Chancen und Risiken der Energiewende sowie des geplanten Netzausbaus

Perspektiven für 2030 unter besonderer Berücksichtigung der Versorgungssicherheit

Thèse de Bachelor , 2015 , 64 Pages , Note: 2,2

Sciences de l'énergie

Die Menschen sind schon lange, insbesondere seit dem Beginn der Industrialisierung auf Rohstoffe angewiesen, deren enthaltene Energie sie zur Nutzung energetischer Zwecke umwandeln und nutzbar machen können. Vor allem die in Kohle und Erdgas gespeicherten Energieressourcen sind hier als Grundpfeiler zu nennen. Durch die weltweit voranschreitende Industrialisierung und Expandierung der Bevölkerung steht die Gesellschaft vor neuen Herausforderungen, die benötigten Energieressourcen ökonomisch und ökologisch einzusetzen, da die Energieressourcen keinesfalls unendlich sind. Schaut man auf die jüngsten Ereignisse in Fukushima zurück, scheint auch die Nutzung der Kernenergie als risikoreich. Vor allem seit Beginn dieses Jahrtausends gibt es umgreifende Diskussionen in Gesellschaft, Politik und Wissenschaft, die Ressourcenpolitik zu verändern und den Energiemarkt zu revolutionieren. Lange Zeit ist von „sauberer“ Energienutzung die Rede: Die Menschheit hat das Ziel vor Augen, die natürlich vorhandenen Energien, sei es die Sonne, der Wind oder das Wasser, für ihre Zwecke stärker und irgendwann primär nutzbar zu machen. Hier zeigt sich die Kernthese der politisch betriebenen Energiewende. Doch inwiefern ist dieses ehrgeizige Vorhaben realisiert worden oder in naheliegender Zukunft realisierbar? Welche Technologien und welche Schritte sind nötig, um Deutschland ein Stück näher an dieses Ziel zu bringen? Und an welchem Punkt stehen wir aktuell?
 

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Aktuelle Lage der Energiewirtschaft
2.1 Energietechnische Grundlagen
2.2 Energiepolitische Ziele bis
2.3 Energieerzeugung der Bundesländer - eine schematische Übersicht

3. Konzept der Energiewende
3.1 Ziele der Energiewende
3.2 Vorstellung der basalen erneuerbaren Energiequellen

4. Netzausbau
4.1 Verfahren des Netzausbaus
4.2 Konzeptualisierung der Versorgungssicherheit
4.3 Übertragungsnetz und geplante Leitungstrassen
4.4 Intelligentes Stromnetz (Smart-Grids)
4.5 Gesellschaftliche Akzeptanz

5. Chancen und Risiken der Energiewende
5.1 Versorgungssicherheit
5.2 Wirtschaftlichkeit
5.3 Netzmonopole als Einbahnstraße für eine erfolgreiche Energiepolitik

6. Fazit

7. Abbildungsverzeichnis

8. Abkürzungserläuterungen

9. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

Die Menschen sind schon lange, insbesondere seit dem Beginn der Industrialisierung auf Rohstoffe angewiesen, deren enthaltene Energie sie zur Nutzung energetischer Zwecke umwandeln und nutzbar machen können. Vor allem die in Kohle und Erdgas gespeicherten Energieressourcen sind hier als Grundpfeiler zu nennen. Durch die weltweit voranschreitende Industrialisierung und Expandierung der Bevölkerung steht die Gesellschaft vor neuen Herausforderungen, die benötigten Energieressourcen ökonomisch und ökologisch einzusetzen, da die Energieressourcen keinesfalls unendlich sind. Schaut man auf die jüngsten Ereignisse in Fukushima zurück, scheint auch die Nutzung der Kernenergie als risikoreich. Vor allem seit Beginn dieses Jahrtausends gibt es umgreifende Diskussionen in Gesellschaft, Politik und Wissenschaft, die Ressourcenpolitik zu verändern und den Energiemarkt zu revolutionieren. Lange Zeit ist von „sauberer“ Energienutzung die Rede: Die Menschheit hat das Ziel vor Augen, die natürlich vorhandenen Energien, sei es die Sonne, der Wind oder das Wasser, für ihre Zwecke stärker und irgendwann primär nutzbar zu machen. Hier zeigt sich die Kernthese der politisch betriebenen Energiewende. Doch inwiefern ist dieses ehrgeizige Vorhaben realisiert worden oder in naheliegender Zukunft realisierbar? Welche Technologien und welche Schritte sind nötig, um Deutschland ein Stück näher an dieses Ziel zu bringen? Und an welchem Punkt stehen wir aktuell?

