Die Energiewende ist Deutschlands Jahrhundertprojekt – und sie wird im Herbst wohl auch eines der zentralen Themen des Wahlkampfes. Schon jetzt streiten die Parteien um den Netzausbau, um die Förderung der grünen Energie durch das EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) und den Preis, den Energie kosten darf. Was im Tagesgeschäft oft aus dem Blick gerät: Wo will Deutschland eigentlich in Zukunft hin?
Zwar hat die Bundesregierung das Ziel 80 Prozent Erneuerbare für die Stromversorgung bis 2050 vorgegeben, bis 2020 sollen es 35 Prozent sein – wahrscheinlicher sind aber dann schon eher 50 Prozent.
Was bisher in der Politik fehlt, ist eine Idee, wie genau der Weg in die grüne Zukunft aussehen soll. Zentrale Fragen sind bisher ungeklärt. Zum Beispiel: Welchen Anteil soll die bisher noch teure Solarenergie im Strommix haben? Welchen Anteil der Wind, auch auf dem Meer? Welche und wie große Speicher brauchen wir, um die Versorgung auch bei Flaute zu sichern? Wie viel wird diese grüne Stromversorgung am Ende kosten?
In einer großangelegten Studie haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg sich diesen Fragen nun angenommen (hier als PDF). Die zentralen Ergebnisse sind erstaunlich:
1. „Eine Energieversorgung Deutschlands für Strom und Wärme ist mit 100 % erneuerbaren Energien möglich, und zwar ohne jegliche Importe von Energie, also nur auf Basis von Ressourcen, die in Deutschland zur Verfügung stehen.“ (Der Verkehr ist nicht berücksichtigt)
2. „Die Gesamtkosten für den Bau, den Erhalt und die Finanzierung für eine auf 100 % erneuerbaren Energien basierende Strom- und Wärmeversorgung Deutschlands sind nicht höher als die Kosten, die heute für die Versorgung (Bau, Erhalt, Brennstoffkosten und Finanzierung) mit Strom und Wärme verwendet werden.“
Effizienz beim Wärmeverbrauch entscheidend
Spannend am zweiten Punkt ist, dass die Wissenschaftler Hans-Martin Henning und Andreas Palzer in ihren Berechnungen keine künftige Preissteigerungen von Energieträgern wie Kohle oder Gas annehmen. Reinvestitionen und Wartungskosten für die Solar-, Wind-, Biomasse- und Wasserkraftanlagen sind allerdings in die Berechnung eingeflossen.
Und noch zwei weitere Ergebnisse der Studie sind erwähnenswert:
3. „Ein zentraler Baustein (für eine grüne Vollversorgung) ist die Senkung des Heizwärmebedarfs des Gebäudesektors durch energetische Gebäudesanierung.“ Insgesamt rechnen die Forscher mit Absenkung des Wärmebedarfs um 50 Prozent im Vergleich mit 2010.
4. „Eine Versorgung mit weniger als 100 % erneuerbaren Energien, sowie das Zulassen von Stromimport und -export, führen dazu, dass überproportional weniger Wandler erneuerbarer Energien erforderlich sind und dass vor allem keine großflächige Infrastruktur für synthetisches Gas aus erneuerbaren Energien (Power-to-Gas) notwendig ist.“
Punkt vier verständlicher formuliert: Wer sich mit etwas weniger Grünenergie begnügt und außerdem eine gesamteuropäische Versorgung schafft, der spart viel Geld für Speicher.
Grafik aus der ISE-Studie zum 100-Prozent-Szenario. Um zu vergrößern, anklicken.
Für eine Vollversorgung von Deutschland mit grüner Energie wären demnach nötig (genaue Auflistung und Nutzung siehe Grafik links):
- 100.000 Windkraftanlagen mit einer Leistung von jeweils 2 Megawatt auf dem Land (insgesamt 200 Gigawatt, derzeit ca. 30 GW installiert).
- 17.000 Windkraftanlagen im Meer mit einer Leistung von jeweils 5 MW (insgesamt 85 GW, 10 GW bis 2020 geplant).
- Rund 1400 km2 Solaranlagen auf Dächern und entlang von Autobahnen mit einer Leistung von 252 GW, derzeit ca. 30 GW installiert. (Äcker und Wiesen werden nicht mit PV-Modulen gepflastert)
- Wasserkraftanlagen, die heute schon installiert sind. Zusätzlich tragen Biogasanlagen zu weiteren rund fünf Prozent der Energieerzeugung bei.
Heizen auch bei Flaute?
Das große Problem bei jeglicher Diskussion um eine Vollversorgung mit grüner Energie ist neben dem Preis die Versorgungssicherheit. Also wie gibt es auch nachts und bei Flaute Strom? In das Modell flossen deshalb auch Pumpspeicheranlagen ein, Batterien und die Umwandlung von Strom in Gas – so kann grüner Strom in Zeiten von viel Sonne und Wind gespeichert werden, um ihn später zu nutzen.
Aber die ISE-Forscher präsentieren für das Flaute-Problem eine weitere interessante Lösung, die in Expertenkreisen schon länger diskutiert wird: Nämlich die Speicherung von Energie in simplen Warmwasserspeichern und Wärmepumpen, wie es sie in vielen Haushalten gibt oder die als größere Silos auch über mehrere Monate Wärme speichern können, die im Winter dann ins Fernwärmenetz fließen kann.
Wer die Zahlen zu den benötigten Grünstromanlagen sieht, wird sich fragen, warum ein solch massiver Ausbau nicht zu höheren Preisen führt? Einmal haben die ISE-Forscher die wahrscheinlichen Preissenkungen für grüne Stromerzeugung bis 2050 einberechnet (Zahlen basieren auf den Annahmen der Internationalen Energie Agentur) und auch den nötigen Um- und Ausbau der Netze. Für die grüne Gesamtenergieversorgung landen sie 2050 damit bei jährlichen Kosten von rund 120 Milliarden Euro. Das ist auch der Wert, der für Strom- und Wärmeerzeugung heute fällig wird.
