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  Energiewende
 
Hintergrund

WBGU-Hauptgutachten 2003: Energiewende zur Nachhaltigkeit

Energiewende zur Nachhaltigkeit:
 
Der Begriff "Energiewende" bezeichnet eine Energiepolitik weg von den fossilen Energien (Erdöl, Erdgas, Kohle) und der Kernenergie hin zu den erneuerbaren Energien. Außerdem verfolgt die Energiewende eine Abkehr von der bisher stark zentralisierten Stromversorgung durch wenige Großkraftwerke unter der Regie einiger weniger Stromkonzerne (in Deutschland: e.on, RWE, Vattenvall, EnBW) hin zu einer dezentralisierten Versorgung mit vielen kleinen breit gestreuten Kraftwerken unter verstärktem Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK).
  
Übergreifendes Ziel der Energiewende ist eine nachhaltige Energieversorgung, also eine regional und weltweit wirtschaftliche, umwelt- und sozialverträgliche Erzeugung und Verteilung von Energie. Nachhaltigkeit umfasst insbesondere auch die Reduktion von Umweltbelastungen (u.a. Treibhausgase, Flächenverbrauch, Müll, Abraum). Ein weiteres zentrales Kriterium für Nachhaltigkeit ist die Zukunftsfähigkeit und die daraus abzuleitende Generationengerechtigkeit: Sie erfordern einen möglichst sparsamen Umgang mit den fossilen Energien, deren nichtenergetische Nutzung als Rohstoff für künftige Generationen um so wichtiger wird, je knapper sie werden. Aus diesem Grund und wegen des Treibhauseffekts muss das schlichte Verbrennen von Erdöl, Erdgas und Kohle möglichst schnell im Zuge einer Energiewende beendet werden, deren Umsetzung im Folgenden detaillierter ausgeführt wird.
    

Umsetzung der Energiewende:
Die Umsetzung beruht hauptsächlich auf drei Säulen:
1. Steigerung der Energieeffizienz
2. Verstärktes Energiesparen
3. Ausbau der Erneuerbaren Energien 

Bei der Energiewende stellt sich prinzipiell die Aufgabe, Energiedienstleistungen langfristig ausschließlich mittels Erneuerbaren Energien zu erbringen, weil nur diese auf Dauer in ausreichendem Maße verfügbar und zugleich umwelt- und klimaverträglich sind. Dadurch helfen sie, die Konkurrenz um sich verknappende nicht regenerative Energieressourcen zu entschärfen und tragen somit zur Friedenssicherung bei.
   

Der Ökomix
Öko-Mix: Globus Grafik 2197
Großansicht/ Daten

Energiedienstleistungen werden über die Endenergieträger   Strom,   Wärme und Treibstoffe erzeugt, für die jeweils unterschiedliche spezifische Aspekte wichtig sind, weshalb sie im folgenden zunächst getrennt in Extraseiten analysiert werden.



DLR-Studie: Energie[r]evolution

Realisierbarkeit der Energiewende

Dass die Energiewende technisch und wirtschaftlich machbar ist, wurde in verschiedenen Studien renommierter Wissenschaftler und Expertengremien nachgewiesen:

Ob und wie schnell die Energiewende tatsächlich umgesetzt wird, hängt laut diesen Studien nicht von der prinzipiellen Machbarkeit der Energiewende sondern vor allem vom Umsetzungswillen der Entscheidungssträger in Wirtschaft und Politik ab. Dort zeigt sich leider immer noch überwiegend ein Festhalten an der bisherigen zentralisierten Energieinfrastruktur und den fossilen Energien [1] , z.B. der Kohleverstromung, die künftig durch aufwändige CCS-Technologie weniger klimaschädlich werden soll.
   



Alternatives Konzept: Gaswirtschaft:
 