Das Ziel dieser Arbeit ist es, dem Leser einige Antworten auf diese Kernfragen mittels einer wissenschaftlichen Analyse der relevanten Faktoren zu geben. Meine Arbeit befasst sich daher mit den Chancen und Risiken der Energiewende sowie des dafür notwendigen Netzausbaus. Die Arbeit beinhaltet eine detaillierte und objektive Sicht auf den gegenwärtigen Ist-Zustand der Energiewende, sowie zukünftige Planungen und Möglichkeiten der Umsetzung. Die Ausrichtung orientiert sich an aktuellen wirtschaftlichen sowie politischen Diskussionen unter Einbindung von aktuellen Forschungsergebnissen. Diverse Grafiken sollen dem interessierten Leser Strukturen energiepolitischer Rahmenbedingungen verdeutlichen und sachliche Zusammenhänge erläutern. Im ersten Kapitel wird zunächst die gegenwärtige Lage der Energiewirtschaft beschrieben. Hierbei wird in erster Linie auf die basalen energietechnischen Grundlagen eingegangen. Dies dient dem Leser der Heranführung an die Thematik und der Schaffung grundlegender Kenntnisse. Neben der Definition der energiepolitischen Ziele bis zum Jahr 2030 wird eine schematische Übersicht des aktuellen Standes der Versorgungstechnologien der einzelnen Bundesländer erfolgen. Im dritten Kapitel wird auf das Konzept der Energiewende eingegangen. Hier wird das historisch gewachsene Konzept der Energiewende, unter Einbindung umwelt- und gesellschaftspolitischer Argumente erläutert, mit Ausblick auf den Atomausstieg im Jahr 2022. Anschließend erfolgt im nächsten Teil dieses Kapitels eine Vorstellung der basalen regenerativen Energiequellen, mit Blick auf die technischen Grundlagen und Möglichkeiten der einzelnen Energieträger. Der vierte Abschnitt der Arbeit befasst sich mit dem geplanten Netzausbau. Hier wird ein besonderer Blick auf den Ausbau des Übertragungsnetzes und eine Darstellung der dazugehörigen Verfahrensweisen erfolgen. Zusätzlich widmet sich dieses Kapitel der Konzeptualisierung der Versorgungssicherheit, erläutert die Möglichkeiten intelligenter Netzstrukturen und thematisiert die gesellschaftlichen Akzeptanzen. Das letzte Kapitel stellt eine selbstständige Analyse der vorher beschriebenen Gesamtfaktoren dar. Hierbei wird auf die Chancen und Risiken, die sich durch die Energiewende ergeben, eingegangen. Auf Basis der zusammengetragenen Informationen erfolgt eine kritische Analyse der Wirtschaftlichkeit und der Versorgungssicherheit des Projektes. Zusätzlich werden mögliche Monopolstellungen der Netzbetreiber durchleuchtet und es wird aufgezeigt, wie diese möglicherweise negative Inputfaktoren für die Energiewende darstellen können. Als Abschluss der Arbeit erfolgt eine Zusammensetzung aller gesammelten Erkenntnisse mittels eines Fazits.

2. Aktuelle Lage der Energiewirtschaft

2.1 Energietechnische Grundlagen

Die Nutzung energetischer Potenziale ist für unsere moderne Gesellschaft selbst- verständlich. „ Mit der Beherrschung der Energie, zunächst des Feuers, schaffte die Menschheit die Basis zur technischen und wirtschaftlichen Entwicklung. “ ¹ Energie wird in der Einheit J (Joule) angegeben und tritt in unterschiedlichen Erscheinungsformen auf. Grundsätzlich differenziert man zwischen mechanischer, chemischer, elektrischer, Strahlungs- und Kernenergie.² Die mechanische Energie beschreibt die arbeitsfähige Energie, die zum Heben oder Beschleunigen eines beliebigen Körpers oder zum Verformen eines elastischen Körpers genutzt wird. Chemische Energie ist Energie, die bei chemischen Prozessen freigesetzt wird. So wird z.B. bei Verbrennungsprozessen Wärme oder Licht erzeugt. Elektrische Energie ist die Energie eines elektromagnetischen Feldes. Sie ist universell einsetzbar, lässt sich einfach in mechanische Energie umwandeln und ist zudem gut transportierbar. Strahlungsenergie bezeichnet man als die Energie elektromagnetischer Wellen, u.a. des Lichts. Die Kernenergie, auch als nukleare Energie bekannt, ist die Energie, die bei Umwandlungen von Atomkernen freigesetzt wird.³ Grundsätzlich werden alle physikalischen Erkenntnisse zur Energie in den beiden von dem deutschen Mediziner Julius Robert von Mayer konstatierten Hauptsätzen der Thermodynamik zusammengefasst. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die gesamte Energie in geschlossenen Systemen konstant ist, somit weder erzeugt noch verbraucht, sondern nur umgewandelt werden kann. Eine Umwandlung erfolgt somit z.B. in der Form, dass gebündelte chemische Energie eines fossilen Energieträgers in kinetische oder thermische Energie umgewandelt wird. „ Verbraucht werden kann ein Energieträger bzw. die in ihm gespeicherte arbeitsfähige Energie. “⁴ Im Rahmen der thermodynamischen Grundprinzipien wird die umwandelbare Energie auch als Exergie und die nicht umwandelbare Anteil der Energie als Anergie bezeichnet. „ Die Energie ist die Summe von Exergie und Anergie.“⁵ Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik sagt aus, dass die arbeitsfähige Energie in einem geschlossenen System tendenziell abnimmt, d.h. in nicht nutzbare Wärmeenergie umgewandelt wird.⁶ Wenn man bedenkt, dass der weltweite Primärenergieverbrauch 2012 bei 513 EJ (= 142.614TWh) lag und hauptsächlich durch die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas produziert wurde, ist offensichtlich, dass bei den tagtäglichen Energieumwandlungsprozessen enorme Mengen an nicht nutzbarer Energie freigesetzt werden.⁷ Bedingt durch diese Tatsache wird deutlich, dass Energie möglichst effizient eingesetzt werden sollte. Dieser Grundgedanke führt letztlich zum Begriff der Energieeffizienz. „ Auf Energie bezogen ist Effizienz als das „ Verhältnis von Energieaufnahme zu Energienutzen in einem System “ zu verstehen. Je höher der genutzte Anteil an der zugeführten Energie ist, desto höher ist die Energieeffizienz. “⁸ Abbildung 1 verdeutlicht die Energieverluste im Rahmen von Energieumwandlungsprozessen in der BRD aus dem Jahr 2012. Es wird klar, dass bei der Umwandlung von Primär- in Nutzenergie hohe Umwandlungs- und Verbrauchsverluste entstehen. Primärenergieträger sind Kohle, Gase, Uran, Erdöl und Erneuerbare Energien. Damit diese Primärenergieträger nutzbar sind, müssen sie technisch umgewandelt bzw. aufbereitet werden. Bis zur endgültigen Umwandlung in Nutzenergie, das ist die Energieform, die ein Verbraucher für Beleuchtung, Prozess-, Niedertemperaturwärme, Kälte, EDV- und Kommunikationssysteme oder mechanische Prozesse nutzt, können Umwandlungs- und Verbrauchsverluste von über 60% entstehen.⁹