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Friedhelm Kramer
…”Senkung des Heizwärmebedarfs für Gebäude”…
Ich betreibe seit 2008 eine Wärmepumpe;bekanntlich die umweltfreundlichste und effizienteste Form der Gebäudeheizung.
Seitdem ist mein Stromtarif wegen EEG u.a.um 40% gestiegen.
Noch Fragen?
DerBoss
Die EEG-Umlage ist von 2008 bis 2013 um 4ct gestiegen. D.h. sie hatten 2008 einen Strompreis von 10ct. FAIL!!!
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ubjay
Diese Studien und Berechnungen kenne ich.
Am Besten schreibt man immer dazu, wer die bezahlt hat.
Seit über 10 Jahren liegt die offizielle Inflationsrate bei 2%.
Meine Kaufkraft hat sich durch den Euro aber halbiert.
Die Realität wird im Sozialismus der Ideologie immer angepasst
und man versucht mir einzureden, das sei nur gefühlte Inflation.
Ein hoher Strompreis ist also gut für mich und der Euro auch.
Geradezu lachhaft.
Mirco Große
Wer rechnen kann, der rechne! Derzeit verbraucht Deutschland im Winter maximal ca. 70 GW, im Sommer 60 GW. Um diese 70 GW, die bis 2050 noch deutlich reduziert werden sollen, sicher zu erzeugen sind also 537 GW an installierter Wind- und Solarleistung + Stromproduktion aus Wasser und Biomasse erforderlich. Das klingt plausibel, wenn man die Wirkungsgrade von Wind und Solar berücksichtigt. Schlimm wird es dann, wenn an einem sonnigen, warmen Tag mit starkem Wind mit wenig Verbrauch wirklich viel Solar- und Windstrom produziert wird. Müssen dann die Stromkunden die 450 GW, die nutzlos produziert werden, bezahlen? Mir graust vor dieser schönen neuen Welt!
Benjamin Reuter
Hallo Herr Große,
das ist natürlich ein wichtiger Einwand, den Sie bringen. Aber das sind sicher Extremereignisse wenn 450 GW ins Netz drängen, die vielleicht an 100 Stunden im Jahr vorkommen (genaue Zahl müsste man nochmal in den entsprechenden Studien suchen). Und das ist ja das spannende am ISE-Modell: Der Überschuß geht in die Wärmespeicher; wir haben also einen sehr viel höheren Verbrauch als 70 GW im Winter. Zu gewissen Zeiten wird man aber immer noch abregeln müssen, das ist wahrscheinlich billiger, als riesige Speicher und Netzkapazitäten aufzubauen.
blueman
Im Grunde eine gute Studie, die zeigt, dass es möglich ist. Jedoch werden die Tatsachen wiederrum so hingebogen, dass es natürlich nicht mehr kostet.
1)
Die Kosten in der Berechnungsgrundlage werden aus heutiger Sicht zu niedrig angesetzt! Hierzu folgender Satz aus der Studie:
“Da wir ein Zielsystem in weiter zeitlicher Ferne, also z. B. im Jahr 2050, betrachten und davon ausgehen, dass alle verwendeten Technologien einen hohen Grad an industrieller Fertigung erreicht haben, haben wir Kostenwerte verwendet, die nach breiter Markteinführung, hohem Entwicklungsstand der Technologie und Realisierung von Skaleneffekten in der Fertigung erreicht werden.”
Das heißt, dass wir (heute) erst einmal die noch teueren Techniken kaufen und bezahlen müssen. Erst dadurch werden die beschriebenen Einsparungseffekte erreicht. Als einfaches Beispiel kann man sich die Preise für Photovoltaik ansehen.
Hierbei muss man auch folgendes berücksichtigen. Wenn ein gut vor 10 Jahren 100€ gekostet hat und heute 50€ kostet, ist der Preis um 50% gefallen. Vor 10 Jahren hat es aber 100% mehr gekostet. Somit werden unsere Kosten (von 2010 bis 2050) weitaus höher sein.
2) Meiner Meinung nach ist der Steuer- und Gewinnanteil viel zu niedrig angesetzt. (Hierüber kann man sich jedoch streiten.)
Beim heutigen Strompreis sind ca. 19cent Steuern und Abgaben drin. Bei 28cent je kWh sind das bereits ca. 68% Steuern und Abgaben. Die reinen Stromerzeugungskosten liegen bei ca. 6cent (3cent bei abgeschriebenen AKWs) – das sind dann ca. 22%. Der Gewinnanteil liegt bei ca. 10% – was einer normalen Rendite einer Unternehmung entspricht.
3) Ein optimales System, wie hier errechnet, stellt sich nur in der Mathematik ein. Der real erreichbare Wert wird darüber liegen, da die Welt sich ständig ändert, es Monopole gibt, es den Staat gibt, etc.
4) Meiner Meinung nach ist auch die energetische Sanierung mit 40%/50% viel zu hoch angesetzt. (Hierüber kann man sich streiten.)
Am Ende sollen diese Studien die Leute blenden. Der gegenwärtige Weg (Photovoltaik-Förderung, Zwang zur Gebäudesanierung, etc.) soll verstärkt vorangebracht werden.
Ich bin für eine Energiewende, aber es sollte keine Religion daraus werden. Mir ist klar, dass es auf jeden Fall am Anfang mehr kostet. Hierzu bin ich auch bereit. Aber die gegenwärtige Föderung ist kein Weg, sie verursacht immer höher Kosten ohne dem Ziel näher zu kommen.