Bund der Energieverbraucher

Energiediskussion ohne heiße Luft

Der Abschied vom Atomstrom ist zu einem wichtigen Ziel der Energiepolitik geworden. Für die Energieversorgung der Zukunft ist der rasche und weitgehende Verzicht auf fossile Energie genauso wichtig: Die Ressourcen neigen sich weltweit dem Ende zu, und Deutschland muss 75 Prozent seiner Energieträger importieren. Wie kann ein Umstieg auf Erneuerbare gelingen? Ein Crash-Kurs für interessierte Laien.

(3. Juni 2011) Energie-Szenarien für 2050, Studien, Umfragen und Simulationen: Sie können solchen Zahlen glauben oder auch nicht. Doch der Energiewandel ist so zentral für jeden Einzelnen, dass jeder sich selbst ein Urteil bilden muss. Nur wer die wichtigsten Fakten kennt, verhindert, dass sogenannte „Experten" ihn gezielt manipulieren können. Wir wollen Sie daher in einer Art Crash-Kurs zum Experten in Sachen Energiewandel machen. Wie hoch ist unser Verbrauch? Können wir ohne fossile Energien auskommen? Was können Erneuerbare dazu beitragen? All diese einfachen Fragen verdienen eine klare verständliche Antwort. Ein Problem dabei sind die gewaltigen Zahlen mit vielen Nullen und die verschiedenen Einheiten von Energie und Leistung, die dabei eine Rolle spielen.

Ohne heiße Luft

David JC MacKay, Professor in Cambridge, hat ein spannendes Buch über Energie geschrieben. „Nachhaltige Energiegewinnung ohne heiße Luft" (auch auf Deutsch frei zum Download erhältlich). Darin wandelt MacKay alle Energiegrößen um in eine überschaubare und einfach vergleichbare Einheit: den täglichen Energieverbrauch jeden Einwohner eines Landes.

Umrechnung in Kilowattstunden je Person und Tag schafft Überblick

Zahlen dazu für Deutschland liefert die Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, die den Energieverbrauch in allen Sektoren und für alle Energieträger ermittelt. Dort heißt es zum Beispiel, dass die privaten Haushalte jährlich 502.202 Terrajoule Strom verbrauchen. Der Einheiten-Rechner macht daraus 139 000 Millionen Kilowattstunden. Diese immense Summe verteilen wir auf die 40 Millionen Haushalte Deutschlands. Als Ergebnis stehen rund 3.500 Kilowattstunden Stromverbrauch je Haushalt und Jahr. Teilen wir das auf die 365 Tage eines Jahres auf, stehen unterm Strich 9,6 oder rund zehn Kilowattstunden je Haushalt und Tag. Der Einfachheit halber runden wir, wie auch im ganzen weiteren Text auf ganze Zahlen und nehmen die Rundungsfehler dafür in Kauf. Weil rund zwei Personen im Haushalt leben, liegt der Stromverbrauch, nicht zu verwechseln mit dem Energieverbrauch!, pro Person und Tag bei fünf Kilowattstunden. Davon wird die Hälfte für Heizen und Kochen verwendet, eine Kilowattstunde für Computer und eine halbe Kilowattstunde für Licht.

Energieverbrauch in Deutschland

Alle anderen wichtigen Zahlen aus dem Energiesektor lassen sich gleichermaßen umrechnen. Die privaten Haushalte verbrauchen nur rund ein Drittel des Stroms in Deutschland. Der gesamte Stromverbrauch Deutschlands würde, mit dieser Methode verteilt auf alle Einwohner, rund 18 Kilowattstunden täglich ausmachen.

Alle Angaben in Kilowattstunde je Person und Tag, Datenquelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen
Flugbenzin ist in der deutschen Energiebilanz nicht vollständig enthalten

 Download Grafik wofür Energie gebraucht - wo Energie herkommt 

Nun können wir nicht nur Strom, sondern auch alle anderen Energieträger betrachten und nicht nur Haushalte, sondern auch alle anderen Sektoren wie Industrie, Verkehr und Gewerbe. Für den gesamten Haushaltssektor – ohne Auto und Flugzeug – ergibt sich ein Energiebedarf von 25 Kilowattstunden – je Person und Tag. Für das Auto werden zusätzlich täglich im Durchschnitt in Deutschland pro Person zwölf Kilowattstunden verbraucht. Fliegen schlägt pro Person täglich mit weiteren zusätzlichen 30 Kilowattstunden zu Buche. Das entspricht einem Fernflug jährlich über 12.000 Kilometer einschließlich Rückflug.