Die oben dargestellten Konzepte beruhen eher auf einer getrennten Betrachtung von Strom, Wärme und Treibstoffen. Der Energieträger Gas (Methan/ Erdgas oder Wasserstoff) eröffnet jedoch die Chance der Integration der bisher noch eher getrennten Infrastrukturen dieser drei Endenergien, denn auch Strom könnte über Gas zu den Endverbrauchern gelangen: Mittels Strom wird Gas (Wasserstoff oder Methan) erzeugt (power to gas), das Gas wird über das vorhandene Erdgasnetz zu den Endverbrauchern (z.B. Haushalte, Betriebe, Autos) transportiert, bei denen dann vor Ort mit gasgetriebenen Generatoren oder Brennstoffzellen nach dem KWK-Prinzip gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt wird. Der große Vorteil dieses Konzepts ist, dass der Energieträger Gas die schon gut ausgebaute Erdgas-Infrastruktur beim Verteilen und zugleich Speichern nutzen kann, wodurch der kostenaufwändige und von Bürgern oft abgelehnte Aus-/Umbau der Stromnetze und - speicher entfallen oder mindestens deutlich reduziert werden könnte. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Gas auch bei Motoren als günstiger Treibstoff (Energiewende-Verkehr) einsetzbar ist, so dass insgesamt alle drei Endenergiearten (Strom, Wärme, Treibstoff) über das selbe schon vorhandene gut ausgebaute Erdgasnetz bereitgestellt werden könnten.
 



Wasserstoffwirtschaft: Infos/ Großansicht bei bio-wasserstoff.de
Infos/ Großansicht

"grüne" Wasserstoffwirtschaft

Ein großer Nachteil des "power to gas"-Konzepts sind die (noch) enormen Kosten vor allem aufgrund der hohen Energieverluste bei der Erzeugung von Wasserstoff mittels Strom. Neben der Umwandlung von Ökostrom kann Gas natürlich auch direkt aus Biomasse erzeugt werden. Nach Konzepten des Ingenieurs Karl-Heinz Tetzlaff würde eine Gaswirtschaft nur auf Basis von Wasserstoff direkt aus Biomasse ("grüne" Wasserstoffwirtschaft) sogar deutlich günstiger sein als alle anderen bisher diskutierten Energieversorgungssysteme: drastisch höhere Energieeffizienz des Gesamtsystems bei deutlich geringeren Kosten und zugleich CO2-Neutralität oder sogar CO2-Reduktion bei Einsatz von CCS [2]. Allerdings wird dieses Konzept in der Fachwelt bisher kaum wahrgenommen und es fehlen daher Validierungen und kritische Überprüfungen von unabhängigen Experten, insbesondere zu Tetzlaffs Berechnungen, mit denen er seine These zu begründen versucht, dass genügend Bio-Wasserstoff nachhaltig gewonnen werden kann.
  
Hintergrund/ Vertiefung:

Laut Tetzlaff haben die großen Stromkonzerne ein Weltbild erzeugt, in dem große Stromnetze als alternativlos scheinen und daher von vielen nicht mehr hinterfragt werden. Dagegen setzt Tetzlaff das vorhandene Rohrsystem der Erdgasleitungen, über das Wasserstoff (und nicht Strom) an die Endverbraucher geliefert wird. Erst vorort beim Endkunden wird dann Strom erzeugt, wobei bei kühlerer Witterung (besonders im Winter) mehr Strom als Wärme anfällt. Der überschüssige Strom wird dann zusätzlich in die stärker nachgefragte Wärme umgewandelt. Solch eine Wasserstoffwirtschaft ist daher eine wärmegeführte (im Gegensatz zur heutigen stromgeführten) Energiewirtschaft.


Ausblick:
Insgesamt stellt sich die Frage, welches Energieversorgungssystem auf Dauer unter Berücksichtigung aller relevanten Aspekte (u.a. Kosten, Ökobilanz, Sicherheit, Akzeptanz, Zukunftsfähigkeit) das nachhaltigste sein wird. Da diese umfassende Fragestellung wohl kaum am grünen Tisch mit hinreichendem Konsens geklärt werden kann, werden sich in der Praxis vermutlich (ggf. regional unterschiedliche) Mischsysteme herausbilden, die im unterschiedlichem Maße die oben beschriebenen Konzepte integrieren.
  

  
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Ab 2008 wurde das Oberthema "Energiewende" (EW) in die Unterthemen "EW-Strom", "EW-Wärme" und "EW-Verkehr" gegliedert. Datensätze können also 4 Schwerpunkten (EW-übergreifend; EW-Strom, EW-Wärme, EW-Verkehr) zugeordet sein, wobei Überschneidungen möglich sind.
Datensätze mit Schwerpunkt im Unterthema sind nur dort gelistet.
Alle Datensätze zusammen (Ober- und Unterthemen) sind im folgenden abrufbar.
   

