Energie kompakt 03 - Vaillant Group
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Energie kompakt 03 – Daten und Fakten
Energie kompakt 03
Vaillant GmbH
Berghauser Str. 40 D-42859 Remscheid Telefon +49 (0)2191 182754
Telefax +49 (0)2191 182895 www.vaillant.de info@vaillant.de
Sonnenenergie Erdwärme Gas Sonnenenergie Erdwärme Gas
Strom
KWK Biomasse Strom
KWK Biomasse
Heizung CO2 Wärmepumpe Öl Heizung CO2 Wärmepumpe Öl
REMSCHEID, MÄRZ 2013 | DRITTE VOLLSTÄNDIG ÜBERARBEITETE AUFLAGE
EDITORIAL
Im September 2010 hat die Bundesregierung ein energiepolitisches Konzept beschlossen, das den Weg ins Zeitalter
der erneuerbaren Energien beschreibt. Nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima wurde dieses Konzept erweitert
und im Juni 2011 der Ausstieg aus der Kernenergie bis Ende des Jahres 2022 beschlossen. Zeitgleich wurde ein um-
fangreiches Gesetzespaket zur Förderung regenerativer Energien und mehr Energieeffizienz auf den Weg gebracht.
Deutschland steht mit der Energiewende vor einem Jahrhundertprojekt: Schwerpunkte sind der Ausstieg aus der
Kernenergie und der Umstieg ins Zeitalter der erneuerbaren Energien. Bis 2050 soll der Bedarf an Primärenergie in
Deutschland um 50 Prozent sinken. Dies wird aber nur dann möglich sein, wenn in allen Lebensbereichen Energie
eingespart wird. Allein für das Wohnen werden in Deutschland 40 Prozent der Energie verbraucht. Davon dienen
rund 90 Prozent der Deckung des Heizwärmebedarfs von Gebäuden und der Trinkwassererwärmung. Der Wärmebe-
darf des Gebäudebestandes soll bis 2020 um 20 Prozent sinken. Bis 2050 sollen Häuser nahezu klimaneutral sein.
Als führender Anbieter energieeffizienter Heiztechnologie und Spezialist für erneuerbare Energien sehen wir uns
deshalb in der Verantwortung, die Energiewende im Haushalt maßgeblich mitzugestalten. Wir bieten unseren Kunden
schon heute zukunftsweisende Systeme an – Systeme, die Energie besonders effizient nutzen und verstärkt regene-
rative Energiequellen einbinden. Dazu zählen Wärmepumpen, Solarthermieanlagen, aber auch dezentrale Kraft-Wär-
me-Kopplungsanlagen und hocheffiziente Brennwerttechnik.
Der rasanten Entwicklung tragen wir auch mit der dritten, vollständig überarbeiteten Auflage des vorliegenden
Nachschlagewerkes Rechnung. Es fasst wie gewohnt neutral und klar aktuelle Zahlen und Fakten rund um das Thema
Energie zusammen – von Energiekonzept und Ausbauzielen über Netz- und Speichertechnologien bis hin zu Energie-
quellen der Zukunft.
Begleiten Sie uns auf dem Weg in ein neues Energiezeitalter!
Dr. Carsten Voigtländer
Vorsitzender der Geschäftsführung | Vaillant Group
3
energie kompakt 03 INHALT
EDITORIAL
01 | ENERGIEWENDE in deutschland 6 03 | Energiequellen UND -GEWINNUNG 26 04 | NETZ- UND SPEICHERTECHNOLOGIEN 46 06 | EnergieWENDE IM HAUSHALT 68 07 | Energie DER ZUKUNFT 88 08 | HINTERGRÜNDE 114
Energiekonzept und Energiepaket 8 Brennstoffe und Energieträger 28 Netzausbau 48 Erneuerbare Energien, effiziente Haustechnik 70 Sonnenenergie 90 Akteure im Energiemarkt 116
Ausbauziele bis 2050 9 Kohle 30 Intelligente Zähler – Smart Meter 49 Wärmepumpen 71 Solarthermische Kraftwerke 90 Links und Inhalte 120
Energie- und Klimafonds 10 Erdöl 31 Intelligente Netze – Smart Grids 52 Sole-Wasser-Wärmepumpe 73 DESERTEC 92 Stichwortverzeichnis 128
Monitoring 10 Erdgas 32 Ausgereifte Speichersysteme 52 Wasser-Wasser-Wärmepumpe 73 Dünnschichtmodule 93 Tabellen und Grafiken 132
Die Energiewende im europäischen Kontext 11 Methanhydrat 32 Speicherung von Wärme 56 Luft-Wasser-Wärmepumpe 74 Solarzellen der Zukunft 94
Globale Bedeutung der erneuerbaren Energien 12 Nukleare Brennstoffe 34 Speicherung von Wasserstoff 57 Luft-Wasser-Wärmepumpe mit Splittechnologie 74 Umwandlung von Sonnenlicht in Biomasse 95 Umrechnungstabelle Energieeinheiten
Sonnenenergie 35 Elektroautos als Stromspeicher 58 Wärmepumpen-Gas-Hybridsystem 75 Potenzial der Windenergie 95 Impressum
Photovoltaik 36 Staatliche Förderprogramme 58 Zeolith-Gas-Wärmepumpe 76 Onshore – Windenergie an Land 95
02 | Energiemarkt und -preisE 14 Solarthermie 38 Energieforschung 59 Power-to-heat-Prinzip 78 Repowering 96
Umbau der Energiemärkte 16 Solarthermische Kraftwerke 38 Solarthermie 78 Offshore – Windparks auf dem Meer 96
Energiekosten und Importabhängigkeit 16 Geothermie 40 Photovoltaik 80 Synthetisches Erdgas 97
Zusammensetzung der Energiepreise 18 Biomasse 41 05 | EnergieNUTZUNG UND -VERBRAUCH 60 Brennwerttechnik 80 Erdgas als Brückentechnologie 99
Preisbildung bei den privaten Haushalten 18 Windkraft 42 Der Energieverbrauch in Deutschland 62 Pellet-Heizkessel 81 Geothermie 102
Energieversorger und Regulierungsbehörde 20 Wasserkraft 44 Deutschlands Energiemix 63 Mini-Blockheizkraftwerke für größere Gebäude 82 Meeresenergie 102
Stromnetzgeldverordnung (StromNEV) 21 Energieverbrauch der Haushalte 66 Mini- und Mikro-Blockheizkraftwerke für 83 Biomasse 105
Der EU-Emissionsrechtehandel 22 Szenario 2050 66 Ein- und Zweifamilienhäuser Hybridkraftwerk 106
Staatliche Energieförderprogramme 23 Energieeffizientes Wohnen 85 Kohlekraftwerk mit CO2-Abscheidung 107
Dämmen und Modernisieren 86 Virtuelle Kraftwerke 108
Energieeffizienz bei Elektrogeräten 87 Strom und Wärme aus der Brennstoffzelle 109
Das Internet der Energie 110
4 INHALT INHALT INHALT
Mit den Beschlüssen vom 6. Juni 2011 hat die Bundesregierung die Grundlagen geschaffen,
um die bereits auf den Weg gebrachte Energiewende zu beschleunigen. Hintergrund war
die Reaktorkatastrophe von Fukushima und die Entscheidung, bis 2022 auf die Nutzung von
Kernkraft zu verzichten.
// Foto: gettyimages
TEXT 5
energieWENDE IN DEUTSCHLAND 01 Mit dem Energiekonzept und den Gesetzen zur Energiewende hat sich die Bundesrepublik
ambitionierte Energie- und Klimaziele gesetzt. Im Mittelpunkt steht der Ausbau der erneu-
erbaren Energien.
