Die Nutzung fossiler Energieträger ist die größte Quelle für unsere Treibhausgas-Emissionen. Über zwei Drittel unserer Treibhausgas-Emissionen entstehen durch Verbrennung von fossilen Brennstoffen zum Heizen, zur Stromerzeugung, für Verkehr und Industrie.
Hier müssen wir also ansetzen!
Konventionelle/
Fossile
Energieträger
Erneuerbare
Energieträger
Kohle
Erdöl
Erdgas
Kernenergie
Konventionelle/
Fossile
Energieträger
Kohle
Kohle ist der klimaschädlichste Energieträger überhaupt. Etwa 25 Prozent der weltweiten Treibhausgas-Emissionen stammen allein aus der Verbrennung von Kohle. Da Kohle – im Gegensatz zu anderen Brennstoffen – leicht erhältlich, günstig und einfach abbaubar ist, gilt Kohle als treibende Kraft der Industrialisierung. Über Jahrmillionen durch natürliche Prozesse entstanden, wird ein großer Teil der Vorkommen seit rund 270 Jahren abgebaut – mit gravierenden Folgen in der Atmosphäre.
Erdöl
Erdöl ist aus unserem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken. Es treibt nicht nur unsere Autos an, es steckt auch in Waschmitteln, Farben, Pharmazeutika und Kunststoffen. Jede Plastiktüte aus dem Supermarkt enthält ungefähr einen Liter Öl. Rohölförderung und dessen Transport stellt generell ein Risiko für verheerende Umweltkatastrophen dar.
Erdgas
Erdgas ist ein brennbares, natürliches Gasgemisch. Im Zuge der Energiewende wird es auch häufig als Brückentechnologie bezeichnet. Gas-Kraftwerke sollen dabei die natürlichen Schwankungen bei der Stromerzeugung durch Sonne und Wind ausgleichen.
Ähnlich wie beim Öl gehen die Reserven in absehbarer Zeit zur Neige. Um der weltweit wachsenden Bedeutung von Erdgas gerecht zu werden, werden umstrittene und umweltbelastende Fördertechnologien wie Fracking mehr und mehr eingesetzt.
Kernkraft
Um Kernenergie nutzen zu können, muss sie zunächst freigesetzt werden. Die bei der Kernspaltung freigesetzte Energie ist ungefähr 10 Millionen mal stärker als eine chemische Reaktion bei einer klassischen Verbrennung von Kohlenstoff. Jedoch ist die Erzeugung von Energie durch Atomkraft mit erheblichen Sicherheitsrisiken verbunden, so führten unvorhergesehene Situationen zu den schweren nuklearen Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima.
Kohle
Kohle ist der klimaschädlichste Energieträger überhaupt. Etwa 25 Prozent der weltweiten Treibhausgas-Emissionen stammen allein aus der Verbrennung von Kohle. Da Kohle – im Gegensatz zu anderen Brennstoffen – leicht erhältlich, günstig und einfach abbaubar ist, gilt Kohle als treibende Kraft der Industrialisierung. Über Jahrmillionen durch natürliche Prozesse entstanden, wird ein großer Teil der Vorkommen seit rund 270 Jahren abgebaut – mit gravierenden Folgen in der Atmosphäre.
Erdöl
Erdöl ist aus unserem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken. Es treibt nicht nur unsere Autos an, es steckt auch in Waschmitteln, Farben, Pharmazeutika und Kunststoffen. Jede Plastiktüte aus dem Supermarkt enthält ungefähr einen Liter Öl. Rohölförderung und dessen Transport stellt generell ein Risiko für verheerende Umweltkatastrophen dar.
Erdgas
Erdgas ist ein brennbares, natürliches Gasgemisch. Im Zuge der Energiewende wird es auch häufig als Brückentechnologie bezeichnet. Gas-Kraftwerke sollen dabei die natürlichen Schwankungen bei der Stromerzeugung durch Sonne und Wind ausgleichen.
Ähnlich wie beim Öl gehen die Reserven in absehbarer Zeit zur Neige. Um der weltweit wachsenden Bedeutung von Erdgas gerecht zu werden, werden umstrittene und umweltbelastende Fördertechnologien wie Fracking mehr und mehr eingesetzt.
Kernkraft
Um Kernenergie nutzen zu können, muss sie zunächst freigesetzt werden. Die bei der Kernspaltung freigesetzte Energie ist ungefähr 10 Millionen mal stärker als eine chemische Reaktion bei einer klassischen Verbrennung von Kohlenstoff. Jedoch ist die Erzeugung von Energie durch Atomkraft mit erheblichen Sicherheitsrisiken verbunden, so führten unvorhergesehene Situationen zu den schweren nuklearen Katastrophen von Tschernobyl und Fukushima.