Presse-/ Online-Medien
Datenbank

Der Presse-/Medienspiegel (Tages-, Wochenzeitungen, Monatszeitschriften und Online-Medien sowie Infos aus Newslettern von Umweltverbänden und NGOs) bieten vielfältige aktuelle und Hintergrund-Informationen.
  
Energiewende: Obert- und Unterthemen zusammen:
Jahrgang:  2004  2005  2006  2007  08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 
  
Energiewende: nur Oberthema:
Jahrgang: 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 
   
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Daten/ Statistiken/Infografiken: Aktuelles   (die jüngsten Datensätze)
Lithium, Kobalt
Reserven Welt 2018
 Globus Infografik 13674
10.01.20    (1608)
dpa-Globus 13674: Zwei wichtige Rohstoffe für Batterien
Als zentral für die Verkehrswende gilt die Elektromobilität, insbesondere der Antrieb per Elektromotor mit Strom aus Akkus, bei deren Produktion allerdings problematische Rohstoffe in großen Mengen benötigt werden, vor allem das ferromagnetische Übergangsmetall Kobalt und das Alkalimetall Lithium. In der Weltkarte sind die Länder mit den größten Reserven* (in Mt) markiert:
CD 3,4  AU 1,2  CU 0,5  PH 0,3  CA 0,3  RU 0,3  MG 0,14  CN 0,08  PG 0,06  US 0,04⟩
CH 8,0  AU 2,7  CA 2,0  AR 2,0  CN 1,0  ZW 0,07  PT 0,06  BR 0,05  US 0,04⟩ Tabelle
Kobalt wird bisher vorwiegend aus Erzen und Konzentraten gewonnen, oft unter menschenunwürdigen Bedingungen, besonders im Kongo, wo viele bei Arbeitsunfällen umkommen, darunter auch Kinder. Künftig soll Kobalt auch am Meeresgrund mittels Tiefseeschürfungen abgebaut werden, was laut Mobilitätsatlas 2019 marine Ökosysteme bedroht. Lithium wird primär gewonnen aus Festgestein, mehr noch aus Solen, z.B. aus hochgepumptem Grundwasser bei den weltweit größten Vorkommen in Chile. Dadurch trocknet die Region aus und z.B. Indigene werden ihrer Existenzgrundlagen beraubt. Ähnliche Negativfolgen zeichnen sich in Argentinien und Bolivien mit umfangreichen Ressourcen* ab.
Ergänzung (zgh): In Portugal lagern die größten Lithiumvorkommen Europas, gegen deren Abbau sich zunehmend Widerstand forciert ()
* Rohstoffvorkommen werden als „Reserven“ bezeichnet, falls sie aktuell wirtschaftlich rentabel förderbar sind, andernfalls als "Ressourcen".

Quelle: USGS: Lithium  KobaltDERA: Lithium  Kobalt |  Cobalt-Institute |  hbs: Mobilitätsatlas  | Infografik  Tabelle/Infos 

| Rohstoffe | Chemikalien | Elektroauto | EW-Verkehr |
Strommix
DE 1990-2019
Strommix_DE 2010-2019: dpa 100409/ 03.01.2020
03.01.20    (1592)
dpa: Stromerzeugung in Deutschland
Die Infografik zeigt die Entwicklung der Bruttostromerzeugung (in TWh) in Deutschland von 1990 bis 2019 (Anstieg von 1995|537 auf 2008|642, Einbruch 2009|597; danach schwankend zwischen 613 und 654) und die Verteilung auf die Energieträger. Daten der Jahre 1995|2010|2019 in TWh: Braunkohle 143|146|114; Steinkohle 147|117|57; Erdgas 41|89|91; Erdöl 9|9|5; Kernenergie 154|141|75; EE 25|105|243.
  
