Erneuerbare Energien Motor der Energiewende

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1 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende

2 Impressum Herausgeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) Referat Öffentlichkeitsarbeit Berlin Internet: Redaktion: Dipl.-Ing. (FH) Dieter Böhme, BMU Referat E I 1 (Grundsatzangelegenheiten und ökonomische Fragen der Energiewende); Dr. Wolfhart Dürrschmidt, BMU, Referat E II 1 (Grundsatzangelegenheiten des Klimaschutzes) Fachliche Bearbeitung: Dipl.-Ing. Michael Capota, Dipl.-Wi-Ing. Johannes Salzer, Zentrum für Sonnenenergieund Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW), Stuttgart Gestaltung: Druck: design_idee, büro_für_gestaltung, Erfurt Zarbock GmbH & Co. KG, Frankfurt am Main Abbildungen: Titelseite: Rainer Weisflog S. 4: Rainer Weisflog S. 5: CDU/CSU-Bundestagsfraktion/ Christian Doppelgatz S. 6: BMU/Holger Vonderlind S. 9: BMU/Holger Vonderlind S. 11: BMU/Holger Vonderlind S. 15: BMU/Holger Vonderlind S. 17: BMU/Holger Vonderlind S. 20: BMU/Maria Parussel S. 23: BMU/Holger Vonderlind S. 24: Paul Langrock S. 26: BMU/Holger Vonderlind S. 28: Rainer Weisflog S. 30: Rainer Weisflog S. 33: Rainer Weisflog S. 34: Rainer Weisflog S. 36: Rainer Weisflog S. 38: Rainer Weisflog S. 41: D. Schilke S. 43: Rainer Weisflog S. 44: IRENA Stand: Oktober Auflage: Exemplare

3 Inhalt Vorwort 5 strategie und Ziele der Bundesregierung 6 Der Weg zur Energie der Zukunft 6 Ausbauziele bis zum Jahr 2050 in Deutschland 7 Die Energiewende im europäischen Kontext 8 Langfristszenarien und strategien zum Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland 9 Beitrag der erneuerbaren Energien zur Energieversorgung 11 Windenergie 14 Sonnenenergie 17 Biomasse 20 Wasserkraft 22 Geothermie und Umweltwärme 24 Klimaschutz: Vermiedene Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien 26 Erneuerbare Energien und Naturschutz 28 Förderinstrumente der Bundesregierung 30 Forschung und Entwicklung 34 Kosten und Nutzen des Ausbaus erneuerbarer Energien 36 systemintegration und Transformation 38 Notwendigkeit von Netzausbau, Flexibilisierung und Speicherung 38 Entwicklung in der Europäischen union und international 41 Europäische Union 41 International 43 Weiterführende Informationen 45 Glossar 48 Allgemeine Quellenangaben 51

4 4 Vorwort

5 Liebe Leserinnen, liebe Leser, mit den Beschlüssen der Bundesregierung zur Energiewende in Deutschland wurde in unserem Land ein großes Projekt gestartet, das weltweit beispielgebend ist. Wenn uns dieses anspruchsvolle Vorhaben gelingt, wird es in Deutschland bei wettbewerbsfähigen Energiepreisen und hohem Wohlstandsniveau eine der energieeffizientesten und umweltschonendsten Volkswirtschaften der Welt geben. Bis dahin ist noch viel zu tun; wir sind aber bereits auf gutem Weg. Die erneuerbaren Energien spielen beim Umbau unserer Energieversorgung eine zentrale Rolle. Ihr bisheriger Ausbau war sehr erfolgreich. Er ist die Basis für die vor uns liegenden Jahre. Ziel ist ein Energiesystem der Zukunft, das für uns alle sicher, bezahlbar und umweltfreundlich sein soll. Konsequente Nutzung der erneuerbaren Energien, sparsamerer und effizienterer Energieeinsatz sowie flexiblere und effizientere Nutzung fossiler Energieträger ermöglichen es, den beschlossenen Atomausstieg und wirksamen Klimaschutz zu verbinden. Peter Altmaier Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit 5

6 Die Sicherstellung einer zuverlässigen, wirtschaftlichen und umweltverträglichen Energieversorgung ist eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Dabei werden die erneuerbaren Energien die zentrale Rolle spielen. Deutschland soll in Zukunft bei wettbewerbsfähigen Energiepreisen und hohem Wohlstandsniveau eine der energieeffizientesten und umweltschonendsten Volkswirtschaften der Welt werden. Der Weg zur Energie der Zukunft Das Energiekonzept von 2010 und die Beschlüsse der Bundesregierung zur beschleunigten Energiewende vom Juni 2011 sind die Voraussetzungen für den grundlegenden Umbau der Energieversorgung in Deutschland und für den Einstieg ins Zeitalter der erneuerbaren Energien. Sie sind die Energiequellen der Zukunft sicher, bezahlbar und umweltfreundlich. Im Energiesystem der Zukunft sollen die erneuerbaren Energien deshalb den Hauptanteil übernehmen. Auf diesem Weg werden in einem dynamischen Energie- 6

