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Erneuerbare Energien Woher die Energie der Zukunft kommt


Auch 2050 werden alle nur mit Wasser kochen. Aber wo wird der Strom dafür herkommen? Wie werden dann die Häuser geheizt? Und was kippen wir in die Tanks unserer Autos? Klar ist nur, dass fossile Ressourcen knapper und teurer werden. stern.de wagt den Blick in die nahe und ferne Zukunft.
Von Christoph M. Schwarzer

Um die Energieversorgung Deutschlands in der Zukunft zu sichern, hilft vor allem eine höhere Energieeffizienz. Bis 2050 wird nach einer Prognose des Bundesverbandes Erneuerbare Energie (BEE) der Gesamtverbrauch in Deutschland um mehr als ein Drittel sinken. Nicht überall ist Energiesparen aber so einfach wie bei Glühlampen. Einen Altbau auf den Stand eines Niedrigenergiehauses zu bringen, kostet viel Geld. Und die vielen Laster, die sich mittlerweile wie ein Wurm auf der rechten Autobahnspur zum Horizont ziehen, werden weiter Dieselmotoren haben.

Sicher ist: Die Verbrennung von Kohle, Gas und Öl wird in Deutschland zurückgehen. Damit sinkt die Importabhängigkeit - und auch die Emissionen des Treibhausgases Kohlendioxid. Europa will ja bis 2020 seinen Treibhausgas-Ausstoß um ein Fünftel senken. Derzeit ringen Europaparlament, EU-Kommission und die 27 Mitgliedstaaten erbittert um die Lastenteilung.

Wo aber soll die Energie der Zukunft herkommen? Wegen der Verknappung der fossilen Ressourcen bleiben als Quelle vor allem die erneuerbare Energie, in die bis 2020 rund 200 Milliarden Euro investiert werden. stern.de erklärt mit Zahlen des BEE, wie der Strommix dann wahrscheinlich aussehen wird - und wie sich die Energiersorgung bis 2050 entwickeln könnte.

Lesen Sie zum Thema erneuerbare Energien auch bei unserem Partner Zeit Online: Energie, erneuerbare Energie und Energie sparen

Wasserkraft: Aus Tradition gut

Kraftwerke an Talsperren und Laufwasserkraftwerke, die wie die Mühlen alter Jahrhunderte direkt am Fluss stehen, werden eine konstante Quelle für die Stromerzeugung bleiben. Die Produktionsmenge wird langfristig jedoch nur leicht auf etwa fünf Prozent des Verbrauchs ansteigen, weil viele Standorte bereits belegt sind und genutzt werden. Der Vorteil der Wasserkraft ist die Unabhängigkeit vom Wetter: Der Fluss fließt immer.

Windkraft I: Neue Stärke im Binnenland

Die Kritik an der Verspargelung der Landschaft zeigt Wirkung. Im Binnenland sollen nicht mehr viele Standorte mit Windkraftanlagen bebaut werden. Mehr Strom gibt es trotzdem: Beim so genannten Repowering werden alte Turbinen durch leistungsfähigere ersetzt. Der Bundesverband Windenergie (BWE) geht bereits 2020 von einer Verdreifachung des Ertrags aus. Statt heute 38 Terrawattstunden (TWh) werden dann etwa 115 TWh durch Windkraft generiert. Bis 2050 wird die Produktion dann aber nur noch leicht ansteigen.

Windkraft II: Stetiger Ertrag auf See

Über Nord- und Ostsee weht der Wind stetiger und stärker als an Land. Das Problem der nicht vorhandenen Grundlastfähigkeit der Strommühlen sinkt damit. Bis 2020 prognostiziert der Bundesverband Windenergie einen Jahresertrag von bis zu 35 Terrawattstunden. Das entspricht etwa der Leistung von drei großen Atom- oder Kohlekraftwerken.

2050 könnten so bereits zehn Prozent des Stromverbrauchs durch Offshore-Anlagen gedeckt werden. Dennoch ist Skepsis angebracht: Der finanzielle Aufwand, eine hochseefeste Windkraftanlage zu bauen, ist riesig. Auffällig ist, dass der deutsche Windkraftpionier und Marktführer Enercon nicht ins Meer geht. Chef und Gründer Wobben dazu: "Fische brauchen keinen Strom."

Tiefengeothermie: Tief und tiefer in die Erde

Anders als bei Häusern, wo die oberflächennahe Geothermie mit Wärmepumpen bereits Alltag ist, steht die Tiefengeothermie zur Stromproduktion (auch mit Kraftwärmekopplung) noch am Anfang. In Landau läuft eine erste Großanlage ("geo x"). Der BEE sieht erst nach 2020 einen stärkeren Ausbau der Stromerzeugung durch Tiefbohrungen. Bis 2050 könnten zehn Prozent des Stromverbrauchs durch Geothermie gedeckt werden. Erdwärme ist die einzige erneuerbare Energiequelle, die nicht direkt oder indirekt von der Sonne abhängt.