// Foto: gettyimages
ANZAHL DER KERNKRAFTWERKE PRIMÄRENERGIEVERBRAUCH BIS 2020
BIS 2022
0 - 20 %
STROMERZEUGUNG AUS
ERNEUERBAREN ENERGIEN BIS 2050
+ 80 %
AUSSTOSS VON
TREIBHAUSGASEN BIS 2050
- 95 %
energieWENDE IN DEUTSCHLAND 01 AUSBAUZIELE BIS 2050 BESCHLEUNIGTER ATOMAUSSTIEG
Mit dem Energiekonzept und den Gesetzen zur Energiewende (Energiepaket Zeitpunkt Kernkraftwerk
Bereits Biblis A, Biblis B, Neckarwestheim 1,
2011, siehe Seite 8) hat sich die Bundesregierung ambitionierte Klima- und abgeschaltet Brunsbüttel, Isar 1, Unterweser,
Kapitel 01 ENERGIEKONZEPT UND ENERGIEPAKET Energieziele gesetzt: Philippsburg 1 und Krümmel
Nach einem Beschluss des Bundestags im Jahr 2010 sollen in Deutschland 2015 Grafenrheinfeld
Demnach sollen im Bereich erneuerbare Energien bis 2020 Wind, Wasserkraft, 2017 Gundremmingen B
erneuerbare Energien bis Mitte des Jahrhunderts den Hauptanteil der Ener-
Sonne, Erdwärme und Biomasse ein Drittel und bis 2030 die Hälfte der Strom- 2019 Philippsburg 2
Energiekonzept 2010. Das Energie- gieversorgung stellen. Gleichzeitig soll die Bundesrepublik als wettbewerbs-
2021 Grohnde, Brokdorf und
konzept 2010 enthält 120 Einzelmaßnah- erzeugung des deutschen Bruttostromverbrauchs liefern. Im Jahr 2050 sollen
fähiger Industriestandort mit stabilen Energiepreisen erhalten bleiben. Gundremmingen C
men, deren Ziel es ist, bis zum Jahr 2050
es mindestens 80 Prozent sein. Dabei ist geplant, den Anteil der erneuerbaren 2022 Isar 2, Neckarwestheim 2
Treibhausgasemissionen zu senken, den
Die Entscheidungen erfordern einen grundlegenden Umbau des Energie- und Emsland
Anteil der erneuerbaren Energien zu er- Energien am Bruttoendenergieverbrauch folgendermaßen zu steigern: bis
höhen und die Energieeffizienz zu steigern. systems. Die Voraussetzungen für diesen Umbau wurden mit dem Energie- Quelle: BMU, „Die Energiewende. Zukunft made
2020 auf 18 Prozent, bis 2030 auf 30 Prozent, bis 2040 auf 45 Prozent und
in Germany“, 2012
konzept 2010 und dem darauf basierenden Energiepaket 2011 geschaffen.
Energiepaket 2011. Das Energiepaket bis zum Jahr 2050 auf 60 Prozent.
2011 umfasst sechs Gesetze und eine Ver- Die Maßnahmen geben den Fahrplan vor, nach dem erneuerbare Energien
ordnung, die neben dem schrittweisen Durch die effizientere Nutzung von Energie soll der Primärenergieverbrauch Bruttoendenergieverbrauch. Der
Schritt für Schritt die konventionellen Energieträger ersetzen. Dabei wurde
Ausstieg aus der Kernenergie bis zum Jahr Bruttoendenergieverbrauch beinhaltet die
bis 2020 um 20 Prozent und bis 2050 um 50 Prozent gegenüber 2008 verrin-
2022 vor allem die Beschleunigung des die Rolle der Kernenergie nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima im Energiemengen für den Eigenverbrauch der
Netzausbaus sowie den weiteren Ausbau gert werden. Energieumwandlung sowie Übertragungs-
Jahr 2011 neu bewertet und entschieden, zeitnah aus der Kernenergienut-
der erneuerbaren Energien betreffen. und Verteilungsverluste und fällt daher im
zung auszusteigen. Im Rahmen einer Änderung des Atomgesetzes wurde Klimaschädliche Treibhausgase sollen bis 2020 um 40 Prozent und bis 2030 Vergleich zum Endenergieverbrauch höher
Lastmanagement. Mit dem intelligenten aus.
der Ausstieg rechtsverbindlich festgelegt. Demnach soll bis spätestens Ende um 55 Prozent unter das Niveau von 1990 sinken. Bis 2050 soll Deutschland
Lastmanagement sollen Energieerzeugung
und Energieverbrauch besser aneinander 2022 das letzte Kernkraftwerk vom Netz gehen (siehe Tabelle „Beschleunig- weitgehend frei von klimaschädlichen Gasen sein. Das erklärte Ziel liegt hier Primärenergie ist der rechnerisch nutz-
angepasst werden. In Phasen geringen bare Energiegehalt all jener Energieträger,
ter Atomausstieg“, Seite 9). bei minus 80 bis 95 Prozent im Vergleich zu 1990.
Verbrauchs kann überschüssiger Strom die in der Natur vorkommen und noch keiner
beispielsweise in Batterien oder Pump- Umwandlung unterworfen sind. Hierzu
Die integrierte Gesamtstrategie der Energiewende sieht vor, die Strom-
speicherkraftwerken zwischengespeichert gehören fossile Energieträger (Stein- und
werden und wird dann bei wieder steigen- netze zügig auszubauen und zu modernisieren. Auch die Energieeffizienz ERNEUERBARE ENERGIEN: ZIELE DER BUNDESREGIERUNG Braunkohle, Erdöl und Erdgas), erneuerbare
dem Bedarf ins Netz zurückgespeist. Energien und Uran.
soll mithilfe moderner Technologien gesteigert werden. Diese können dabei ANTEIL AM ANTEIL AM BRUTTO-
ZEITRAUM
helfen, den Energiebedarf in Deutschland insgesamt zu senken. Dazu ge- STROMVERBRAUCH ENDENERGIEVERBRAUCH
bis spätestens* Prozent Prozent *„bis spätestens“ bezieht sich nur auf die Spalte
hören ein intelligentes Lastmanagement, die Modernisierung der Kohle-,
„Anteil am Stromverbrauch“
Öl- und Gaskraftwerke, verbrauchsreduzierte Produktionsprozesse in der 2020 mind. 35 18
Industrie, bessere Dämmungen von Gebäuden sowie der Einsatz innovativer 2030 mind. 50 30
Quellen: BMU, „Erneuerbare Energien“, 2011
Anlagentechnik im Wärmebereich (weitere Informationen siehe Kapitel 06 2040 mind. 65 45 Quellen: BMU, „Erneuerbare Energien“, 2011
BMU, „Erneuerbare Energien in Zahlen“, 2012
BMU, „Klimaschutz und Wachstum“, 2011
BMWi, „Die Energiewende in Deutschland“, 2012 „Energiewende im Haushalt“). 2050 mind. 80 60
BMWi, „Die Energiewende in Deutschland“, 2012
8 ENERGIEWENDE IN DEUTSCHLAND KAPITEL 01 9
BRUTTO-STROMERZEUGUNG BRUTTO-STROMERZEUGUNG 2011 in Deutschland: STRUKTUR DES ENDENERGIE-
NACH ENERGIETRÄGERN 2011 6,12 Mrd. Kilowattstunden* VERBRAUCHS NACH ENERGIE-
TRÄGERN IN DER EU, 2009
19 % Steinkohle 82,9 % Fossile Energieträger
14 % Erdgas 6,7 % Kernenergie
5% Heizöl, Pumpspeicher und Sonstige 10,5 % Anteile EE
20 % Erneuerbare, 5,7 % Biomasse*
darunter ca. 17 % EEG 2,4 % Wasserkraft
8 % Wind 0,2 % Solarenergie
5 % Biomasse 0,1 % Geothermie
3 % Wasser 1 % Windenergie
3 % Photovoltaik 1 % Biokraftstoffe
1 % Siedlungsabfälle
18 % Kernenergie
25 % Braunkohle *inklusive biogenem Anteil des kommunalen Abfalls
Rundungsbedingte Abweichungen Quellen: BDEW, AG Energiebilanzen, Stand Dezember 2011 *vorläufig Quelle: BMU, „Erneuerbare Energien in Zahlen“, 2012 (nach ZSW) Rundungsbedingte Abweichungen
ENERGIE- UND KLIMAFONDS DIE ENERGIEWENDE IM EUROPÄISCHEN KONTEXT
EUROPÄISCHE ZIELVORGABEN
Zur Finanzierung der Energiewende wurde ein Sondervermögen in Form Auch in der Europäischen Union (EU) ist der Anteil der erneuerbaren
BIS 2020
eines „Energie- und Klimafonds“ eingerichtet. Aus diesem Fonds wird Energien in den vergangenen Jahren kontinuierlich gestiegen. Um ihren
> Senkung der Treibhausgasemissionen um
beispielsweise das Geld für die CO2-Gebäudesanierung, für Forschung und Ausbau europaweit voranzutreiben, ist im Juni 2009 eine umfassende
mindestens 20 Prozent gegenüber 1990
Entwicklung im Bereich erneuerbarer Energien und für Speichertechno- EU-Richtlinie zur Förderung der Nutzung erneuerbarer Energien
> Energieeffizienzsteigerung auf 20 Prozent
logien bereitgestellt. Der Fonds wird unter anderem mit Einnahmen aus (Richtlinie 2009/28/EG) in Kraft getreten. Sie schreibt vor, dass in der
der Versteigerung von Emissionszertifikaten (siehe Seite 22 f) gespeist. EU bis zum Jahr 2020 der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoend- > Erreichen eines Anteils von 20 Prozent
erneuerbarer Energien am Gesamtenergie-
energieverbrauch 20 Prozent betragen soll. Darüber hinaus enthält die
verbrauch
Richtlinie für alle EU-Mitgliedsstaaten verbindliche nationale Ziele. So
MONITORING
muss Deutschland bis zum Jahr 2020 seinen Anteil an erneuerbaren Ener-
Im Oktober 2011 wurde der Monitoringprozess „Energie der Zukunft“
gien am Bruttoendenergieverbrauch auf 18 Prozent steigern. 2010 wurden
beschlossen. Mit ihm wird regelmäßig überprüft, ob die beschlossenen
bereits elf Prozent erreicht. Für den Mobilitätsbereich gilt für alle Mitglieds-
Maßnahmen des Energiekonzepts und des Energiepakets tatsächlich umge-
staaten das Ziel, dass die erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2020 einen
setzt werden. Im Rahmen dieses Prozesses wird die Bundesregierung jedes
Anteil von zehn Prozent am Endenergieverbrauch beisteuern.