Der direkte Energieverbrauch von Haushalten einschließlich Autofahren und Fliegen addiert sich also pro Person auf 67 Kilowattstunden pro Tag (25+12+30). Doch statistisch hat die Bundesrepublik einen Gesamtenergieverbrauch von jährlich 2.527.000 Millionen Kilowattstunden. Umgerechnet sind das rund 90 Kilowattstunden je Person und Tag, künftig abgekürzt 90 kWh/pd. Der verbliebene Anteil von 23 kWh/pd verteilt sich auf die Güterherstellung, Transport und den Staat.

Was im Kraftwerk verloren geht

Bei der Stromerzeugung in einem Großkraftwerk gehen zwei Drittel der Energie ungenutzt verloren. Was also ins gesamte Energiesystem hineingeht, ist viel mehr als die 90 kWh/pd, es sind ganze 156 kWh/pd. Man spricht von „Primärenergie" im Gegensatz zur „Endenergie" – über die wir bisher ausschließlich sprachen und die auch weiterhin ausschliesslich betrachtet wird. Trotzdem sollte man im Gedächtnis behalten, dass in Kraftwerken pro Einwohner und Tag 41 Kilowattstunden verloren gehen – 25 kWh/pd sind weitere Umwandlungsverluste. Diese Zahl macht deutlich, wie wichtig die Kraft-Wärme-Kopplung ist, bei der man die Wärmeverluste bei der Stromproduktion als Heizwärme nutzt.

75 Prozent aus dem Ausland

Von den 156 kWh/pd (Primärenergie) werden 75 Prozent (117 kWh/pd) importiert, 18 Prozent im Inland gewonnen (Kohle, Öl, Gas) und sieben Prozent stellen Erneuerbare, das sind elf kWh/pd. Bei der Hälfte der Importe handelt es sich um Rohöl (57 kWh/pd oder 5,7 Liter Rohölimport pro Person und Tag) und zu einem Viertel um Gas (30 kWh/pd).

Was leisten Erneuerbare?

Können Erneuerbare den gesamten Stromverbrauch Deutschlands von 18 Kilowattstunden pro Person und Tag decken? Dasselbe können wir für den Gesamtenergieverbrauch von Haushalten in Höhe von 67 kWh/pd und des gesamten Energieverbrauchs in Höhe von 90 kWh/pd abschätzen.

Derzeit (Stand 2010) liefern alle Erneuerbaren pro Tag und Person immerhin schon elf Kilowattstunden oder elf Prozent. Das ist schon ein beachtlicher Anfang, aber noch lange nicht genug. Immerhin hat sich der Anteil Erneuerbarer am Endenergieverbrauch zwischen dem Jahr 1998 und 2009 verdreifacht, wächst also jährlich um elf Prozent. Würde diese Entwicklung anhalten, so hätten Erneuerbare schon im Jahr 2031 einen Anteil von 100 Prozent. Biodiesel (nicht Ethanol) hat sich in diesem Zeitraum verzehnfacht, die Holzheizungen fast verdoppelt, die Windenergie verfünffacht und die Photovoltaik gar verzweihundertfacht!

Sonnige Erträge

Derzeit liefert Photovoltaik 0,4 kWh/pd. Dieser Ertrag hat sich allein im Jahr 2010 verdoppelt. Wenn sich dieser Ertrag verzwanzigfacht, dann erhält man acht kWh/pd. Die dafür notwendige Fläche (1.600 Quadratkilometer) entspricht etwa zwei Prozent aller Freiflächen (Gesamtfläche Bundesrepublik 300.000 Quadratkilometer). Diese Flächen sind vorhanden und können auch für Solarenergie genutzt werden. Problematisch erscheinen hingegen die erforderlichen Investitionen. Da aber die Kosten der PV-Anlagen jährlich deutlich sinken, werden die notwendigen Investitionen zu den dann geringeren Kosten durchaus erschwinglich sein. Rechnet man je Person eine PV-Anlagenfläche von 20 Quadratmetern, dann beträgt der Ertrag fünf Kilowattstunden pro Person täglich. Allerdings liegt dieser Ertrag vorwiegend in den sonnenreichen Sommermonaten, während er im Herbst und Winter deutlich geringer ausfällt.