Photovoltaik: Sonnige Zukunft

Die meistens blau schimmernden Oberflächen der Photovoltaikanlagen schmücken viele Scheunen mit Südausrichtung. Ihr Ertrag ist noch sehr gering, und die Investitionen rechnen sich nur über das Erneuerbare Energien-Gesetz (EEG) und dessen garantierten Strompreis. Der Bundesverband Erneuerbare Energie (BEE) sieht erst langfristig einen steigenden Beitrag des Solarstroms auf bis zu 25 Prozent im Jahr 2050. Allerdings müssen zuerst die Solarzellen durch Forschung und Massenproduktion effizienter und billiger werden.

Bioenergie: Gülle zu Strom

Mit Biogas aus landwirtschaftlichen Abfällen werden schon heute stationäre Motoren betrieben, die Strom und Wärme erzeugen. Prinzipiell kann Biogas auch ins Gasnetz eingespeist oder in Automotoren verbrannt werden. Schon 2020 wird Bioenergie zehn Prozent des Strombedarfs decken. Bis 2050 könnte sich der Anteil sogar verdoppeln.

Solarthermie

Längst ausgereift und in Neubauten fast selbstverständlich sind Solarthermieanlagen, die das Brauchwasser erwärmen und die Heizung unterstützen. Noch sind die Flächen dafür relativ klein, weil die Architektur der Häuser oft nicht auf Solarthermie ausgelegt wurde und im Winter, wenn am meisten Energie gebraucht wird, die Sonne selten scheint. Immer größere Pufferspeicher sind aber nur realisierbar, wenn das Haus um sie herum geplant wird. Dann kann z.B. im Sommer überschüssige Wärme in der Waschmaschine genutzt werden. Der Anteil der Solarthermie an der Hauswärmeerzeugung kann bis 2050 auf über 20 Prozent steigen.

Geothermie: Kühlschrank, umgekehrt

Die oberflächennahe Nutzung der Geothermie für die Heizung von Häusern und Wohnungen ist auf dem Vormarsch. Sie funktioniert mit einer stromverbrauchenden Wärmepumpe prinzipiell wie ein Kühlschrank, nur umgekehrt. Das Problem: Nur bei niedrigen Vorlauftemperaturen ist das Ganze ökonomisch sinnvoll. Altbauten mit schlechtem Wärmestandard können darum nichts mit einer Wärmepumpe anfangen. Im langfristigen Szenario des BEE nimmt die oberflächennahe Geothermie aber einen wichtigen Platz ein: 2050 könnte ein Viertel des Hausenergiebedarfs so gedeckt werden.

Biomasse: Gut Holz?

Reine Pellet- und Scheitholzheizungen erfreuen sich eine hohen Nachfrage. Einen langfristigen Boom wird es trotzdem nicht geben. Der Anteil biogener fester und flüssiger Brennstoffe an der Wärmeversorgung wird nach den Prognosen des BEE über 2020 bis 2050 etwa konstant bleiben. Gründe: Die Konkurrenz durch Geo- und Solarthermie sowie der Ersatz der puren Biomassekessel durch Brenner mit Kraftwärmekopplung.

Kraftwärmekopplung: Einfach gespart

Sowohl bei Hausheizungen als auch bei der Stromerzeugung wird die Kraftwärmekopplung immer wichtiger. Sie ist keine erneuerbare Energiequelle, sondern eine inzwischen vom Bund geförderte Spartechnik. Kühlwasser, das bei Großkraftwerken die Flüsse aufheizt oder in Kleinanlagen verschwendet wird, kann zur Heizung genutzt werden. Wohnhäuser könnten in Zukunft Minikraftwerke im Keller haben, die Strom und Wärme erzeugen. Der BEE sieht 2050 einen Anteil von etwa zehn Prozent des Wärmebedarfs, der durch Kraftwärmekopplung gedeckt wird.

Autotank: Biosprit oder Batterie?

Die umstrittenen Biokraftstoffe werden allen Zweifeln zum Trotz weiter Benzin und Diesel beigemischt. Diese Quote steigt. Bis 2020 werden mehr als zehn Prozent des Sprits aus Pflanzen gewonnen. Erst danach wird der Anteil von Elektroautos signifikant ansteigen. Für 2050 könnte das Szenario so aussehen: Falls der Gesamtspritverbrauch auf weniger als die Hälfte der heutigen Menge sinkt, können 60 Prozent des Verbrauchs durch Biosprit und Strom gedeckt werden. Der Rest kommt weiter von Öl und Gas.

Atomkraft: Uran am Ende

Atomkraft ist keine erneuerbare Energie. Die Ressource Uran ist begrenzt. Falls weltweit kein einziges neues AKW mehr gebaut wird ("statisches Szenario"), reicht der Kernbrennstoff selbst nach Angaben des Lobbyverbands "Deutsches Atomforum" nur noch für gut 60 Jahre. Da allein der Zuwachs der Windenergie von 2006 auf 2007 mehr als ein ganzes AKW eingespart hat, ist das aber kein Problem. Die Akzeptanz in der Bevölkerung dagegen schon. Die Niedersachsen sind immer weniger bereit, den Atommüll aus Bayern (Atomstromanteil: etwa zwei Drittel) unter ihren Äckern zu lagern.


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