Wind
Sonne
Wasser
Biomasse
Erdwärme
Erneuerbare
Energieträger
Wind
In den vergangenen 20 Jahren ist die Windenergie die am schnellsten wachsende Energiequelle der Welt geworden. Aufgrund der weltweiten Verfügbarkeit, der niedrigen Kosten und dem technischen Entwicklungsstand gilt sie als eine der vielversprechendsten regenerativen Energieerzeugungstechnologien.
Solarenergie
Die Sonne ist einer der wichtigsten Faktoren, die Leben auf der Erde ermöglichen. Sie gibt gewaltige Mengen Energie in Form von Sonnenstrahlen ab. Photovoltaik wandelt Sonnenenergie in Strom um – mit Solarthermie kann die Energie für Warmwasseraufbereitung und zum Heizen genutzt werden.
Die Installation von Photovoltaikanlagen ist sehr einfach und das Potential noch längst nicht ausgeschöpft. In Verbindung mit Speichern ist Solarenergie neben Windenergie die Schlüsseltechnologie für die Energiewende in Deutschland.
Wasserkraft
Wasser ist ein wichtiger Bestandteil unseres Lebens. Insgesamt sind zwei Drittel der Erdoberfläche von Ozeanen bedeckt. Klassische Wasserkraft nutzt die Bewegungsenergie des Wassers zur Stromgewinnung. Insbesondere durch den natürlichen Wasserkreislauf von Verdunstung und Niederschlag gelangt Wasser in höhere Lagen und fließt aufgrund der Erdanziehungskraft stets abwärts. Wasserkraft ist damit konstant und kostenlos verfügbar. Das Ausbaupotential für diese klassischen Wasserkraftwerke ist in Deutschland jedoch bereits weitgehend ausgeschöpft. Stattdessen wird an innovativen Ideen wie Meeresströmungskraftwerken oder Wellenkraftwerken geforscht.
Biomasse
Aus Biomasse, also organischem Material wie zum Beispiel Pflanzen, Holz oder organischen Abfällen kann Strom, Wärme und sogar Treibstoff gewonnen werden. Anders als zum Beispiel Wind- oder Solarkraft, ist Bioenergie eine gut planbare und verlässliche Energiequelle. Sie stellt daher eine gute Ergänzung zu anderen erneuerbaren Energien dar und kann deren natürlichen Schwankungen ausgleichen.
Bioenergie wirkt sich beim Verbrennungsprozess nicht negativ auf die Klimabilanz aus, da lediglich der gespeicherte Kohlenstoff durch Verbrennung wieder freigesetzt wird.
Geothermie
Geothermie oder auch Erdwärme bezeichnet die unterhalb der festen Oberfläche der Erde gespeicherte Wärmeenergie. Je tiefer man in das Innere der Erde vordringt, desto wärmer wird es. In Mitteleuropa nimmt die Temperatur um etwa 3 °C pro 100 Meter Tiefe zu. Diese in der Erde gespeicherte Wärme ist nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich.
Geothermie kann zum Heizen, Kühlen und zur Stromerzeugung eingesetzt werden.
Wind
In den vergangenen 20 Jahren ist die Windenergie die am schnellsten wachsende Energiequelle der Welt geworden. Aufgrund der weltweiten Verfügbarkeit, der niedrigen Kosten und dem technischen Entwicklungsstand gilt sie als eine der vielversprechendsten regenerativen Energieerzeugungstechnologien.
Solarenergie
Die Sonne ist einer der wichtigsten Faktoren, die Leben auf der Erde ermöglichen. Sie gibt gewaltige Mengen Energie in Form von Sonnenstrahlen ab. Photovoltaik wandelt Sonnenenergie in Strom um – mit Solarthermie kann die Energie für Warmwasseraufbereitung und zum Heizen genutzt werden.
Die Installation von Photovoltaikanlagen ist sehr einfach und das Potential noch längst nicht ausgeschöpft. In Verbindung mit Speichern ist Solarenergie neben Windenergie die Schlüsseltechnologie für die Energiewende in Deutschland.
