaweit harmonisierte Entwicklung zu ermöglichen.

Der künftige Wärmemarkt ist mit unterschiedlichen Infrastrukturen denkbar. Infrage kommen dezentrale Beheizung mit Biogas (Gasnetz), Wärmepumpen (Stromnetz) oder Holz kombiniert mit Solarwärme sowie zentrale Wärmeversorgung mit Kraft-Wärme-Kopplung (Nahwärmenetze).

Biokraftstoffe stellen – zumindest für eine Übergangszeit – eine wichtige Klimaschutzoption dar und können zur Versorgungssicherheit im Mobilitätssektor beitragen. In einigen Bereichen wie dem Flugverkehr sind sie bisher auch praktisch alternativlos. Biokraftstoffe können zudem helfen, die globale Ernährungssicherheit zu verbessern, die Volatilität auf den globalen Agrarmärkten zu reduzieren und Perspektiven für ländliche Gebiete zu entwickeln.

Sektorenkopplung

Zur Erreichung dieser Ausbauziele wird eine Sektorkopplung von entscheidender Bedeutung sein. Sie bringt erneuerbare Energien zu hohen Anteilen in die verschiedenen Energiesektoren, verringert deutlich die Treibhausgasemissionen und hebt Energieeffizienzpotentiale besonders effektiv. Durch den Einsatz von Energiespeicherlösungen wie Power-to-X-Technologien wird die Transformation der Energieformen zwischen verschiedenen Energiesektoren sogar zeitlich unabhängig von Energieangebot und -nachfrage möglich. Das entlastet lokal die Verteilnetze und ermöglicht den direkten Einsatz von erneuerbarer Energie dort, wo sie am (kosten-)effizientesten genutzt werden können.

Hier sehen Sie eine schematische Darstellung der Energieflüsse zwischen verschiedenen Sektoren
Eine Sektorkopplung - Die Übertragung von erneuerbarer Energie vom Stromsektor in die Sektoren Wärme und Mobilität - ermöglicht hohe Anteile von erneuerbaren Energien an der Energieversorgung und zugleich mehr Energieeffizienz und reduzierte CO2-Emissionen. (Grafik: BVES – Bundesverband Energiespeicher e.V.)

Nach vorherrschender Meinung können erneuerbare Energien kurz- bis mittelfristig jedoch nicht die gesamte Energienachfrage in Deutschland decken. Sie werden auch in den kommenden Jahrzehnten nur einen bestimmten, jedoch potenziell laufend steigenden Beitrag im gesamten Energiesystem (das heißt im Wärme-, im Strom- und im Mobilitätssektor) leisten.

Weitere Informationen über Erneuerbare Energien im Überblick

Ökostrom

Weitere Informationen über Ökostrom

Ökostrom wird immer beliebter. Jedes Jahr wechseln immer mehr Deutsche zu Ökostrom. Wer einen echten Ökostromtarif sucht, der sollte jedoch ein paar Dinge beachten. » Ökostrom

Photovoltaik

Weitere Informationen über Photovoltaik

Photovoltaik ist Strom aus Sonnenenergie. Für jeden Einzelnen bietet die Photovoltaik die Möglichkeit, sich umweltfreundlich und autark mit Solarstrom zu versorgen. » Photovoltaik

Solarenergie

Weitere Informationen zur Nutzung von Solarenergie als Strom und Wärme

Solarenergie ist die Triebkraft unserer Welt. Solarenergie treibt das Wetter an, kann direkt als Wärme genutzt werden und in Solarstrom umgewandelt werden. » Solarenergie

Erdwärme

Hier finden Sie weitere Informationen zur Technik der Erdwärme- und Geothermienutzung

Hier stellen wir Ihnen die Techniken und Kosten zur Nutzung von Erdwärme für Heizungszwecke vor. Im Detail erfahren Sie, welche Heizkosten sich mit Erdwärme einsparen lassen » Erdwärme

Windenergie

Hier finden Sie einen Überblick über Windenergie an Land (Onshore) und auf See (Offshore)

Windenergie ist eine der wichtigsten Energiequellen. Neben großen Windrädern auf dem Land und Wasser werden auch Kleinwindkraftanlagen immer beliebter. » Windenergie

Biomasse

Weitere Informationen zur Nutzung von Biomasse zur Strom- und Wärmegewinnung

Durch Vergärung, Verbrennung oder auch Verschwefelung lässt sich Biomasse zur Wärme- und Stromproduktion einsetzen. Biomasse ist daher die zweitgrößte Energiequelle. » Biomasse

"Erneuerbare Energien: Quellen, Nutzung & Kosten" wurde am 12.06.2018 das letzte Mal aktualisiert.