Jahr einen Monitoringbericht und alle drei Jahre einen Fortschrittsbericht
Quelle: BMWi, „Erneuerbare Energien in
Deutschland“, 2012 vorlegen. Um die Kooperation zwischen den Mitgliedsstaaten beim Ausbau erneuer-
barer Energien weiter zu fördern, wurden mit der Richtlinie auch soge-
10 ENERGIEWENDE IN DEUTSCHLAND KAPITEL 01 11
nannte Kooperationsmechanismen eingeführt. Sie erleichtern die EU-weite ANTEILE ERNEUERBARER
ENERGIE-ROADMAP 2050
ENERGIEN AN DER GLOBALEN
KLIMASCHUTZZIELE BIS 2050
Zusammenarbeit, um nationale Ziele im Bereich erneuerbare Energien STROMERZEUGUNG IM JAHR 2009
Zeitraum Emissionsminderung
kosteneffizient umzusetzen – beispielsweise die Errichtung gemeinsamer
bis 2020 25 Prozent 40,7 % Kohle*
bis 2030 40 Prozent
Offshore-Windparks. 19,3 % Anteile EE
1,8 % Sonstige**
bis 2040 60 Prozent
Darüber hinaus stellt ein langfristiger Entwicklungsfahrplan die europäische 16,3 % Wasserkraft
bis 2050 80 Prozent 1,3 % Biomasse
Energiepolitik auf eine verlässliche Grundlage. Dazu hat die EU-Kommission
13,4 % Kernenergie
Quelle: DGVN, „EU-Programme für mehr Klima-
die sogenannte Energie-Roadmap 2050 erarbeitet, die – wie das Energie- 21,4 % Gas
schutz und Energieeffizienz“, 2011
5,2 % Öl
konzept der Bundesregierung – einen Ausblick bis 2050 vornimmt und den
Quellen: BMU, „Erneuerbare Energien“, 2011
BMWi, „Die Energiewende in Deutschland“, 2012 EU-Mitgliedstaaten Orientierung bei der Wahl ihres Energiemixes geben soll.
*inkl. Anteil sonstiger nicht erneuerbarer
Energieressourcen (gesamt 0,3 Prozent)
Quelle: BMU, „Erneuerbare Energien in Zahlen“, 2012 (nach IEA) **Geothermie, Sonnen-, Wind-, Meeresenergie
GLOBALE BEDEUTUNG DER ERNEUERBAREN ENERGIEN
PRIMÄRENERGIEVERBRAUCH 2009 JE EINWOHNER IM INTERNATIONALEN VERGLEICH (IN GIGAJOULE)
Die Bedeutung erneuerbarer Energien wächst auch auf globaler Ebene.
Überall auf der Welt soll ihr Anteil deutlich erhöht werden, um dem Klima- 1 Österreich 6 Finnland 11 Irland 16 Portugal 21 Großbritannien 26 Malta
2 Belgien 7 Frankreich 12 Italien 17 Slowakei 22 Bulgarien 27 Rumänien
wandel wirksam entgegenzusteuern. Dabei ist es das Ziel, die weltweiten
3 Tschechische Republik 8 Deutschland 13 Luxemburg 18 Slowenien 23 Zypern
Emissionen von Treibhausgasen um 50 Prozent bis zum Jahr 2050 (im 4 Dänemark 9 Griechenland 14 Niederlande 19 Spanien 24 Lettland 28 Japan
5 Estland 10 Ungarn 15 Polen 20 Schweden 25 Litauen 29 USA
Vergleich zu 1990) zu reduzieren.
IRENA > Internationale Um die nachhaltige Energieversorgung global entwickeln zu können, hat 350
Agentur für Erneuerbare Energien
Deutschland gemeinsam mit 50 anderen Ländern die Initiative zur Gründung
www.irena.org 300
der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) ergriffen.
250
Diese internationale Regierungsorganisation wurde 2009 in Bonn gegründet.
200
Ihr Statut wurde mittlerweile von über 80 Staaten ratifiziert.
150 EU 27
Hauptziel der IRENA ist es, Industrie- und Entwicklungsländer beim Ausbau
100
der erneuerbaren Energien zusammenzubringen und auf gemeinsame Ziele
zu verständigen. Damit ist IRENA die erste Organisation, die sich internatio- 50
nal auf den Beitrag der erneuerbaren Energien zur Lösung globaler Heraus- 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
forderungen wie Energiesicherheit, Klima- und Umweltschutz sowie Armuts-
Quelle: BMWi, „Die Energiewende in Deutschland“, 2012 (nach IEA)
Quelle: BMU, „Erneuerbare Energien“, 2011 bekämpfung konzentriert.
12 ENERGIEWENDE IN DEUTSCHLAND KAPITEL 01 13
Energiemarkt und -PREISE 02 Für die privaten Verbraucher ist die Energiekostenbelastung in den letzten Jahren
deutlich angestiegen. Ihre Belastung hat sich seit 2000 von rund 2.295 Euro auf
über 3.900 Euro pro Jahr erhöht. Bezogen auf das Nettoeinkommen ist der Anteil
der Energiekosten in diesem Zeitraum von über fünf auf sieben Prozent gestiegen.
// Foto: gettyimagesEnergiemarkt und -PREISE 02 sich die Energieausgaben in den vergangenen zwölf Jahren nahezu verdop- ROHÖLPREIS IN US-DOLLAR
PRO BARREL
pelt. Im Jahr 2000 lagen diese lediglich bei 59 Milliarden Euro. Wesentliche
160
Treiber für den Energiepreisanstieg der vergangenen Jahre waren die stark
140
ANTEILE DER ENERGIETRÄGER
gestiegenen Preise für Primärenergieträger – insbesondere für Erdöl (siehe
AN DER PRIMÄRENERGIE- 120
GEWINNUNG IN DEUTSCHLAND Abbildung „Rohölpreis in US-Dollar pro Barrel“) und Erdölprodukte, Steinkohle 100
2011 38,5 % Braunkohle
35,1 % Erneuerbare Energien
und Erdgas. Deutschland ist angesichts begrenzter eigener Energiereserven 80
8,7 % Steinkohle zu einem sehr großen Teil auf Energieimporte aus anderen Staaten angewie- 60
9,2 % Erdgas, Erdölgas
sen und hat aus diesem Grund nur bedingt Einfluss auf die Entwicklung der 40
2,8 % Mineralöl
5,7 % Sonstige internationalen Preise für Energierohstoffe. 2010 stammten drei Viertel der 20
Energieträger aus dem Ausland. Deutschland importierte 98 Prozent seines 0
'90 '92 '94 '96 '98 '00 '02 '04 '06 '08 '10 '12
Erdölbedarfs, 87 Prozent des Erdgases und 77 Prozent der Steinkohle. Die-
NORDSEE DUBAI WTI*
Quelle: AGEB, „Energieverbrauch 2011“, 2012
se Abhängigkeit wird sich durch den Rückgang heimischer Energiereserven
Quelle: IEA, „Key World Energy Statistics 2012“,
(Ausstieg aus der Steinkohleförderung bis 2018, zurückgehende Erdgas- und
2012
Kapitel 02 UMBAU DER ENERGIEMÄRKTE Ölförderung) vermutlich in Zukunft noch erhöhen.