Wasserkraft
Wasser ist ein wichtiger Bestandteil unseres Lebens. Insgesamt sind zwei Drittel der Erdoberfläche von Ozeanen bedeckt. Klassische Wasserkraft nutzt die Bewegungsenergie des Wassers zur Stromgewinnung. Insbesondere durch den natürlichen Wasserkreislauf von Verdunstung und Niederschlag gelangt Wasser in höhere Lagen und fließt aufgrund der Erdanziehungskraft stets abwärts. Wasserkraft ist damit konstant und kostenlos verfügbar. Das Ausbaupotential für diese klassischen Wasserkraftwerke ist in Deutschland jedoch bereits weitgehend ausgeschöpft. Stattdessen wird an innovativen Ideen wie Meeresströmungskraftwerken oder Wellenkraftwerken geforscht.
Biomasse
Aus Biomasse, also organischem Material wie zum Beispiel Pflanzen, Holz oder organischen Abfällen kann Strom, Wärme und sogar Treibstoff gewonnen werden. Anders als zum Beispiel Wind- oder Solarkraft, ist Bioenergie eine gut planbare und verlässliche Energiequelle. Sie stellt daher eine gute Ergänzung zu anderen erneuerbaren Energien dar und kann deren natürlichen Schwankungen ausgleichen.
Bioenergie wirkt sich beim Verbrennungsprozess nicht negativ auf die Klimabilanz aus, da lediglich der gespeicherte Kohlenstoff durch Verbrennung wieder freigesetzt wird.
Geothermie
Geothermie oder auch Erdwärme bezeichnet die unterhalb der festen Oberfläche der Erde gespeicherte Wärmeenergie. Je tiefer man in das Innere der Erde vordringt, desto wärmer wird es. In Mitteleuropa nimmt die Temperatur um etwa 3 °C pro 100 Meter Tiefe zu. Diese in der Erde gespeicherte Wärme ist nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich.
Geothermie kann zum Heizen, Kühlen und zur Stromerzeugung eingesetzt werden.
Energiewende
Das Rückgrat der Energiewende besteht dabei aus Wind- und Solarenergie. Ähnliche Bedeutung erlangen beide Technologien weltweit, denn ihre Kosten sinken auch international rapide.
Energieanteile
Wir brauchen Energie in den drei Sektoren Strom, Wärme & Verkehr. Der Anteil erneuerbarer Energien ist dabei in jedem Sektor anders. Im Sektor Strom ist es relativ einfach. Wir bauen einfach Erneuerbare-Energien-Anlagen, die Strom produzieren. So konnten wir den Anteil Erneuerbarer Energien auf jetzt rund 50 % erhöhen. Währenddessen ist der Anteil in den anderen beiden Sektoren Wärme (mit rund 15 %) und Verkehr (mit rund 5 %) immer noch sehr gering. Bislang ist die Lösungsstrategie hier, Energie aus Biomasse beizumischen, bspw. in Kraftstoffe (z. B. Super E10 – Super Benzin mit 10 % Bioethanol). Hier brauchen wir neue Lösungen! Mehr dazu erfährst du im nächsten Kapitel.
Strom
Im Sektor Strom liegt der Anteil Erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch bei rund 50 %. Das ist im Vergleich zu den anderen Sektoren gut – aber gleichzeitig fehlen noch die zweiten 50 %! Für den weiteren Ausbau sind die Potentiale von Wasserkraft und Biomasse weitgehend erschöpft (und deswegen in den letzten Jahren auch konstant geblieben). Um bis 2045 die 100 % erneuerbare Energien im Stromsektor zu schaffen, müssen wir also in Zukunft noch stärker auf Wind- und Solarenergie setzen. Einfacher würde es natürlich, wenn die Gesamtmenge an benötigtem Strom zukünftig abnimmt. Warum wir in Zukunft leider sogar deutlich mehr Strom benötigen werden, erzählt auch das nächste Kapitel.
INFO
Weiterführende Informationen und Vertiefungsinhalte zu den verschiedenen Energieträgern
- Stundenaktuelle Stromerzeugung in Deutschland: Welche Energieträger produzieren in dieser Stunde in Deutschland unseren Strom? Wie hoch ist der Anteil von Erneuerbaren Energieträgern? Wird gerade Strom eher importiert oder exportiert? Das zeigt stundenaktuell der interaktive Agorameter von Agora Energiewende. Wie gut Deutschland mit der Stromversogung im Vergleich zu anderen Ländern darsteht, das zeigt die interaktive electricityMAP.
- Videokurs Windkraftanlagen: Wie funktioniert die Energiegewinnung in Windkraftanlagen eigentlich genau? Das erfährst du bald in diesem Videokurs (Link folgt zeitnah nach Veröffentlichung). Wenn du schon immer einmal eine Windkraft-Anlage besteigen wolltest, dann begleite Prof. Dalhoff auf seinem mehrteiligen, virtuellen Video-Ausflug in den Windpark Curslack. Und war da bei Windkraft nicht dieses Problem mit dem Vogelschlag? Ja, trotzdem muss man das Problem einordnen, so wie es in diesem Artikel passiert. Zudem erklärt dieses 10-minütige Video, warum Windkraft besser als ihr Ruf ist. Der Bundesverband WindEnergie hat dazu auch eine 29-seitige Publikation mit Agrumenten für die Windenergie herausgebracht sowie einen 5-seitigen Mythen-Check.