Quelle: Agora Energiewende  AGEB 

| Strom | Ökostrom | EW-Strom |
Strommix
DE 2010-2019
 Globus Infografik 13660
03.01.20    (1591)
dpa-Globus 13660: Der Strommix
Die Grafik zeigt die Entwicklung des Anteils der Energieträger an der Bruttostromerzeugung in Deutschland von 2010 bis 2019 (Anteil 2010|2019 in %): EE 17|40; Kernenergie 22|12; Steinkohle 19|9; Braunkohle 23|19; Erdgas 14|15; Sonstige 5|5. Der EE-Anteil von 40% im Jahr 2018 verteilt sich wie folgt (%): Wind-Onshore 17; Photovoltaik 7; Biomasse 7; Wind-Offshore 4; Wasserkraft 3; Siedlungsabfälle 1 xlsx-Tabelle.
Ergänzung (zgh): Infolge des deutlichen Anstiegs des CO2-Preises im Emissionshandel von unter 5 auf ca. 25 € ist 2019 erstmals der Anteil der Braun-|Steinkohle nennenswert gesunken von 23|13 auf 19|9% und der von Erdgas gestiegen von 13 auf 15%, der Hauptgrund für das Sinken der THG-Emissionen in Deutschland von 867 auf 811 MtCO2e. Der Kernenergie-Anteil war seit 2017 konstant 12%, nach Abschaltung von Philippsburg-2 am 31.12.19 () wird er 2020 auf ca. 10% sinken, nach Abschluss des Atomausstiegs Ende 2022 auf Null. Der dann fehlende Kernkraftstrom (ca. 75 TWh) muss möglichst zügig komplett durch EE-Ausbau ersetzt werden (ergänzt durch Erdgas- und Importstrom). Laut Ziel der Bundesregierung soll der EE-Anteil im Stromsektor bis 2030 auf 65% gesteigert werden.

Quelle: BDEW  Bundesregierung  | Infografik  Tabelle/Infos 

| Strom | Ökostrom | EW-Strom |
Daten/ Statistiken/Infografiken: Archiv   (jahrgangsweise chronologisch)
Jahrgang:  06  07  08  09  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20 
  
 
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Globus 1382-18.05.2007
Erneuerbare Energien: weltweiter Energieverbrauch  2004 / Infografik Globus 1382 vom 18.05.2007
Bezug/Großansicht
vorübergehend in der
Globus-Galerie

  
Achtung:
In der Grafik wird die falsche Maßeinheit
Mio MWh  (= TWh)
verwendet, die um den Faktor 1000 zu klein ist.
Infografik: Energiequelle Natur
Weltweiter Verbrauch von Energie 2004 aus erneuerbaren Quellen:
weltweit insgesamt 16,8 PWh (= 1015 Wh = Billion kWh),  davon in:

Region
Biomasse/Abfälle
Wasserkraft
Sonstige
Asien (ohne China):
4,8
92 %
4 %
4 %
OECD-Länder
3,7
53 %
35 %
12 %
Afrika
3,3
97 %
3 %
0,3 %
China
2,9
88 %
12 %
0 %
Lateinamerika
1,6
62 %
36 %
1 %
Schwellenländer
  0,48
35 %
64 %
4 %
Naher Osten
  0,04
32 %
43 %
24 %
Daten aus: Globus 1382;    Stand: Ende 2004;    Quelle:  BMU / IEA      
=> Erneuerbare Energien    > Daten/Statistiken/ Infografiken  
=> Energie/ Ressourcen      > Daten/Statistiken/ Infografiken  
    
Globus 1007-03.11.2006
Regenerative Energien, Erneuerbare Energien 2005:     Wärme (Biomasse, Solarthermie, Geothermie),    Kraftstoffe (Biodiesel, Bioethanol, Pflanzenöl);     Strom (Wasserkraft, Windkraft, Biomasse) / Infografik Globus 1007 vom 03.11.2006
Bezug/Großansicht
vorübergehend in der
Globus-Galerie

  

Infografik: Kraftwerk Natur: Regenerative Energie in Deutschland 2005
Von der Gesamterzeugung regenerativer Energie in Deutschland im Jahr 2005 in Höhe von 165,36 TWh ( = Mrd. kWh) entfiel auf (Angaben in %):
- Wärme 48,7 (Biomasse 46,0; Solarthermie 1,8; Geothermie 1,0);
- Strom
37,8 (Windkraft 16,0; Wasserkraft 13,0; Biomasse 8,1; Fotovoltaik 0,6)
- Kraftstoffe 13,5 (Biodiesel 11,2; Pflanzenöl 1,2; Bioethanol)  

Daten aus: Globus 1007;   Achtung: in der Grafik falsche Maßeinheit
GWh)
Quelle: Allianz Dresdner Economic Research     

  
=> Erneuerbare Energien   

   