Die erneuerbaren Energien werden bis zum Jahr 2050 zu einer tragenden
IMPORTABHÄNGIGKEIT VERSCHIEDENER ENERGIETRÄGER *West Texas Intermediate (WTI) ist
Säule der Energieversorgung in Deutschland ausgebaut. Damit der Umbau ein Rohöl aus den USA. Durch seinen gerin-
200 gen Schwefelgehalt eignet es sich beson-
klappt und Deutschland ein weltweit wettbewerbsfähiger Wirtschaftsstand-
ders für die Mineralölraffinierung und die
ort bleibt, muss die Energiewende auch ökonomisch effizient umgesetzt Importe Herstellung von Benzin. Der Preis pro Barrel
160 (159 Liter) entspricht in der Regel dem der
werden. Die Energieversorgung in Deutschland muss zuverlässig und
Inländische Produktion leichten Nordseesorte Brent Crude.
bezahlbar bleiben. Deshalb werden auch die Energiemärkte einen grund- 98 %
Quelle: BMWi, „Die Energiewende in 120
98 %
Vergleich des Einsatzes der Primärenergie-
Deutschland“, 2012 legenden Wandel erleben.
träger und des Verhältnisses der Eigenversor-
79 % gung und des Importanteils 2000 und 2010
80 87 %
für Deutschand (nach AGEB 2011, LBEG 2011)
ENERGIEKOSTEN UND IMPORTABHÄNGIGKEIT 50 %
77 %
40 DERA > Deutsche Rohstoffagentur
Die Energiekosten lagen in Deutschland 2011 ersten Schätzungen zufolge 99 %
www.deutsche-rohstoffagentur.de
50 %
bei 124 Milliarden Euro und damit um etwa 20 Prozent höher als im Vorjahr 21 % 13 % 23 %
0
(zum Beispiel Rohölimportpreise gut 30 Prozent, Importpreise für Erdgas gut Mio. t SKE 2000/2010 2000/2010 2000/2010 2000/2010 2000/2010 2000/2010 Quelle: DERA, „Reserven, Ressourcen und
Mineralöl Erdgas Steinkohle Braunkohle Kernbrenn- Erneuerbare Verfügbarkeit von Energierohstoffen 2011“, 2011
25 Prozent, Strompreise für Haushalte um 6,5 Prozent höher als 2010). Damit stoffe Energien
Quellen: BMWi, „Energiedaten“, 2012 (nach AGEB 2011, LBEG 2011)
BMWi, „Die Energiewende in Deutschland“, 2012 wurde auch der bisherige Höchstwert von 2008 übertroffen. Insgesamt haben
16 ENERGIEMARKT UND -PREISE KAPITEL 02 17Die Preise für Ölprodukte in Deutschland folgten 2011 weitgehend den
DIE ÖLPREISBINDUNG
höheren Rohölkosten und der internationalen Verteuerung für Fertigpro-
Seit den 1960er Jahren folgen die Erdgasimportpreise in Deutschland den Preisentwicklungen des Rohöls – zeitlich
dukte. Für Kraftstoffe und Heizöle mussten die Verbraucher im Jahr 2011
verzögert um etwa ein halbes Jahr. Hintergrund ist eine internationale Branchenvereinbarung zwischen ausländi-
die höchsten Preise seit Gründung der Bundesrepublik bezahlen. Wegen
schen Produzenten, deutschen Importeuren und Gasversorgungsunternehmen. Ursprünglich sollte auf diese Weise
des unterschiedlichen Steueranteils war der Anstieg nicht einheitlich:
die Förderung des „neuen“ Energieträgers Erdgas unterstützt werden: Die Produzenten, meist zugleich Ölförderer,
Der Preis für Super-Benzin nahm im Jahresdurchschnitt um 9,8 Prozent
sicherten so ihre hohen Investitionen ab und schlossen aus, sich mit dem neuen Produkt selbst Konkurrenz zu machen.
zu, während die Preise für Diesel um 15,9 Prozent, für leichtes Heizöl um
Das Bundeskartellamt und Verbraucherschutzorganisationen kritisieren die Ölpreisbindung seit Langem als überholt,
24,8 Prozent sowie für schweres Heizöl um 29,6 Prozent anzogen.
zumal sie für eine Reihe anderer Staaten nicht gegeben ist. Dabei soll allein die Ölpreisbindung Grund für den starken
Die Strompreise stiegen 2011 um 6,5 Prozent. Hier wirkte sich insbesondere
Preisanstieg beim Gas gewesen sein. Große Gasexporteure wie zum Beispiel Gazprom in Russland bestehen weiterhin
die von 2,05 Cent auf 3,53 Cent/kWh gestiegene EEG-Umlage (siehe Seite
auf der Ölpreisbindung. Sie argumentieren, dass sie den Verbrauchern Versorgungssicherheit gewährleisten und zudem
25) preissteigernd aus. Der Steueranteil erreichte damit den Höchststand
Preissenkungen garantieren, falls der Ölpreis wieder fällt.
von 45 Prozent (2010 waren es 41 Prozent). Gegenüber 1998 haben sich die
Steuern und Abgaben am Strompreis nahezu verdreifacht. Der Strompreis
ohne die staatlich verursachten Lasten sank 2011 um 0,6 Prozent und lag
ZUSAMMENSETZUNG DER ENERGIEPREISE
damit nur um sieben Prozent über dem Wert von 1998. Quelle: AGEB, „Energieverbrauch 2011“, 2012
Der Rohstoffhandel ist nur einer von vielen Faktoren, welche die Preise auf
dem Energiemarkt beeinflussen. In die Preise für Endenergie fließen neben
Endenergie bezeichnet die Energiemen-
Beschaffungs- und Transportkosten auch Steuern, Netznutzungsgebühren
ge, die – zum Beispiel in Form von Strom – ENERGIEPREISBILDUNG FÜR PRIVATE HAUSHALTE
tatsächlich beim Verbraucher ankommt. und staatlich verordnete Sonderbelastungen ein.
PREISBILDUNG STROM (2012)
PREISBILDUNG BEI DEN PRIVATEN HAUSHALTEN
34,4 % Stromerzeugung
Die Energiekosten für private Verbraucher setzen sich je nach Energie-
20 % Netznutzung
Vergleichszahlen aus den ver-
träger und Verbrauchergruppe unterschiedlich zusammen. So tragen die 0,6 % §-19-Umlage (siehe Seite 21)
gangenen Jahren finden Sie in
16 % Mehrwertsteuer
den Vaillant Veröffentlichungen privaten Haushalte beim Erdgas einen deutlich höheren Netznutzungs- und
„Energie kompakt 01“ und 7 % Konzessionsabgabe
Personalkostenanteil als die Industrie. Insgesamt lagen die Erdgaspreise bei 8% Öko-/Stromsteuer
„Energie kompakt 02“.
den Verbrauchern im Jahr 2011 um 4,5 Prozent höher als im Jahr zuvor. Die 14 % EEG-Umlage (siehe Seite 25)
Abhängigkeit von Weltmarktpreisen ist bei Erdgas im Vergleich zu anderen
Quelle: BDEW, 2012
Energieträgern gering.
18 ENERGIEMARKT UND -PREISE KAPITEL 02 19GRÖSSTE ENERGIEVERSORGER WELTWEIT 2012 NACH MARKTWERT FAKTOREN DER
ENERGIEPREISBILDUNG
BDEW > Bundesverband der Energie- PREISBILDUNG ERDGAS (2011) UNTERNEHMEN LAND UMSATZ IN MIO. US-$
und Wasserwirtschaft e.V. Die Endenergiepreise setzen sich
71 % Import/Produktion, GDF Suez Frankreich 58,30
www.bdew.de aus den folgenden Kostenbestand-
Transport, Speicherung, E.ON Deutschland 49,10 teilen zusammen:
Verteilung
MWV > Mineralölwirtschaftsverband e.V. EDF Frankreich 45,70
16 % Mehrwertsteuer
www.mwv.de Southern Co USA 38,40 STROM
9% Erdgassteuer
2 % Konzessionsabgabe Iberdrola Spanien 36,00 • Stromerzeugung/-beschaffung
2% Anteilige Förderabgabe ENEL Italien 35,40 • Netznutzungsentgelte
Exelon USA 33,10
• Konzessionsabgabe
Quelle: BDEW, 2012 RWE Group Deutschland 29,90
• Stromsteuer
Dominion Resources USA 28,70
• EEG*-Einspeisevergütung
NTPC Indien 28,40
• KWK**-Umlage
Quelle: statista, 2012, www.statista.com
• Mehrwertsteuer
PREISBILDUNG LEICHTES die überregionale Versorgung sind in Deutschland vier Übertragungsnetz- • §-19-Umlage
HEIZÖL (2012)
betreiber. Das gesamte Übertragungsnetzsystem erstreckt sich auf einer
*Terminus der Mineralölindustrie für ERDGAS
73,8 % Produktenpreis* Länge von 1,6 Millionen Kilometern.