„ Gesamtwirtschaftlich betrachtet, liegt der Anteil der Primärenergie, die schlussendlich als Nutzenergie und Energiedienstleistungen bereit steht, schätzungsweise zwischen 10 bis 20 Prozent. “¹⁰ Bedingt durch diese Tatsache ist es strebsam, die Effizienz der eingesetzten Energien zu steigern. Begründungen finden sich vor allem in der sinkenden Verfügbarkeit bzw. Reichweite konventioneller Energieträger, sowie in den steigenden Kosten für die Exploration und dem Abbau der Primärenergieträger.

„ Sollte der Umfang der fossilen Energienutzung weiter anhalten oder gar noch steigen, werden sämtlicheökonomisch erreichbaren

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Energieflussbild 2012 für die BRD in PJ

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen 09/2013

Vorkommen von Erdöl und Erdgas bereits im 21. Jahrhundert aufgebraucht und lediglich die Kohlevorräte noch etwas darüber hinaus verfügbar sein. “ 11 Die Steigerung der Energieeffizienz umfasst dabei nicht nur Großverbraucher wie die Industrie, sondern auch private Haushalte, den GHD- und Mobilitätsbereich sowie die Energieumwandlung selbst. Ein wichtiger Meilenstein für eine nachhaltige Veränderung der Energiewelt ist der Einstieg in die Nutzung regenerativer Energien. Dies führt zu einem verminderten Einsatz fossiler Energieträger und fördert langfristig die Nachhaltigkeit der Energieerzeugung. Wie die Veränderung der Energieerzeugungsstrukturen vollzogen werden kann, wird in Kapitel 2.2 „Energiepolitische Ziele bis 2030“ erläutert. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Umwandlung von einer Energieform in eine andere durch physikalische Restriktionen begrenzt ist. Es treten immer Umwandlungsverluste auf. Grundsätzlich kann nur die in einem Energieträger gespeicherte, arbeitsfähige Energie genutzt werden. Der nicht nutzbare Teil, die Anergie, wird als nicht nutzbare Wärmeenergie an die Umwelt abgegeben. Es wurde ersichtlich, dass im Rahmen einer gesamtwirtschaftlichen Betrachtung der Umwandlungsprozesse von der Primär- zur Endenergie ein maximaler Nutzen von 10 – 20% der eingesetzten Primärenergien möglich ist. Bedingt durch die sinkende Reichweite und den steigenden Kosten der konventionellen Primärenergieträger ist eine Effizienzsteigerung der eingesetzten Energien dringend notwendig. Der Einstieg und Ausbau der kommerziellen Nutzung regenerativer Energien sind ein notweniger Schritt in eine umweltschonende und ökonomisch nachhaltige Umwelt.

2.2 Energiepolitische Ziele bis 2030

Das im Jahr 2009 beschlossene „Klima- und Energiepaket 2020“ beinhaltet eine Zieltrias. Diese sah eine Senkung der Treibhausgasemissionen sowie Senkung des Primärenergieverbrauchs und eine Steigerung des Anteils regenerativer Energie um jeweils 20 % am Brutto-Endenergieverbauch vor. Die Bezugswerte beziehen sich auf das Referenzjahr 1990.12 Grundsätzlich wird die langfristige Entwicklung der Klima- und Energiepolitik durch den „Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO² -armen Wirtschaft bis 2050“, auch bekannt als „Energy Roadmap“, vorgezeichnet. Dieser Fahrplan manifestiert eine EU-weite Reduzierung der Treibhausgasemissionsreduzierung von 80-95% bis 2050 gegenüber dem Referenzjahr 1990.¹³ Der Nachfolger des Klima- und Energiepaketes von

Abbildung 2: Energiepolitisches Zieldreieck

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: www.uni-marburg.de , abgerufen am 06.02.2015