Die Sonne kann auch Warmwasser erwärmen und Häuser beheizen. Das Leitszenario 2010 der Bundesregierung sieht drei kWh/pd für 2050 vor. Legt man eine Kollektorfläche von zehn Quadratmetern pro Person zugrunde, so erntet man sogar zehn kWh/pd.

Der Anteil der Windkraft

Deutschlands Windkraftanlagen erzeugen derzeit (2010) 1,25 kWh/pd. Geht man auch für diesen Sektor von einer Zunahme um den Faktor 20 aus, ergibt sich ein Ertrag von 25 kWh/pd auf einer Fläche von 10.000 Quadratkilometern. Damit werden drei Prozent der Fläche Deutschlands beansprucht. Off-Shore kann noch einmal diese Strommenge erbringen.

Heizen mit Biomasse

Im Jahr 2010 trug die Biomasse bereits mit sieben kWh/pd zur Energieversorgung bei. Das sind etwa 70 Prozent des Beitrags aller erneuerbaren Energien. Den größten Anteil von einem Drittel daran hat Holzverfeuerung in Privathäusern. Allein dieser Posten macht schon heute fast drei kWh/pd aus. Den zweitgrößten Posten stellt Biodiesel dar (nicht Bioethanol, das liefert ein Drittel weniger!) mit rund einer kWh/pd. Bis 2050 könnten einheimische Biostoffe 16 kWh/pd beitragen – so die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe.

Eine Gesamtstrategie

Die Abschätzungen zeigen deutlich, dass es gewaltiger Anstrengungen bedarf, um die fossilen Energien durch Erneuerbare zu ersetzen.

Der Umstieg auf Erneuerbare ist nur zu schaffen, wenn sich der Verbrauch nahezu halbiert und die Erneuerbaren mit der bisherigen Intensität ausgebaut werden. Man kann aus der gleichen Energiemenge fünfmal mehr Nutzen ziehen, längerfristig sogar 20-mal mehr, sagt der renommierte Energieexperte Professor Ernst Ulrich von Weizsäcker. Wenn dies gelingt, kann man ohne Wohlstandseinbußen auf Fossilenergien verzichten.

Alle Strategien gehen mit dem gleichen Ansatz an das Problem:

• Zuerst elektrifizieren wir den Transport und organisieren ihn zweckmäßiger.
• Als Zweites bringen wir alle Häuser auf Null-Energie-Standard. Den verbleibenden Wärmebedarf decken Sonne, Biomasse oder Strom.
• Im dritten Schritt erzeugen wir all die erforderliche grüne Elektrizitat durch einen Mix aus vielen Quellen.
• Durch Kraft-Wärme-Kopplung reduzieren wir die Verluste bei der Stromerzeugung.
• Um auch im Winter und nachts Erneuerbare zu nutzen, wird Stromüberschuss als chemische Energie in Form von Methan gespeichert. Für die gesamte Verfahrenskette (Herstellung, Speicherung und Rückverstromung) werden Wirkungsgrade von bis zu 45 Prozent angegeben. Nutzt man die Wärme der Rückverstromung, erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad auf 55 bis 60 Prozent.

Aktuelle Studien

Es gibt eine Reihe von aktuellen Studien mit genauen Berechnungen zur Energiewende. Sie zeigen, wie bis 2050 ein weitgehender oder vollständiger Verzicht auf Fossile möglich ist:

• Energiekonzept 2050 des Forschungsverbunds Erneuerbare Energien (FVEE), vorgelegt im Juni 2010.
• Modell Deutschland: Klimaschutz bis 2050: Vom Ziel her denken. Im Auftrag von WWF von Prognos und Öko-Institut erarbeitet im Oktober 2009.
• Leitstudie 2010 von DLR, Fraunhofer IWES und iFnE im Auftrag des Bundesumweltministeriums, veröffentlicht im Februar 2011.