Preisgebung des Rohöls in Rotterdam
16 % Mehrwertsteuer • Gasbeschaffung/-gewinnung
8,4 % Mineralölsteuer Seit 2006 beaufsichtigt und reguliert die Bundesnetzagentur (BNetzA) den • Marge, Transport- und Verteilerkosten
1,8 % Deckungsbeitrag deutschen Strom- und Gasmarkt. Sie ergänzt die Landesregulierungsstel- • Mineralöl-/Ökosteuern
len, die für regionale Versorger mit bis zu 100.000 Kunden zuständig sind. • Netznutzungsentgelte
Quelle: MWV, 2012 Die Bundesbehörde kontrolliert und genehmigt die Netznutzungsentgelte • Personalkosten etc.
für die Durchleitung von Strom und Gas. Darüber hinaus stellt sie den frei-
KRAFTSTOFF (TANKSTELLE)
en Zugang der Lieferanten und Verbraucher zu den Energieversorgungs-
• Produkt-/Warenpreis
BNetzA > Bundesnetzagentur für ENERGIEVERSORGER UND REGULIERUNGSBEHÖRDE netzen sicher.
Elektrizität, Gas, Telekommunikation, • Mineralölsteuer
Im deutschen Energiesektor sind regionale Versorger und Stadtwerke sowie
Post und Eisenbahnen • Mehrwertsteuer
www.bundesnetzagentur.de die vier großen Verbundunternehmen E.ON, RWE, Vattenfall und EnBW
• Erdölbevorratungsabgabe
dena > Deutsche Energie-Agentur GmbH
tätig. Diese vier Großkonzerne produzieren über 70 Prozent des in Deutsch- Umlage für Stromkunden nach § 19 der • Marge und Verarbeitungskosten,
www.dena.de land erzeugten Stroms. Dennoch sank ihr Anteil an den installierten Kraft- Stromnetzgeldverordnung (StromNEV) Transport, Logistik
werkskapazitäten zwischen 2006 und 2010 von 65 auf 54 Prozent. Von Energieintensive Industrieunternehmen, die jährlich mindestens 7.000
*EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz
Quellen:
den insgesamt in Deutschland installierten Kraftwerkskapazitäten in Höhe Benutzungsstunden aufweisen und mehr als zehn Gigawattstunden Strom **KWK: Kraft-Wärme-Kopplung
dena, „Endbericht. Integration EE“, 2012
Energie Informationsdienst, www.eid-aktuell.de von 166.509 Megawatt erzeugten sie 89.655 Megawatt. Verantwortlich für verbrauchen, sind seit 2012 von den Netzentgelten befreit. Dies soll ihre www.netzentwicklungsplan.de
20 ENERGIEMARKT UND -PREISE KAPITEL 02 21Wettbewerbsfähigkeit trotz steigender Energiekosten sichern. Alle anderen nimmt die Menge der Emissionsberechtigungen jährlich um 1,74 Prozent ab.
Stromverbraucher zahlen seit dem 1. Januar 2012 gemäß § 19 StromNEV Diese Verknappung senkt den Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase konti-
eine zusätzliche Abgabe, mit der sie die Befreiung der Großunternehmen nuierlich. Gleichzeitig steigt der Anreiz für Unternehmen, in klimaschonende
finanzieren. Die §-19-Umlage wird allen Stromversorgungsunternehmen Technologien und verbesserte Prozesse zu investieren.
von den Netzbetreibern neben den Netznutzungsentgelten in Rechnung ge-
stellt. Diese reichen die Kosten an kleine Unternehmen und Endverbraucher
weiter. Abgerechnet wird in Cent je verbrauchter Kilowattstunde.
STAATLICHE ENERGIEFÖRDERPROGRAMME
In Deutschland werden erneuerbar erzeugter Strom und Kraft-Wärme-Kopp- BMU > Bundesministerium für Umwelt,
Naturschutz und Reaktorsicherheit
lung (KWK) staatlich gefördert. Dabei zielt das im Jahr 2000 eingeführte
www.bmu.de
DER EU-EMISSIONSRECHTEHANDEL Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) darauf ab, Strom aus erneuerbaren
BMWi > Bundesministeriumn für
BMU > Bundesministerium für Umwelt, Um die Klimaschutzziele des Kyoto-Protokolls zu erreichen, führte die EU Energien (EE) nicht für den Eigenbedarf lokal zu verbrauchen, sondern
Wirtschaft und Technologie
Naturschutz und Reaktorsicherheit
2005 den europäischen Emissionsrechtehandel ein: Zu Beginn jeder Han- vorrangig in das Stromnetz einzuspeisen und diese Einspeisung über einen www.bmwi.de
www.bmu.de
delsperiode legen die EU-Staaten fest, welche Gesamtmenge an Treibhaus- Zeitraum von 20 Jahren zu vergüten. Dadurch ist der Anteil der erneuerba-
Umweltbundesamt >
gasen emissionshandelspflichtige Anlagen in einem bestimmten Zeitraum ren Energien an der Stromerzeugung stark gestiegen. Lag er 2001 noch bei
www.umweltbundesamt.de
ausstoßen dürfen. Dabei lassen sie die Frage offen, wer wo wieviel mindert, 6,7 Prozent, stieg er bis 2011 auf ca. 20 Prozent.
um einen Anreiz zu schaffen, den CO2-Ausstoß möglichst kostengünstig zu
Mit der EEG-Novelle (als Teil des Energiepakets 2012 in Kraft getreten) soll
reduzieren.
der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien bis 2020 auf
In jeder Handelsperiode wird die erlaubte Emissionsmenge reduziert. Die 35 Prozent und bis 2050 auf 80 Prozent gesteigert werden. Die Einspeise-
erste Periode umfasste die Jahre 2005 bis 2007, die zweite die Jahre 2008 vergütung wird über die sogenannte EEG-Umlage finanziert. Sie betrug 2012
bis 2012. Mit Beginn der dritten Handelsperiode 2013 wird der Emissions- 3,59 ct/kWh und wird im Jahr 2013 auf 5,3 ct/kWh steigen (siehe Abbildung
handel europaweit harmonisiert, um gleiche Wettbewerbsbedingungen zu Seite 25).
schaffen. Dabei wird der überwiegende Teil der Emissionszertifikate nicht
Mit steigendem Anteil der erneuerbaren Energien wird es notwendig, dass
mehr kostenlos vergeben, sondern versteigert. Erreicht ein Unternehmen
die EE-Anlagen ihren Strom bedarfsgerechter zur Verfügung stellen. Entspre-
die Reduktionsziele, kann es nicht benötigte Zertifikate am Markt verkaufen.
chende Anreize schaffen die Marktprämie und die Flexibilitätsprämie der
Alternativ können Zertifikate am Markt zugekauft werden, wenn eigene
EEG-Novelle. Die Marktprämie kann von den Betreibern monatsweise genutzt
Minderungsmaßnahmen zu teuer würden.
werden, um ihren Strom auf dem Markt gewinnbringender anzubieten. Sie
umfasst einen finanziellen Ausgleich für die Differenz zwischen dem Markt-
Über diesen Mechanismus sollen die Emissionen von Treibhausgasen bis
wert des Stroms und der festen Einspeisevergütung sowie eine Management-
2020 schrittweise um 21 Prozent gegenüber 2005 gesenkt werden. Dabei
22 ENERGIEMARKT UND -PREISE KAPITEL 02 23Marktanreizprogramm. Mit dem prämie. Mit der Flexibilitätsprämie wird die bedarfsgerechte Einspeisung von ENTWICKLUNG DER EEG-UMLAGE 2000–2012
Marktanreizprogramm fördert der Bund
Strom aus Biogasanlagen unterstützt. Auch das Grünstromprivileg wurde Cent/kWh
erneuerbare Energien, die Wärme erzeugen,
4,0
wie etwa die Solarthermie. Die dafür ver- durch die EEG-Novelle marktnäher gestaltet. Auf den Sektor Wärme- und
gebenen Mittel stammen aus Steuereinnah- 3,5
Kälteerzeugung entfällt mehr als die Hälfte der in Deutschland verbrauch-
men und aus der Klimaschutzinitiative des
3,0
Bundesministeriums für Umwelt, Natur- ten Endenergie. Damit kommt dem Ausbau der erneuerbaren Energien im
schutz und Reaktorsicherheit, die aus der 2,5
Wärme- und Kältemarkt eine zentrale Rolle zu. Maßgebliches Instrument
Versteigerung von Emissionszertifikaten
(siehe Seite 22 f) finanziert wird. zur Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien im Wärmemarkt ist das 2,0
Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) im Zusammenspiel 1,5
mit dem Marktanreizprogramm (MAP). Das Wärmegesetz ist am 1. Januar 1,0
2009 in Kraft getreten und wurde 2011 zur Umsetzung europarechtlicher 0,5
Vorgaben novelliert. 0,0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Das KWK-Gesetz (Kraft-Wärme-Kopplung) zielt darauf ab, den Anteil der
Quelle: BMWi, „Die Energiewende in Deutschland“, 2012
KWK-Anlagen an der Stromerzeugung auf 25 Prozent zu erhöhen. Das
Gesetz fördert die Modernisierung sowie den Ausbau der KWK-Stromer-
KOSTENANTEILE FÜR EINE KILOWATTSTUNDE STROM FÜR HAUSHALTSKUNDEN
zeugung durch eine Abnahmeverpflichtung der Netzbetreiber sowie durch
Zuschläge zu dem als üblich anerkannten Marktpreis. Diese Zuschläge wer- Cent/kWh
30 25,2
den nach Effizienz der Anlagen differenziert, zeitlich befristet, degressiv 23,7
23,2
ausgestaltet und ausschließlich auf die zertifizierte KWK-Strommenge ge- 21,7
25
19,4
währt. Ähnlich wie beim EEG werden die Zuschläge über eine Umlage auf 18,0 Umsatzsteuer
20 16,1
alle Stromverbraucher finanziert. Dabei sehen sowohl EEG als auch KWK- Stromsteuer
Quellen: 13,9
Konzessionsabgabe
Gesetz eine Sonderregelung vor, welche die Belastungen stromintensiver 15
BMU, „Erneuerbare Energien in Zahlen“, 2012 EEG
BMWi, „Die Energiewende in Deutschland“, 2012 Unternehmen begrenzt. KWKG
10
Erzeugung, Transport, Vertrieb
5
GRÜNSTROMPRIVILEG
0
Stromlieferanten werden von der Pflicht zur Zahlung der EEG-Umlage befreit, wenn mehr als 50 Prozent des Stroms,
2000 2002 2004 2006 2008 2009 2010 2011
den sie an Endverbraucher absetzen, durch EEG-vergütungsfähige Anlagen erzeugt werden.