2020 ist das „Klima- und Energiepaket 2030“, das im Oktober 2014 durch den europäischen Rat verabschiedet wurde. Im Rahmen des 2030-Paketes einigten sich die EU-Mitgliedsstaaten auf eine Senkung der Treibhausgasemissionen von mindestens 40%. Des Weiteren soll der Anteil der Erneuerbaren Energien am Energieverbrauch in der EU auf mindestens 27% und die Verbesserung der Energieeffizienz im gleichen Rahmen, mit Bezug auf das Referenzjahr 1990, erhöht werden.¹⁴ „ Damit ist ein wichtiger Grundstein dafür gelegt, dass der europäische Rahmen auch künftig die Energiewende in Deutschland aber auch in Europa unterstützt. “ ¹⁵ Das abgebildete Zieldreieck (Abbildung 2) aus Umweltverträglichkeit, Versorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit gibt dabei die Richtung der deutschen Energiepolitik vor. „ Die Energieversorgung soll umweltverträglicher werden und dabei sicher und kosteneffizient bleiben.“¹⁶ Die nationale umweltpolitische Zielstellung der BRD orientiert sich an allen Zielen des Zieldreiecks. Die deutschen Klimaschutzziele gehen dabei über die europäischen Vorgaben hinaus. In der BRD wird eine Treibhausgasreduktion von mindestens 40% bis 2020, bzw. 80 - 95% bis 2050 angestrebt. Neben der Senkung von Treibhausgasemissionen umfasst die deutsche Energiewende den signifikanten Ausbau der Erneuerbaren Energien und die Steigerung der Energieeffizienz. Bis 2030 soll auf nationaler Ebene die Hälfte der Stromproduktion aus regenerativen Quellen erfolgen. Im gleichen Zug soll die eingesetzte Energie effizienter genutzt werden. „ Denn nur auf der Basis einer ambitionierten Effizienzstrategie ist der Umbau unserer Energieversorgungökonomisch,ökologisch, sozial und gesellschaftlich sinnvoll zu leisten.“¹⁷ Neben den ambitionierten Klimaschutz- und Effizienzzielen steigt Deutschland im Jahr 2022 aus der Atomenergie aus. CDU, CSU und FDP kippten die im Jahr 2010 beschlossene Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke, als Reaktion auf das Unglück von Fukushima und einigten sich auf einen schrittweisen Fahrplan für einen endgültigen Ausstieg. Dieser Schritt ist ein weiterer wichtiger Schritt in die Zukunft der regenerativen Energieerzeugung, allerdings muss der Industriestandort Deutschland wettbewerbsfähig bleiben. „ Eine wirtschaftlich vernünftige Umsetzung der Energiewende trägt ma ß geblich dazu bei, [..] die Wettbewerbsfähigkeit unseres Landes zu stärken. Die Energiewende fordert auch finanzielle Anstrengungen[..] insbesondere mit Blick auf die Energiekosten. “ ¹⁸ Die Veränderungen in der Energiewirtschaft haben in den letzten Jahren zu steigenden Kosten für Haushalte und Industrie geführt. Es sind Kosten, die mit Forschungs- und Innovationsmaßnahmen verbunden sind und die auf jeden Verbraucher umgelegt werden, wie im Falle der EEG-Umlage, die eine Vergütung für Ökostromproduzenten darstellt.¹⁹

Forschungs- und Innovationsmaßnahmen in die Energiewende bieten aber auch große Chancen. So können:

- hocheffiziente Kraftwerke,
- Spitzentechnologien in der Wind- und Solarerzeugung,
- informations- und technologiegesteuerte Stromversorgungen,
- moderne Übertragungstechniken und
- intelligente Energieversorgungsnetze

zu einer massiven Weiterentwicklung des Forschungs- und Entwicklungsstandes des Standortes Deutschland führen. Dies wird letztlich die Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit maßgeblich steigern.²⁰ „ Dadurch kann die Energiewende zu einemökologischen undökonomischen Erfolgsprojekt werden. “ ²¹

Zusammenfassend stellt sich heraus, dass sich die Entwicklung der europäischen Klima- und Energiepolitik am „Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO² -armen Wirtschaft bis 2050“, auch bekannt als „Energy Roadmap, orientiert. Nachfolger des nationalen „Klima- und Energiepaketes 2020“ ist das „Klima- und Energiepaket 2030“. Dieses sieht eine signifikante Minderung der Treibhausgasemissionen von mindestens 40% bis 2030 vor. Des Weiteren soll der Anteil der Erneuerbaren Energien am Brutto-Energieverbrauch auf mindestens 27% und die Energieeinsparung im gleichen Rahmen bis 2030 erhöht werden. Die deutsche Energiepolitik definiert sich über den energiepolitischen Zieltrias mit den Parametern Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und Umweltverträglichkeit. Der Zieltrias gibt die strategische Ausrichtung der Energiewende vor, denn nur auf der Basis einer ambitionierten Effizienzstrategie ist der Umbau unserer Energieversorgung ökonomisch und ökologisch sinnvoll zu leisten. Neben den ambitionierten Klimaschutz- und Effizienzzielen steigt die BRD im Jahr 2022 aus der kommerziellen Nutzung der Kernenergie aus. Die Begründung für den Ausstieg basiert auf der Reaktorkatastrophe in Fukushima. Die ambitionierten Ziele erfordern Investitionen, die von allen Bevölkerungssichten zu tragen sind. Entwicklungen und Investitionen in Forschungs- und Innovationsmaßnahmen können letztlich zu einer Steigerung der Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschlands führen.

2.3 Energieerzeugung der Bundesländer - eine schematische Übersicht

Das folgende Diagramm (Abbildung 3) wurde selbstständig erstellt und zeigt schematisch das prozentuale Verhältnis der Erneuerbaren Energien an der Bruttostromerzeugung aus dem Jahr 2012 auf. Sie werden nach Bundesländern differenziert. Die Daten resultieren auf der Datenerhebung von BDEW, den Statistischen Landesämtern, AGEB und den Berechnungen des ZSW aus dem Jahr 2014. Sie sind von der Agentur für Erneuerbare Energien herausgegeben worden. Der nicht regenerative Teil der Bruttostromerzeugung ist durch den Einsatz fossiler Energieträger gekennzeichnet. Bei genauer Betrachtung wird ersichtlich, dass es enorme mengenmäßige Differenzen in der Erzeugung aus regenerativen Energiequellen zwischen den einzelnen Bundesländern gibt. Mecklenburg- Vorpommern und Thüringen sind Spitzenreiter in der Erzeugung regenerativen Stroms. Hier wurde in den letzten Jahren der Ausbau der Wind- und Biomasseenergienutzung stark forciert. Die geringsten Erfolge hingegen verzeichnen Berlin und Bremen, gefolgt von Nordrhein-Westfalen, dem Saarland und Sachsen. Berlin und Bremen sind flächenarme Stadtstaaten und bieten wenig Platz für große Solarfelder oder Windräder. In Nordrhein-Westfalen, dem Saarland und Sachsen basiert ein Großteil der Stromerzeugung auf Kohle. Diese Tatsache begründet den geringen Anteil an erneuerbaren Energien in der Stromerzeugung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Bruttostromerzeugung und Anteil der Erneuerbaren Energien