- Videokurs Solarenergie: Wie funktioniert die Energiegewinnung in PV-Anlagen eigentlich genau? Das erfährst du bald in diesem Videokurs (Link folgt zeitnah nach Veröffentlichung). Wie läuft der Solarausbau in deiner Stadt – und wie steht deine Stadt im Vergleich zu anderen Städten da? Das verät das Ranking des Wattbewerbs!
- Karten zum Ausbau der Erneuerbaren Energien: In welchen Bundesländern stehen besondere viele PV Anlagen? Welche Bundesländer setzen mehr auf Energie aus Biomasse? Das kannst du auf diesen Karten herausfinden.
- Podcast zur Atomkraft: Atomkraft – ja bitte!??? Der amerikanische Multimilliardär Bill Gates will mit neuen Atomkraftwerken das Klima retten. Kann das gelingen? Und ist der deutsche Atomausstieg ein Fehler? Dieser Frage gehen die Quarks Science Cops in diesem rund 60-minütigem Podcast nach.
- Hintergrund Rebound-Effekt: Ein echtes Paradoxon – obwohl wir in vielen Bereichen effizienter geworden sind, haben wir unseren Energieverbrauch nicht dementsprechend gesenkt, teilweise steigt er sogar an. Wie kann das sein? Ein Grund dafür ist der sogenannte Rebound Effekt – erklärt in diesem rund 3-minütigem Video. Dr. Tilman Santarius vertieft den Effekt in diesem rund 50-minütigen Vortrag und geht auch der Frage nach, wie wir Rückschläge durch Rebound-Effekte vermeiden können – zusammengefasst auch in seinem empfehlenswerten 28-seitigem Impulspapier.
Quellen
Grafik: Strom (Bruttostromerzeugung aus erneuerbaren Energien 1990 bis 2020):
- AGEB 2018: Bruttostromerzeugung in Deutschland ab 1990 nach Energieträgern.
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiY2eXM5-nvAhXU_rsIHSzJCloQFjAFegQIAhAD&url=https%3A%2F%2Fag-energiebilanzen.de%2Findex.php%3Farticle_id%3D29%26fileName%3D20181019_brd_stromerzeugung1990-2017.pdf&usg=AOvVaw0HUmpcg1WMkQFqZrPjd-wM - AGEB 2021: Auswertungstabellen zur Energiebilanz für die Bundesrepublik Deutschland 1990 bis 2020. https://ag-energiebilanzen.de/10-0-Auswertungstabellen.html
- BMWi 2021: Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland.
https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Navigation/DE/Service/Erneuerbare_Energien_in_Zahlen/Zeitreihen/zeitreihen.html - Destatis 2021: Bruttostromerzeugung in Deutschland für 2018 bis 2020.
https://www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Energie/Erzeugung/Tabellen/bruttostromerzeugung.html
Grafik Strom, Verkehr Wärme (Endenergieverbrauch erneuerbarer Energien 1990 bis 2020)
- AGEB 2018: Bruttostromerzeugung in Deutschland ab 1990 nach Energieträgern.
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiY2eXM5-nvAhXU_rsIHSzJCloQFjAFegQIAhAD&url=https%3A%2F%2Fag-energiebilanzen.de%2Findex.php%3Farticle_id%3D29%26fileName%3D20181019_brd_stromerzeugung1990-2017.pdf&usg=AOvVaw0HUmpcg1WMkQFqZrPjd-wM - AGEB 2019: Anwendungsbilanzen zur Energiebilanz Deutschland. https://ag-energiebilanzen.de/index.php?article_id=29&fileName=ageb_19_v3.pdf
- AGEB 2021: Auswertungstabellen zur Energiebilanz für die Bundesrepublik Deutschland 1990 bis 2020. https://ag-energiebilanzen.de/10-0-Auswertungstabellen.html
- BMWi 2021: Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland.
https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Navigation/DE/Service/Erneuerbare_Energien_in_Zahlen/Zeitreihen/zeitreihen.html - Destatis 2021: Bruttostromerzeugung in Deutschland für 2018 bis 2020.
https://www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Energie/Erzeugung/Tabellen/bruttostromerzeugung.html