Quelle: BMU, „Erneuerbare Energien in Zahlen“, 2012 Rundungsbedingte Abweichungen
24 ENERGIEMARKT UND -PREISE KAPITEL 02 25Energiequellen und -gewinnung 03 Sonnenenergie ist eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle, die noch geschätzte
vier Milliarden Jahre zur Verfügung steht. Damit übersteigt das Angebot den Bedarf
der Menschen bei Weitem.
// Foto: gettyimages
SONNENENERGIE, DIE TÄGLICH POTENZIAL ZUR DECKUNG
AUF DIE ERDOBERFLÄCHE TRIFFT: DES WELTENERGIEBEDARFS:
960 BILLIONEN
KILOWATTSTUNDEN 180 JAHRE*
*durch nur einen SonnentagEnergiequellen und -gewinnung 03 Nukleare Energie wird aus den spaltbaren Metallen Uran und Plutonium
gespeist, welche für Brennstäbe in Kernkraftwerken genutzt werden. Sie
deckt derzeit 8,8 Prozent des deutschen Primärenergiebedarfs. Nach der
Kapitel 03 BRENNSTOFFE UND ENERGIETRÄGER Katastrophe von Fukushima hat sich Deutschland entschieden, bis 2022 aus
Die Energiewirtschaft unterscheidet drei Primärenergiequellen: fossile
der Kernenergie auszusteigen. Die sieben ältesten Kernkraftwerke sowie das
Brennstoffe, regenerative Energie und Nuklearbrennstoffe.
Kernkraftwerk Krümmel sind seit dem Frühjahr 2011 bereits dauerhaft vom
Die fossilen Energielieferanten Erdöl, Erdgas und Kohle decken derzeit mit Netz genommen worden. Die neun verbleibenden Kernkraftwerke werden bis
einem Anteil von 78,7 Prozent den größten Teil des Primärenergiebedarfs in 2022 schrittweise abgeschaltet (siehe auch Seite 9). Quelle: BMU, „Erneuerbare Energien in Zahlen“,
2012
Deutschland ab. Zur Stromproduktion sind sie technisch gut nutzbar, da sie
sich in den Kraftwerken einfach regeln und rasch an den Bedarf anpassen ANTEIL DER ERNEUERBAREN ENERGIEN AM GESAMTEN ENDENERGIEVERBRAUCH IN DEUTSCHLAND 2011
lassen. Die Verbrennung fossiler Energieträger gilt wegen der hohen CO2-
Emissionen als Hauptverursacher des durch Menschen bedingten Klima- 87,5 % Nicht erneuerbare Energieträger
12,5 % Anteile EE
wandels. Hohe Preise und weltweite Verknappung zwingen darüber hinaus 0,7 % Wasser
2,0 % Wind
langfristig zur Nutzung anderer Energiequellen sowie zu einer effizienteren
8,4 % Biomasse*
GESAMT:
Umwandlung von Primärenergie in Wärme oder Strom. Im Zuge der Energie- 1,3 % Solarenergie/Geothermie
8.692 PJ
wende werden deshalb konventionelle Energieträger Schritt für Schritt durch PJ = Petajoule
EE-Endenergiebereitstellung: rund 300,9 TWh
regenerative Energieträger ersetzt.
Regenerative Energien sind Quellen, die auf der Erde nahezu unbegrenzt *feste, flüssige, gasförmige Biomasse
zur Verfügung stehen, weil natürliche Kreisläufe sie ständig erneuern.
Zu ihnen zählen Sonnenstrahlung, Wind, Wasser und Erdwärme. Holz und
AGEB > Arbeitsgemeinschaft VERMIEDENE TREIBHAUSGAS-EMISSIONEN DURCH ERNEUERBARE ENERGIEN IN DEUTSCHLAND 2011
Energiebilanzen e.V. weitere Biomasse gehören ebenfalls zu den sogenannten erneuerbaren
Strom 86,3 Mio. t
www.ag-energiebilanzen.de Biomasse*
Energien. Heute werden bereits 10,9 Prozent des Primärenergieverbrauchs 24,1 14,1 35,2 12,8 Wasser
und 20,3 Prozent des Bruttostromverbrauchs durch klimaneutrale Energie- Wärme 39,1 Mio. t Wind
Photovoltaik
quellen abgedeckt. Die EEG-Novelle sieht vor, dass sich der Anteil regenera- 37,3 1,2 0,5 Gesamte Vermeidung rund 130 Mio. t
CO2-Äquivalente, davon durch EE-Strom Solarthermie
tiver Energien am deutschen Bruttostromverbrauch bis 2020 auf mindestens Kraftstoffe 4,8 Mio. t mit EEG-Vergütungsanspruch 70 Mio. t Geothermie, Umweltwärme
CO2-Äquivalente
4,8
Quellen: AGEB, „Energieverbrauch 2011“, 2012 35 Prozent und bis 2050 auf mindestens 80 Prozent erhöhen soll. Zudem Rundungsbedingte Abweichungen
BMU, „Erneuerbare Energien in Zahlen“, 2012
werden erneuerbare Energien durch das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 * zur genauen Zusammensetzung
BMWi, „Die Energiewende in Deutschland“, 2012 Treibhausgas-Vermeidung (Mio. t CO2-Äq.)
der Biomasse siehe Seite 64 f
BMWi, „Energiedaten“, 2012 sowie das Marktanreizprogramm finanziell unterstützt (siehe auch Seite 24).
28 ENERGIEQUELLEN UND -GEWINNUNG KAPITEL 03 29Kohle Erdöl
Kohle (Braun- und Steinkohle) ist eine der wichtigsten Energiequellen der Erdöl ist ein Gemisch unterschiedlicher Kohlenwasserstoffe und wird über
Welt. In Deutschland deckten im Jahr 2011 Kohlekraftwerke 24,3 Prozent Pumpen aus bis zu 2.500 Metern Tiefe gefördert. Das Rohöl wird in Raffi-
des Energiebedarfs. Ausgehend vom weltweiten Energiebedarf des Jahres nerien hauptsächlich zu Kraftstoffen und Schmiermitteln verarbeitet und
VORTEILE 2006 reichen die Braunkohlereserven der Erde noch mindestens 320 Jahre dient als Ausgangsstoff für viele Kunststoffe und Medikamente. Erdöl deckt VORTEILE
> weltweite Kohleressourcen reichen > sehr energiereich
(Steinkohle etwa 150 Jahre). Nimmt man die noch nicht erschlossenen Koh- sowohl in Deutschland als auch weltweit 34 Prozent des Primärenergie-
über 1.000 Jahre > liefert zahlreiche Kraftstoffe
> technisch gut nutzbar leressourcen hinzu, so schätzt man die Reserven auf mehr als 1.000 Jahre. bedarfs. Wegen der einfachen Handhabung wird Erdöl überwiegend als > leicht zu lagern und flexibel einsetzbar
> Kohlestrom benötigt keine
Die energiereichere Steinkohle wird unter Tage in bis zu 1.500 Meter tiefen Treibstoff in Verbrennungsmotoren für Transport und Mobilität verbraucht.