Die selbstständig erstellte Abbildung 4 zeigt schematisch die prozentuale Verteilung der verschiedenen regenerativen Energieträger am Gesamterzeugungsanteil Erneuerbarer Energien. Die Daten basieren ebenfalls auf der o.g. Datenerhebung.23 Bei genauerer Betrachtung wird ersichtlich, dass in Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen-Anhalt und Schleswig-Holstein über 20% der regenerativ erzeugten Energie auf Basis von Wind entsteht. Auch Thüringen, Niedersachsen und Rheinland-Pfalz weisen eine über 15% starke Energieerzeugung auf Windbasis aus. Betrachtet man die Energieerzeugung auf Wasserbasis fällt auf, dass diese hauptsächlich in Bayern mit 13% und in Baden-Württemberg mit 8% stattfindet. Ein wesentlich geringerer Anteil wird in Rheinland-Pfalz, Thüringen und Hessen produziert. Auch in anderen Bundesländern wird die Wasserkraft zur Energieproduktion genutzt. Hier beträgt an Anteil der Energieerzeugung durch Wasserkraft allerdings weit unter 5%. In Berlin, Hamburg und Schleswig-Holstein findet die Energieerzeugung auf Wasserbasis keinerlei Anwendung. Die Nutzung der Photovoltaiktechnik zur Energieerzeugung findet in allen Bundesländern Anwendung. Spitzenreiter sind Bayern, Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz und Thüringen. Der dortige Beitrag durch die Photovoltaiktechnologie beträgt in den genannten Bundesländern mehr als 5%. In allen anderen Bundesländern können auch Photovoltaik basierte Energieerzeugungsanwendungen verzeichnet werden, allerdings im geringeren Ausmaß. Bei Betrachtung des Einsatzes von Biomasse in der Gesamterzeugung regenerativer Energien fällt auf, dass insbesondere ein Thüringen und Mecklenburg-Vorpommern über 15% der regenerativen Energieerzeugung Einsatz auf Basis von Biomasse erfolgt. Die Nutzung der Biomasse ist in allen Bundesländern grundsätzlich stark vertreten. Größtenteils liegt der Beitrag zwischen 3 - 10%. Nur Berlin, Bremen, Nordrhein-Westfalen und das Saarland weisen geringere Beiträge in der Nutzung von Biomasseenergie auf. Die Differenzen in den einzelnen Bundesländern basieren wohlmöglich auf unterschiedlich starken Ambitionen im Ausbau der Erneuerbaren Energien, sowie auf unterschiedlichen strukturellen Transportmöglichkeiten der Straßen- oder Wasserwege.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Prozentuale Verteilung der EE am Gesamterzeugungsanteil der EE nach Bundesländern

Zusammenfassend kann man feststellen, dass in Mecklenburg-Vorpommern und Thüringen 45 - 50% der Bruttostromerzeugung auf Basis regenerativer Energie erfolgt. Die Schlusslichter der regenerativen Energieerzeugung bilden Berlin, Bremen und Nordrhein-Westfalen. Hier liegt der Anteil der erneuerbaren Energien an der Bruttostromerzeugung bei 2% bis maximal 8%. In allen anderen Bundesländern liegt der Anteil der Erneuerbaren Energien an der Bruttostromerzeugung zwischen 10% und 40%. Letzten Endes wird ersichtlich, dass die politischen Akteure der Bundesländer beim Ausbau der erneuerbaren Energien unterschiedlich starke Ambitionen verfolgen. Außerdem findet sich eine weitere Begründung des unterschiedlich starken Ausbaus der Erneuerbaren Energien in den unterschiedlichen strukturellen Voraussetzungen für den Transport von Energieträgern. Fakt ist, während einige Bundesländer einen vehementen Ausbau der regenerativen Energien befürworten und durchsetzen, setzen andere weiterhin vorwiegend auf den Einsatz fossiler Energieträger und verpassen somit den Wandel hin zu einer nachhaltigen Energieversorgung.

3. Konzept der Energiewende

3.1 Ziele der Energiewende

Energiepolitische Konzepte haben in der BRD eine lange Historie. Die Strom- und Gasmärkte werden seit jeher durch das im Jahr 1935 entstandene Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) geregelt.²⁴ Die Ölkrisen aus den Jahren 1973/74 und 1979, charakterisiert durch einen starken Ölpreisanstieg und den damit verbundenen schweren Rezessionen der Industriestaaten, führte schon früh zu einem Bewusstsein der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern in der Politik und der Bevölkerung.²⁵ Neben den Ölkrisen gab es zu jener Zeit die ersten Widerstände gegen die kommerzielle Nutzung der Atomenergie. Im Speziellen gründete im Jahre 1977 eine kleine Gruppe von Bürgern den Verein „Öko-Institut“. Dieser lehnte die kommerzielle Nutzung der Atomenergie vollends ab und erstellte bereits im Jahr 1980 eine erste Studie, die sich mit der Idee einer Energiewende befasste. „ Der vollständige Titel der Studie lautet: „ Energie-Wende, Wachstum und Wohlstand ohne Erdöl und Uran. “ ²⁶

Die staatliche Energiepolitik bestand jener Zeit jedoch hauptsächlich aus der branchenorientierten Förderung des Aufbaus von Versorgungssicherheiten, dem Durchsetzen geordneter Marktverhältnisse, der Gewährleistung technischer Sicherheiten sowie Ansätze zum Umweltschutz.²⁷

Aufgrund des gesellschaftlichen Drucks wurde die Bundesregierung genötigt, in den 1980igern das Thema Kernenergie sowie die Förderung der regenerativen Energien mit in die Energiepolitik aufzunehmen. Als 1980 die bundesweit agierende Partei „die Grünen“ den Weg in die Politik der BRD fand, gewann das Thema „Energiewende“ immer mehr an Bedeutung.²⁸ Bereits in den 80er Jahren gab es die ersten Versuche, alternative und regenerative Stromerzeugungsanlagen zu etablieren. So wurde bereits zu dieser Zeit der erste Groß-Wind-Park (GROWIAN) bei Marne in Schleswig-Holstein errichtet, welcher allerdings durch technische und konstruktive Probleme nie mit voller Leistung betrieben werden konnte und letzten

Endes 1987 wieder abgerissen wurde.²⁹ Es wird ersichtlich, dass hier noch einige Jahre verstrichen, bis gezielt in die Forschung und Entwicklung der regenerativen Energieerzeugung investiert wurde.