Eine ganze Reihe weiterer Studien beschäftigt sich mit dem Umbau der Stromerzeugung. Die Analysen unterscheiden sich darin, wie hoch die mögliche Energieeinsparung beziffert wird und welche Erzeugungs- und Speichertechniken den verbleibenden Bedarf decken. Alle Analysen gehen von beträchtlichen Einsparmöglichkeiten aus.

Die Kosten

Wird die Umstellung unbezahlbar? Nein, betonen Experten: Ein vollständig erneuerbares Energiesystem wird 2050 volkswirtschaftlich bei optimaler Auslegung zumindest nicht teurer als das gegenwärtige, ergab die Analyse von FVEE. Zwar verursacht der Ausbau der erneuerbaren Energien zunächst Mehrkosten sowohl in der Strom- und Wärmeerzeugung als auch im Verkehrssektor. Das Maximum der Mehrkosten wird aber bereits im Jahr 2015 mit einer Summe von rund 17 Milliarden Euro erreicht. Dies entspricht lediglich acht Prozent der Gesamtausgaben für Energie in Deutschland, denn der Endenergieverbrauch in Deutschland hat einen Wert von rein rechnerisch 212 Milliarden Euro pro Jahr. Letzten Endes bietet der Übergang zu erneuerbaren Energien wirtschaftlich sogar Vorteile: Zwischen 2010 und 2050 können allein in den Sektoren Strom und Wärme Kosten von insgesamt 730 Milliarden Euro eingespart werden. Mit anderen Worten: Teuer wird der Verzicht auf die Energiewende und nicht die Energiewende selbst!

Äußerst interessant sind die Kosten und Preise, die den Studien zugrunde liegen. WWF rechnet 2050 mit Ölpreisen von drei Euro je Liter. An der Zapfsäule kostet ein Liter Benzin dann 4,50 Euro und Strom 50 Cent je Kilowattstunde.

Folgende Stromentstehungskosten legt die Leitstudie 2010 zugrunde:

Die Zahlen verdeutlichen, dass Strom aus erneuerbaren Ressourcen bis 2050 deutlich günstiger wird, als fossile Brennstoffe.

Sowohl Hermann Scheer in seinem letzten Buch, als auch Ernst Ulrich von Weizsäcker fordern eine höhere Besteuerung von Energie, um die Effizienz voranzutreiben und Erneuerbare schneller rentabel zu machen. Billige fossile Energien sind die Basis unseres Wohlstands. Würde man für Energie so viel zahlen, wie sie für unseren Wohlstand wert ist, dann läge der Energiepreis beim Zehnfachen des heutigen Preises (Energieproduktivität). Man kann also das Neunfache des Energiepreises als vorübergehendes Geschenk auffassen: Geld genug für die Energiewende.

Dänemarks ehrgeiziges Ziel

Wie ein Junkie hängen alle Industriestaaten an der Nadel fossiler Rohstoffe. Ein Überleben ohne den Stoff erscheint unmöglich. Als erstes und bisher einziges Land hat sich Dänemark eine Entzugskur verordnet und will sich bis 2050 ganz durch Erneuerbare versorgen.

Im Februar 2011 gab die dänische Regierung die neue „Energie-Strategie 2050" bekannt. Man will in einem ersten Schritt die Nutzung fossiler Brennstoffe im Energiesektor bis 2020 gegenüber 2009 um 33 Prozent reduzieren.

Fazit

Jeder Versuch, völlig auf Fossil zu verzichten, greift tief in unser Leben ein. Es reicht dafür nicht, ein paar Windräder und PV-Anlagen mehr zu bauen und auf Stand-By zu verzichten. Dieser Wandel erfolgt nicht freiwillig: wir können nicht wählen, ob wir ihn wollen oder nicht. Er kommt, auch wenn wir ihn nicht wollen! Wir können jetzt noch entscheiden, ob wir diesen Wandel meistern oder nicht. Ob er uns wirtschaftlich ruiniert oder ob wir ihn zu unserem Vorteil nutzen können.

Weitere Informationen:

• „Leitstudie 2010“ - Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland bei Berücksichtigung der Entwicklung in Europa und global
• Energiedaten - Daten und Statistiken