Schattenkraftwerke (siehe Seite 36) NACHTEILE
Stollen oder Schächten abgebaut. Braunkohle liegt dichter an der Erdoberflä- Außerdem erzeugen Haushalte mit Heizöl Raum- und Wasserwärme. Öl > sehr hohe CO2-Emissionen
NACHTEILE > Förderung wird schwieriger
che und wird mithilfe von Braunkohlebaggern im Tagebau bis zu einer Tiefe verbrennt zwar sauberer als Kohle, ist aber trotzdem sehr CO2- und ohne
> hohe CO2-Emissionen > Abhängigkeit von Ölpreis und Ölimporten
> hohe Umweltschäden durch von 450 Metern großflächig abgetragen. Abgasnachbehandlung auch schadstoffintensiv. Die Ölreserven reichen laut > Reserven reichen noch maximal 54 Jahre
Tagebau (Braunkohle) > Unfälle und Havarien schädigen die Umwelt
BP-Weltenergiebericht 2012 noch maximal 54 Jahre.
> Abbau verbraucht ca. 10 Prozent Kohlekraftwerke erhitzen durch die Verbrennung von Kohle Wasser und
der erzeugten Energie
erzeugen Dampf, der Turbinen antreibt. Diese wiederum treiben Generatoren
WELTWEITER ÖLVERBRAUCH PRO KOPF 2011 IN TONNEN
an, die elektrischen Strom erzeugen. Moderne Kohlekraftwerke erreichen
einen Wirkungsgrad von 43 Prozent (Braunkohle) bis 46 Prozent (Steinkohle)
und sind wegen ihrer gut steuerbaren Stromproduktion für die Sicherung von
Grund- und Mittellast im Stromnetz bislang unverzichtbar. Die Effizienz von
Kohlekraftwerken könnte über Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) weiter steigen.
Umweltbundesamt >
www.umweltbundesamt-daten- Wegen der meist abgelegenen Standorte der Kraftwerke ist die Nutzung der
zur-umwelt.de
entstehenden Abwärme problematisch. Lange Transportwege verursachen
Quelle zu Kohle: BMWi, „Energiedaten“, 2012 hohe Wärmeverluste.
Im Hinblick auf den Klimawandel steht der Kohlestrom wegen der hohen
DERA > Deutsche Rohstoffagentur
CO2-Emissionen in der Kritik. Mit neuen Technologien soll das CO2 flüssig
www.deutsche-rohstoffagentur.de
oder als „Trockeneis“ unter der Erde eingelagert werden und auf diese Weise
Quelle zu Erdöl: BMWi, „Energiedaten“, 2012 0-0,75
nicht mehr in die Atmosphäre gelangen. Der Aufwand für diese Speicherung
DERA, „Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit 0,75-1,5
von Energierohstoffen 2011“, 2011 von CO2 ist heute noch immens und kostenintensiv. 1,5-2,25
2,25-3,0
>3,0
www.deutschebp.de
30 ENERGIEQUELLEN UND -GEWINNUNG KAPITEL 03 31KONTINENTALSCHELF
Erdgas
Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan, das in riesigen Blasen 1.000 bis ATMOSPHÄRE Der Kontinentalschelf bezeichnet den
Globale Erwärmung
3.500 Meter tief im Erdreich eingeschlossen liegt. Über Pipelinenetze mit flachen, küstennahen Meeresboden, der
bis zu 200 Meter unter dem Meeresspiegel
einer Gesamtlänge von mehreren 100.000 Kilometern wird Gas vom Förder- OZEAN Tiefe (m)
liegt. Die Hänge bilden den Übergang zur
VORTEILE ort zu den Abnehmern gepumpt oder als Flüssiggas in Tankern verschifft. 200 Tiefsee.
> wenig Verunreinigungen Oxydation Kontinentalabhang
Das energiereiche Gas ist wenig verunreinigt und wird zur Stromerzeugung Verfrachtung
> saubere Verbrennung 400
> keine Schattenkraftwerke nötig in Gasturbinenkraftwerken und zum Heizen in Haushalten genutzt. Auch
> auch als Kraftstoff verwendbar Methanhydrate 600
als günstiger und sauberer Kraftstoff für Verbrennungsmotoren setzt sich
> lässt sich leicht lagern und
Methanfreisetzung Oxydation
sehr flexibel einsetzen Erdgas weiter durch. Deutschland deckt 20,4 Prozent des Primärenergiebe- 800
darfs mit Erdgas.
NACHTEILE
> CO2-Emissionen
Erdgas produziert wegen des hohen Wasserstoffanteils bei der Verbrennung Abbau technisch extrem schwierig, da sich die instabile Verbindung des
> unverbranntes Erdgas (Methan) VORTEILE
ist schädliches Klimagas wesentlich weniger CO2 als Erdöl. Erdgas lässt sich unter hohen Drücken (bis eingefrorenen Gases bei abnehmendem Druck löst und so beim Heben > kann wie Erdgas eingesetzt werden
> Abhängigkeit vieler Staaten > hat die gleichen Vorteile wie Erdgas
150 bar) stark komprimieren und bei niedrigen Temperaturen verflüssigen zu Wasser und Methan zerfällt.
von Gasimporten > könnte Energie für mehrere Hundert
(ca. -161,5 Grad Celsius), was die Lagerung und den Transport vereinfacht. Jahre liefern
Kontinentales Methanhydrat findet sich in den Permafrostböden der
Gasturbinenkraftwerke sind mit einem Wirkungsgrad von 55 bis 60 Prozent
arktischen Polarregionen Kanadas, Alaskas und Sibiriens. Sollte die NACHTEILE
Quellen: AGEB, „Energieverbrauch in sehr effizient und können zudem ihre Leistung kurzfristig hochfahren oder > zusätzliche CO2-Emissionen
Förderung gelingen, so könnte das gewonnene Methan genau wie Erdgas
Deutschland 2011“, 2012 > unverbranntes Methan ist ein
reduzieren. Die konventionell geförderten Gasreserven reichen nach der-
BP, „Statistical Review of World Energy 2012“, verbrannt werden. Als weitere CO2-Quelle würde Methanhydrat allerdings schädliches Klimagas
2012, www.deutscheBP.de zeitigen Prognosen noch etwa 63 Jahre. > extrem schwer zu fördern
bei der Verbrennung das Klima zusätzlich belasten. Außerdem sind die
> Abbau an den Hängen der
ökologisch-tektonischen Folgen eines kommerziellen Abbaus derzeit nicht Kontinentalschelfe könnte
Naturkatastrophen auslösen
kalkulierbar.
Methanhydrat
Methanhydrat ist Methangas, das unter hohem Druck und bei niedrigen Seit 2008 werden im Rahmen des Forschungsprojekts SUGAR (Submarine
Temperaturen im Eis eingefroren ist. Methanhydrat kommt in riesigen Gashydrat-Lagerstätten) ozeanische Methanhydratvorkommen erkundet IPP > Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
www.ipp.mpg.de
Mengen in der Tiefsee und an den Hängen der Kontinentalschelfe vor, an und Techniken für Abbau und Transport entwickelt. Bis 2014 sollen wirt-
denen der Druck hoch und die Temperatur niedrig genug ist. In dieser bis- schaftliche Verfahren für die Gewinnung von Methan aus Gashydraten vor-
her ungenutzten Ressource ist mehr Energie gespeichert als in allen Gas-, liegen. Ziel des von den Bundesministerien für Wirtschaft sowie für Bildung
Öl- und Kohlevorräten der Erde zusammen. Das natürliche Vorkommen und Wissenschaft geförderten Projekts ist, dass deutsche Technologien bei
wird auf zwölf Billionen Tonnen Methanhydrat geschätzt. Jedoch ist der der Gewinnung des Rohstoffs zum Einsatz kommen.
32 ENERGIEQUELLEN UND -GEWINNUNG KAPITEL 03 33Nukleare Brennstoffe Sonnenenergie
In Kernkraftwerken dienen spaltbare Isotope der Elemente Uran, Plutonium Die Sonne sendet täglich 960 Billionen Kilowattstunden Energie auf die Erd-
oder Thorium als Brennstoff. Bei der Kernspaltung wird ein Atomkern in oberfläche. Diese Energiemenge könnte den Weltenergiebedarf theoretisch
zwei oder mehr Bestandteile zerlegt. Dabei werden gewaltige Energiemen- 180 Jahre lang decken. Sonnenenergie ist eine nahezu unerschöpfliche Quelle,
VORTEILE gen freigesetzt. Diese Energie wird in Kernreaktoren mithilfe von Wasser- die noch geschätzte vier Milliarden Jahre zur Verfügung steht. Ihr Angebot
> Atomstrom ist hochverfügbar
dampf- oder Gasturbinen (bei Hochtemperaturreaktoren) in elektrischen übersteigt den Bedarf der Menschen bei Weitem. Denn auf jedem Quadrat-
> verbraucht geringe Brennstoffmengen
> Uranreserven reichen noch über Strom umgewandelt. 2010 waren weltweit 443 Kernkraftwerke in 30 Län- meter Erdoberfläche kommen im Durchschnitt rund 1.000 Kilowattstunden
100 Jahre
dern in Betrieb, die zusammen circa 13 Prozent des weltweit verbrauchten jährlich an. Dies entspricht in etwa dem Energiegehalt von 100 Litern Heizöl.