Die Energiepolitik in den 1980ern wurde damit durch den Betrieb konventioneller Großkraftwerke, Monopolstrukturen im Strom- und Gassektor und durch hohe Kapitalbindungen der leitungsgebundenen Energien charakterisiert.³⁰ Vor der Liberalisierung der Strom- und Gasmärkte 1998 ermöglichte das alte Energiewirtschaftsgesetz den Energieversorgungsunternehmen (EVU) durch Demarkationsverträge eine Sicherung ihrer monopolistisch organisierten Versorgungsgebiete und damit verbunden eine hohe und sichere Rendite auf das eingesetzte Kapital. Strompreise wurden dabei auf Kostenbasis erstellt und von den Wirtschaftsministerien der Bundesländer überprüft und genehmigt.³¹ Der fehlende Wettbewerb, sowie eine stärker zentrierte Marktorientierung führte Mitte der 80iger die Energiebranche zu einer zunehmenden Kompetenzverlagerung auf europäische Ebene.³² Innerhalb der europäischen Gemeinschaft entsteht dadurch im Jahre 1987 ein Entwurf zur Schaffung eines einheitlichen europäischen Binnenmarktes.

„ Der Binnenmarkt kommt schlie ß lich zum 1. Januar 1993. Auch die Strom- und Gasmärkte sollen als Teil des gro ß en Binnenmarktprojektes geöffnet werden.“³³ Die Liberalisierung der Strommärkte erfolgte 1996, die der Gasmärkte um zwei Jahre versetzt. Inzwischen werden die wichtigsten energiepolitischen Eingriffe und Vorgaben größtenteils von der EU vorgegeben. Dies gilt insbesondere dann, wenn gemeinsame europäische Belange angesprochen werden. „ Dies gilt sowohl für Wettbewerbsfragen, Rahmenvorgaben für die Regulierung leitungsgebundener Energieträger als auch Umweltschutzstandards und Rahmenvorgaben der Klimapolitik bis hin zur Einführung eines CO ² -Zertifikatehandels für bestimmte Anlagen. “ ³⁴ Der kleinere Teil der energiepolitischen Eingriffe und Vorgaben erfolgt durch den deutschen Gesetzgeber und durch die betroffenen Ministerien für Wirtschaft und Umwelt.³⁵

Letzten Endes gelang es der europäischen Gemeinschaft, die monopolistisch strukturierten Strom- und Gasmärkte in funktionierende Marktwirtschaften zu überführen. Die Wertschöpfungsstufen der Erzeugung, Einkauf und der Vertrieb, sowie der Handel wurden markwirtschaftlich organisiert. Die Trennung der unterschiedlichen Stufen der Wertschöpfungskette von vertikal integrierten

Unternehmen fällt auch unter den Begriff „Unbundling“(Entflechtung).³⁶ Einzig das monopolistisch strukturierte Energienetz wird reguliert. Der Netzzugang und die Nutzung von Transport- und Verteilnetzen werden dabei durch staatliche Regulierungsbehörden überwacht.³⁷

Während auf europäischer Ebene an der wirtschaftlichen Integration Europas operiert wird, entsteht 1990 in Deutschland eine nationale Gesetzesinitiative, deren Auswirkungen in den kommenden zwei Jahrzehnten den Energiemarkt verändern und einen bedeutenden Stellenwert für die Energiewende haben wird. „ Der Name des Gesetzes lautet: „ Gesetzüber die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien in dasöffentliche Netz “ oder auch Stromeinspeisegesetz (kurz: Einspeisegesetz). ³⁸ Ziele dieser Gesetzesinitiative waren zum Einen der Abbau der monopolistischen Organisationsstrukturen großer Energiekonzerne, zum Anderen sollte eine Möglichkeit geschaffen werden, Strom aus dezentralen, regenerativen Energieerzeugungsanlagen in das Stromnetz einspeisen zu können .

1998 wird das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) novelliert und tritt am 1. April desselben Jahres in Kraft. Seit diesem Zeitpunkt kann jeder Endenergiekunde seinen Energielieferanten frei wählen. Durch das novellierte Gesetz entstand zudem die Möglichkeit, diskriminierungsfrei Leitungswege bzw. -netze für den Transport leitungsgebundener Energieträger gegen ein Entgelt nutzen zu können. Die Nutzung der Leitungswege, auch bekannt unter dem Kürzel „TPA“ (Third Party Access; Netzzugang für Dritte) entkoppelte den Handel mit Strom bzw. Gas vom Bestand eines eigenen Versorgungsnetzes und ermöglichte den Wettbewerb in der Energieerzeugung sowie dem Handel und Verkauf.³⁹

Durch die Novellierung des EnWG 1998 und der damit verbundenen Liberalisierung der Energiemärkte wurden letztlich die notwendigen Voraussetzungen geschaffen, den Erneuerbaren Energien einen Zugang zu den bestehenden Netzinfrastrukturen zu gewährleisten.⁴⁰ Im Jahr 2000 wird das im Jahre 1990 entstandene Einspeisegesetz durch das „Gesetz zur Förderung aus Erneuerbaren Energien“, auch bekannt als Erneuerbaren Energiegesetz, kurz EEG, beschlossen und am 1. Januar 2000 rechtskräftig.⁴¹ Das EEG stellt dabei den ordnungspolitischen und energierechtlichen Rahmen für die Förderung der Erneuerbaren Energien dar. Inhaltlich umfasst es die garantierte Einspeisevergütung, den garantierten Netzanschluss an das Energieversorgungsnetz, sowie die bevorzugte Abnahme der Elektrizität von erneuerbaren Energiequellen durch den Netzbetreiber. Dieses nationale Gesetz wurde anschließend in den Jahren 2004 und 2008 konstitutiv neu gefasst und im Jahr 2012 letztlich novelliert.⁴²