   
Dokumente: Aktuelles   (die jüngsten Datensätze)
Kalte Dunkelflaute
Kalte Dunkelflaute
12.05.17    (138)
Energy Brainpool: Kalte Dunkelflaute. Robustheit des Stromsystems bei Extremwetter
Mit "Dunkelflaute" wird eine Wetterperiode mit sehr wenig Wind und Sonnenschein bezeichnet, z.B. nachts bei Windflaute. Kommt außerdem noch deutliche Kälte hinzu, spricht man von "Kalter Dunkelflaute", die in etwa alle 2 Jahre im Winter mit einer Länge von ca. 10 Tagen und mehr auftritt, z.B. die 14 Tage vom 23.1.-6.2.2006 als Extremfall. In solchen Phasen sinkt die Ökostromleistung auf die Größenordnung 10 GW, die dann fehlende Leistung von ca. 70 GW wird bisher vor allem abgedeckt durch mehr Kohle-und Atomstrom. Die Studie von Energy Brainpool im Auftrag von Greenpeace-Energy arbeitet heraus, dass eine sichere Stromversorgung auf Basis von erneuerbaren Energien in Phasen von Dunkelflauten zwei Säulen erfordert: 43 GW-Elektrolyseure zur großvolumigen Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff (bzw. Methan) aus Ökostrom kombiniert mit 67 GW-Gaskraftwerke zur Verstromung des Speichergases.

Überblick/ Hintergrund   Download

| Ökostrom | Windenergie | Solarenergie | Erdgas | EW-Strom |
Energiewende-Studie
Energiewende-Studie
20.06.16    (127)
Volker Quaschning: Sektorenkopplung durch die Energiewende
Quaschning analysiert in seiner viel beachteten Studie, wie und in welchem Umfang die Erneuerbaren Energien ausgebaut und das gesamte Energieversorgungssystem umgebaut werden müssen, um die Ziele des Pariser Klimaabkommens in Deutschland umzusetzen. Laut Quaschning müssen die Sektoren Strom, Wärme und Verkehr bis 2040 vollständig dekarbonisiert und deshalb alle Kohlekraftwerke bis 2030 stillgelegt werden. Neuanlagen zur Wärme- und Warmwasserbereitung dürfen ab 2020 nur effiziente Wärmepumpen verwenden (keine fossilen Heizungen mehr). Neufahrzeuge müssen möglichst ab 2025, spätestens 2030, rein elektrisch fahren; deshalb müssen die wichtigsten Fernstraßen mit Oberleitungen für LKW ausgerüstet werden. Basis der gesamten Energieversorung muss ab 2040 Ökostrom hauptsächlich aus Wind- und Solarenergie sein, der teils mittels Power-to-Gas in Methan gewandelt und im Erdgasnetz gespeichert wird, um die Versorgungssicherheit auch in Phasen der Dunkelflaute zu gewährleisten.
 
 Download der Studie [htw-Berlin]  

| EW-Strom | EW-Wärme | EW-Verkehr | nachhaltige Energie | Kohle | CCS | Elektroauto | Erneuerbare | Energieeffizienz | Energiesparen |
Dokumente: Archiv   (jahrgangsweise chronologisch)
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 Klimawandel  Treibhauseffekt   
Spezials  Energiemix /nachhaltige Energieversorgung   Energieabhängigkeit
 Ressourcenkonflikte
Ober-Themen  Klima  Energie  
    
zum Seitenanfang externe Links
Wikipedia  Energiewende   Rohstoffwende  Energiepolitik   
3sat Stellungnahme von Dr. Manfred Fischedick vom Wuppertal-Institut für Klima, Umwelt und Energie: "Die Energiewende ist sicherlich möglich"
Die Grünen.at "Energiewende: Ökostrom statt Atom und Öl. Aufbruch ins Solarzeitalter"
 Ausführlicher Hintergrund mit Problemaufriss, Fakten und Grüner Position
greenpeace.de  Übersichtsseite mit Links zu Solarstromangeboten
   
zum Seitenanfang Anmerkungen
[1] Gerd Rosenkranz: "Die Effizienz-Verweigerer" [DUH Nov. 2006]
[2] Karl-Heinz Tetzlaff (Dipl.Ing. Energie, Verfahrenstechnik) war früher in der Forschung der Hoechst AG zuständig für die Entwicklung von Elektrolyse und Brennstoffzellen. Inzwischen hat er als Ruheständler das Konzept einer "grünen" Wasserstoffwirtschaft auf der Basis von Bio-Wasserstoff entwickelt, das er in seiner Website www.bio-wasserstoff.de im Detail ausführt.
   

Stand: 22.03.09/zgh Thema Energie & Ressourcen  
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