NACHTEILE Stroms erzeugten. Photovoltaik wird zur direkten Stromerzeugung aus Sonnenlicht eingesetzt.
> radioaktiver Müll ist hochgiftig
2011 produzierten die Photovoltaik-Anlagen in Deutschland 19,3 Terawattstun-
und schwer zu lagern Die Herstellung von Atomstrom ist zwar frei von klimaschädlichen Abgasen,
> Störfälle können Katastrophen den Strom. Der Anteil von Photovoltaikstrom stieg damit auf 3,2 Prozent.
birgt jedoch enorme Risiken, wie die Katastrophe von Fukushima beweist.
wie Reaktorbrände verursachen
Solarthermie kommt zur Unterstützung von Raumheizung und zur Warm-
> Reaktoren und Urangewinnung Zudem ist die Lagerung der hochgiftigen radioaktiven Abfälle ein unge-
sind aufwändig und teuer wasserbereitung in Gebäuden zum Einsatz. Mit Sonnenkollektoren wird darü-
löstes Problem: Hochradioaktiver Müll muss mindestens 250.000 Jahre*
ber hinaus direkt Heizenergie gewonnen. 2011 waren dies 5,6 Terawattstunden.
sicher aufbewahrt werden, ehe die Strahlung auf ein für Mensch und Tier
*Die Halbwertzeit von hoch radioaktivem
Zudem wird Solarthermie zur Erzeugung von Strom und Prozesswärme in so-
Plutonium 239PU beträgt 24.110 Jahre. ungefährliches Maß abgebaut ist. Hierzu werden die verbrauchten Brenn-
Nach mindestens zehn Zerfallszyklen larthermischen Kraftwerken genutzt: Die Sonnenwärme erhitzt Flüssigkeiten,
stäbe in Glas eingegossen und in 300 bis 2.000 Meter tiefen Salzstöcken
(rund 250.000 Jahre) gilt die Strahlung
die dabei verdampfen. Der Dampf treibt Turbinen an, die Prozesswärme liefern
laut Bundesamt für Strahlenschutz als gelagert. Quelle:
unbedenklich. www.bfs.de und über Generatoren gleichzeitig Strom erzeugen. BMU, „Erneuerbare Energien in Zahlen“, 2012
Die weltweite Uranproduktion deckte 2010 rund 85 Prozent des Bedarfs der
Kernkraftwerke. Die übrigen 15 Prozent des Brennstoffs wurden durch Wie- Meeresströmung
Meeresströmungs-Kraftwerk
BGR > Bundesanstalt für Geowissen- deraufarbeitung und abgerüstete Kernwaffen gewonnen. Laut NEA (Nuclear
schaften und Rohstoffe Erwärmung der Erdoberfläche
Energy Agency, Kernenergieagentur der OECD) reichen die weltweit identi- und Atmosphäre
www.bgr.bund.de
fizierten Uranvorkommen (Stand Januar 2011) beim derzeitigen Verbrauch Wärmepumpen
DAtF > Deutsches Atomforum >> SOLARSTRAHLUNG
für über 100 Jahre. Der Einsatz neuer fortgeschrittener Reaktorsysteme
www.kernenergie.de Meereswärme-Kraftwerk
und Brennstoffkreislauf-Technologien könnte den Uranverbrauch deutlich
Strahlung
Nuklearforum Schweiz > Kollektor, Solarthermisches Kraftwerk
reduzieren und dadurch die Uranverfügbarkeit auf Tausende von Jahren
www.nuklearforum.ch
verlängern. Solarzelle, Photovoltaik-Kraftwerk
Photolyse
Strom Wärme
34 ENERGIEQUELLEN UND -GEWINNUNG KAPITEL 03 35ÜBERSICHT DES PHOTOVOLTAIK-MARKTES 2011*
Photovoltaik
Solarzellen bestehen aus mehreren Schichten Silizium, die Sonnenlicht
33 % Italien
ohne Umwege in elektrischen Strom umwandeln können. Diese Photovol-
27 % Deutschland
taikmodule produzieren auch bei bewölktem Himmel Strom und sind 7 % China
VORTEILE EPIA** identifiziert Italien, das
6 % USA
> keine CO2-Emissionen deshalb auch für Regionen mit geringer Sonneneinstrahlung geeignet. Der Deutschland überholt hat, als
5 % Frankreich
> wartungsfrei weltgrößten Photovoltaik-Markt 2011
Wirkungsgrad kristalliner Siliziumsolarzellen hat mit 24 Prozent sein Maxi- 4 % Japan
> Lebensdauer mehr als 20 Jahre
3 % Australien
> zentrale Energiequelle mum erreicht und ist mit herkömmlicher Technik kaum mehr zu steigern. ** European Photovoltaic Industry Association
3 % Großbritannien
www.epia.org
Polykristalline Zellen erzielen einen Wirkungsgrad um 17 Prozent, mono- 2 % Belgien
NACHTEILE
1 % Spanien
> hohe Einstiegsinvestitionen kristalline Solarzellen etwa 19 Prozent. Der Wirkungsgrad von Dünnschicht-
9 % Rest der Welt
> benötigt Schattenkraftwerke*
modulen bewegt sich zwischen sechs und zehn Prozent.
> Gleichstrom muss zur Einspeisung
* gemessen am Zubau der Kollektorfläche Quelle: SolarServer, 2012
in Wechselstrom gewandelt werden
Jüngste Entwicklung sind organische Solarzellen. Sie bestehen aus Kunst-
stoffen und lassen neue, günstigere Produktionsverfahren und Installati-
*Schattenkraftwerk: Kraftwerk, das
JÄHRLICHE SOLARSTROMERZEUGUNG IN DEN 10 KAPAZITÄTSSTÄRKSTEN IEA-PVPS-LÄNDERN 2005–2011*
Leistungsschwankungen von Wind- und onstechnologien zu. Die organischen Zellen unterscheiden sich in erster
Sonnenenergie ausgleicht und so die
Linie durch ihre Flexibilität und Semitransparenz von klassischen Modulen.
Grundlast im Stromnetz sichert. LAND 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Sie könnten deshalb in Zukunft in Gebäudefassaden integriert werden.
Deutschland 2.056 2.899 4.170 6.120 9.914 17.320 24.820
Aufgrund ihres geringen Wirkungsgrades von nur rund acht Prozent und
Italien 37,5 50,0 120,2 458,3 1.181,3 3.502,3 12.802,9
ihrer begrenzten Lebensdauer sind die Einsatzgebiete der organischen
USA 479,0 624,0 830,5 1.616 1.616 2.534 8.966
Photovoltaik auf Nischenmärkte beschränkt.
Japan 1.421,9 1.708,5 1.918,9 2.144,2 2.627,2 3.618,1 4.913,9
BMBF > Bundesministerium für
Bildung und Forschung Der Solarpark Finsterwalde ist das größte Photovoltaik-Kraftwerk Deutsch- Spanien 49 148 705 3.463 3.523 3.915 4.260
www.bmbf.de
lands und zugleich eines der größten der Welt. Es steht in Brandenburg China 70 80 100 140 300 800 3.300
Dyesol > www.dyesol.com und deckt mit 80,7 Megawatt Leistung den Energiebedarf von rund Frankreich 33,0 43,9 75,2 179,7 380,2 1.197,3 2.831,4
10.500 Haushalten. Deutschland bietet aktuell – gemessen an der Kollektor- Belgien – – – – – – 2.000
Fraunhofer ISE > Fraunhofer-Institut
für Solare Energiesysteme fläche – hinter Italien den zweitgrößten Photovoltaik-Markt der Welt. Der Australien 60,6 70,3 82,5 104,5 187,6 570,9 1.407,9
www.ise.fraunhofer.de
Anteil der Solarenergie am deutschen Bruttostromverbrauch lag 2011 bei Korea 13,5 35,9 81,2 357,6 524,2 655,6 812,3
SolarServer > www.solarserver.de 3,2 Prozent – dreimal so hoch wie 2009.
Quelle: nach IEA-PVPS, „Trends in photovoltaic applications“, 2012 IEA-PVPS > International Energy Agency
Photovoltaic Power Systems Programme
* nach installierter Leistung www.iea-pvps.org
36 ENERGIEQUELLEN UND -GEWINNUNG KAPITEL 03 37Sie können auch lesen