„ Das EEG wird in seiner grundsätzlichen Wirkungsweiseüber viele Jahre die wirtschaftliche attraktive Grundlage für Investitionen in erneuerbare Energien sein. Die Vorteile des Gesetzes liegen für Investoren liegen in der Hand [..], jedenfalls wenn man die Entwicklung der Investitionen in erneuerbare Energien in den Folgejahren zum Ma ß stab nimmt.“⁴³

Bedingt durch die Liberalisierung des Strommarktes, dem diskriminierungsfreien Netzzugang Dritter und der garantierten Einspeisevergütung für die Betreiber von regenerativen Energieanlagen traten immer mehr dezentrale Erzeuger im Stromsektor auf. Das EEG konzentrierte sich dabei auf die Förderung kleinerer Anlagen. Jeder Betreiber erhält eine gesetzlich festgelegte, auf 20 Jahre determinierte, degressive Vergütung für jede eingespeiste Kilowattstunde Strom. Das EEG bot somit den Investoren eine vollständige Sicherheit bezüglich ihrer Bauentscheidungen. Die Mindestvergütung orientiert sich dabei immer an der Art der Technologie, der Größe, sowie den Standort der Anlagen.⁴⁴ Ziel der staatlichen Einspeisevergütung ist es, die regenerativen Energien in den nächsten Jahren wettbewerbsfähig und somit an die wirtschaftliche Rentabilität heran zu führen.⁴⁵ Die Netzbetreiber sind dabei gesetzlich verpflichtet den regenerativ erzeugten Strom von den Anlagenbetreibern aufzukaufen und diesen nach den Bedingungen des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes zu vergüten. „ Für die Netzbetreiber beginnt danach ein komplizierter Mechanismus der Weitergabe der Kosten [..], an dessen Ende alle Kunden deutschlandweit einen gewissen Anteil an regenerativen Strom beziehen und natürlich auch anteilig bezahlen. “ ⁴⁶ Seit der EEG-Novellierung 2012 steht den Anlagenbetreibern offen, ob sie weiterhin die festgelegte Einspeisevergütung beziehen, oder ob sie ihre Stromerzeugung direkt vermarkten wollen. Da es durch die festgelegten Einspeisevergütungen zu einer Verschiebung des Wettbewerbs kam, wurden durch die Möglichkeit der Direktvermarktung die ersten wichtigen Schritte in Richtung Systemintegration der Erneuerbaren Energien getätigt. So entstand zudem die Möglichkeit, dass Anlagenbetreiber Markterfahrungen sammeln und durch ein marktgerechtes Verhalten höhere Renditen erwirtschaften können. Für das gesamte Stromversorgungssystem hat es zudem den Vorteil, dass Strom bedarfsgerecht produziert wird, eben dann, wenn die Preise hoch sind. Das bisherige EEG-Modell konnte keinerlei Marktpreissignale auf Anlagenbetreiber entfalten, weshalb am Markt vorbei und in übergroßen Mengen regenerativer Strom produziert wurde. Die Direktvermarktungsmöglichkeiten werden dabei zwischen Marktprämie, Grünstromprivileg und sonstige Direktvermarktung differenziert.⁴⁷

Eine weitere besondere Stellung im Konzept der Energiewende nimmt die Kernenergie ein. Die bereits in den 1980igern Jahre gesellschaftlich hart kritisierte und abgelehnte kommerzielle Nutzung der Kernenergie sollte im Rahmen der unter SPD und den Grünen regierten Legislaturperiode im Jahre 2021 ein Ende finden. Politik und Wirtschaft einigten sich im April 2002 im Rahmen des Atomkonsenses, welcher den verbleibenden Kernkraftwerken eine anlagenspezifische Reststrommenge und damit eine verbundene Restlaufzeit zusicherte, auf einen rechnerisch angestrebten Ausstieg in 2021.

CDU/CSU und die FDP äußerten ihren Unmut über den Ausstieg und kündigten, im Falle der anstehenden Wahlen im Jahr 2005, einen Wiedereinstieg in die Nutzung der kommerziellen Kernenergie an. Als 2009 CDU/CSU und die FDP die politische Macht übernahmen, wurde der Ausstieg aus der kommerziellen Kernenergienutzung revidiert und die Laufzeit der Kernkraftwerke verlängert.⁴⁸

Kernenergie wurde als "Brückentechnologie" auf dem Weg zu Erneuerbaren Energien bezeichnet. Sie charakterisierte die Sicherung eines zuverlässigen und bezahlbaren Energiemixes, bis der vollständige Umstieg auf die Erneuerbaren Energien gelingt.⁴⁹

Im Jahr 2011 ereignete sich dann das verheerende Reaktorunglück im japanischen Fukushima. Die Folgen dieser Katastrophe sind allgemein bekannt. „ Die politischen Konsequenzen des Fukushima-Unglücks reichten von Hinweisen auf völlig andere Gegebenheiten in den Ländern bis hin zu einem Korrigieren der grundsätzlichen Einstellung zur Kernenergienutzung in Deutschland im Frühsommer 2011. “ ⁵⁰ Als Folge des Reaktorunglücks in Japan, wurde in Deutschland die Laufzeitverlängerung aller 17 bis dato aktiven Kernkraftwerke revidiert und der endgültige Ausstieg für das Jahr 2022 besiegelt.

„ Durch die Mitte März 2011 rückgängig gemachte Laufzeitverlängerung wurde ein wichtiges Signal für einen massiven Ausbau der Erneuerbaren Energien gegeben. “ ⁵¹ So wurde im Rahmen des „13. Gesetz zur Änderung des Atomgesetztes“ die Beendigung der Kernenergienutzung und damit die Beschleunigung der Energiewende geregelt.⁵²

[...]

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¹ (Zahoransky, Allelein, Bollin, Oehler, & Schelling, 2010, 5. überarbeitete und erweiterte Auflage, S. 1)

² Vgl. (Erdmann & Zweifel, 2008, S. 17)

³ Vgl. (Zahoransky, Allelein, Bollin, Oehler, & Schelling, 2010, 5. überarbeitete und erweiterte Auflage, S. 5)

⁴ (Erdmann & Zweifel, 2008, S. 17)

⁵ (Zahoransky, Allelein, Bollin, Oehler, & Schelling, 2010, 5. überarbeitete und erweiterte Auflage, S. 7)

⁶ Vgl. (Erdmann & Zweifel, 2008, S. 17)

⁷ Vgl. (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (GBR), 2013, S. 55)

⁸ (Hesselbach, 2011, S. 7)

⁹ Vgl. (Ströbele, Pfaffenberger, & Heuterkes, Energiewirtschaft - Einführung in Theorie und Politik, 2013, 3.Auflage, S. 16)

¹⁰ (Erdmann & Zweifel, 2008, S. 28f.)

¹¹ (Quaschning, 2013, S. 23)

¹² Vgl. (Kemfert, v. Hirschhausen, & Lorenz, Europäische Energie- und Klimapolitik braucht ambitionierte Ziele für 2030, 2014, S. 175)

¹³ Vgl. (Europäische Kommission, 2011, S. 3 f.)

¹⁴ Vgl. (Europäischer Rat, 2014, S. 2 ff.)

¹⁵ (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), 2014, S. 17)

¹⁶ (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), 2014, S. 6)

¹⁷ (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), 2014, S. 3)

¹⁸ Ebd. S.6

¹⁹ Vgl. (Kemfert, Kampf um Strom - Mythen, Macht und Monopole, 2013, 6. Auflage, S. 61ff.)

²⁰ Vgl. (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), 2014, S. 6)

²¹ (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), 2014, S. 6)

²³ ebd.

²⁴ Vgl. (Zahoransky, Allelein, Bollin, Oehler, & Schelling, 2010, 5. überarbeitete und erweiterte Auflage, S. 396)

²⁵ Vgl. (Ströbele, Pfaffenberger, & Heuterkes, Energiewirtschaft - Einführung in Theorie und Politik, 2013, 3.Auflage, S. 10)

²⁶ (Maubach, 2013, S. 41f.)

²⁷ Vgl. (Erdmann & Zweifel, 2008, S. 9)

²⁸ Vgl. (Maubach, 2013, S. 42)

²⁹ Ebd. S. 46

³⁰ (Wagner, 2007, 2. Auflage, S. 111)

³¹ Vgl. (Zahoransky, Allelein, Bollin, Oehler, & Schelling, 2010, 5. überarbeitete und erweiterte Auflage, S. 396)

³² Vgl. (Ströbele, Pfaffenberger, & Heuterkes, Energiewirtschaft - Einführung in Theorie und Politik, 2013, 3.Auflage, S. 321)

³³ (Maubach, 2013, S. 47)

³⁴ (Ströbele, Pfaffenberger, & Heuterkes, Energiewirtschaft - Einführung in Theorie und Politik, 2013, 3.Auflage, S. 320)

³⁵ Vgl. Ebd., S. 321

³⁶ Vgl. (Erdmann & Zweifel, 2008, S. 334 f.)

³⁷ Vgl. (Maubach, 2013, S. 48)

³⁸ Ebd. S. 49

³⁹ Vgl. (Fichtner, 2014)

⁴⁰ Vgl. (Maubach, 2013, S. 65)

⁴¹ Vgl. Ebd. S. 67

⁴² Vgl. (McKenna & Krumme, 2014)

⁴³ (Maubach, 2013, S. 68)

⁴⁴ Vgl. (Ströbele, Pfaffenberger, & Heuterkes, Energiewirtschaft - Einführung in Theorie und Politik, 2013, 3.Auflage, S. 206 f.)

⁴⁵ Vgl. (Quaschning, 2013, S. 387)

⁴⁶ (Maubach, 2013, S. 68)

⁴⁷ Vgl. (BDEW - Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft, 2014, S. 71 f.)

⁴⁸ Vgl. (Ziegeldorf, Agenda 21 Treffpunkt, 2011)

⁴⁹ Vgl. (CDU, CSU, FDP, 2009, S. 29)

⁵⁰ (Ströbele, Pfaffenberger, & Heuterkes, Energiewirtschaft - Einführung in Theorie und Politik, 2013, 3.Auflage, S. 186)

⁵¹ (Jarass & Obermair, 2012, S. 25)

⁵² Vgl. (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, 2011, S. 1)

• Université: Wilhelm Büchner Hochschule Private Fernhochschule Darmstadt (Fachbereich Wirtschaftsingenieurwesen und Technologiemanagement)
• Note: 2,2
• Auteur: Daniel Norkowski (Auteur)
• Année de publication: 2015
• Pages: 64
• N° de catalogue: V300279
• ISBN (ebook): 9783656972730
• ISBN (Livre): 9783656972747
• Langue: allemand
• mots-clé: chancen, risiken, energiewende, netzausbaus, perspektiven, berücksichtigung, versorgungssicherheit