7 mix die konventionellen Energieträger kontinuierlich durch erneuerbare Energien ersetzt. Die Rolle der Kernenergie wurde nach den Ereignissen in Fukushima neu bewertet und der konsequente Ausstieg aus der Nutzung dieser Technik spätestens bis Ende des Jahres 2022 beschlossen. Entscheidend ist die integrierte Gesamtstrategie der Energiewende. So muss beispielsweise im Strombereich der Ausbau der erneuerbaren Energien zusammen mit Maßnahmen zur Energieeinsparung und Steigerung der Energieeffizienz, dem Ausbau und der Modernisierung der Stromnetze, flexibleren dezentralen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, flexiblerem Lastmanagement und dem Bau neuer Energiespeicher angegangen werden. Im Gebäudebereich hat insbesondere der Einsatz von Einspar- und Effizienzmaßnahmen das große Potenzial, ergänzt um den Einsatz erneuerbarer Energien für die Wärmeversorgung. Ausbauziele bis zum Jahr 2050 in Deutschland Entsprechend den Beschlüssen der Bundesregierung und den Gesetzen zur Energiewende soll bis zum Jahr 2020 der Anteil erneuerbarer Energien (EE) am Bruttoendenergieverbrauch (siehe Glossar) 18 Prozent betragen. Ihr Anteil am Stromverbrauch soll bis spätestens 2020 bei mindestens 35 Prozent liegen. Bis spätestens zum Jahr 2030 soll der erneuerbare Stromanteil bei mindestens 50 Prozent und bis spätestens zum Jahr 2050 bei mindestens 80 Prozent liegen. Tabelle 1: Erneuerbare Energien: Ziele der Bundesregierung Anteil am stromverbrauch Anteil am Bruttoendenergieverbrauch bis spätestens* [%] [%] 2020 mindestens mindestens mindestens mindestens * bis spätestens bezieht sich nur auf die Spalte Anteil am Stromverbrauch 7

8 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Diese Ziele tragen unter anderem dazu bei, die Treibhausgasemissionen in Deutschland bis zum Jahr 2020 (bezogen auf das Jahr 1990) um 40 Prozent und bis zum Jahr 2050 um 80 bis 95 Prozent zu senken. Dabei soll der Stromverbrauch bis zum Jahr 2020 um 10 Prozent und bis zum Jahr 2050 um 25 Prozent sowie der Primärenergieverbrauch (siehe Glossar) bis 2020 um 20 Prozent und bis 2050 um 50 Prozent gesenkt werden. Die Energiewende im europäischen Kontext Die erneuerbaren Energien haben sich in den letzten Jahren in der Europäischen Union (EU) stetig fortentwickelt. Um den Ausbau der erneuerbaren Energien weiter voranzutreiben, hat sich die EU im Rahmen ihres Energie- und Klimapaktes anspruchsvolle Ziele gesetzt. Im Juni 2009 ist die EU-Richtlinie zur Förderung der Nutzung erneuerbarer Energien (Richtlinie 2009/28/EG) in Kraft getreten. Neben dem EU-Gesamtziel, bis zum Jahr 2020 einen Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch von 20 Prozent zu erreichen, enthält die Richtlinie für alle EU-Mitgliedstaaten verbindliche nationale Ziele. So muss Deutschland bis zum Jahr 2020 seinen Anteil am Bruttoendenergieverbrauch auf 18 Prozent steigern. Für den Transportbereich gilt für alle Mitgliedstaaten das Ziel, bis zum Jahr 2020 einen Anteil von 10 Prozent am Endenergieverbrauch zu erreichen. Ende 2011 legte die Bundesregierung der Europäischen Kommission den ersten Fortschrittsbericht zur EU-Richtlinie für erneuerbare Energien (Richtlinie 2009/28/EG) vor. Danach betrug im Jahr 2010 der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Bruttoendenergieverbrauch Deutschlands 11,3 Prozent, nach 10,2 Prozent im Jahr Damit hat Deutschland bereits jetzt das nationale Zwischenziel der EU-Richtlinie 2009/28/EG der Jahre 2013/2014 (9,46 Prozent) deutlich übertroffen. Dennoch bedarf es weiterer Anstrengungen, insbesondere im Wärmesektor, um die Ziele für 2020 sicher zu erreichen. 8 Für den Stromanteil der erneuerbaren Energien wird für das Jahr 2020 im Nationalen Aktionsplan ein Anteil von 38,6 Prozent abgeschätzt. Die bisherige Entwicklung im Strombereich lässt erkennen, dass dieser Stromanteil erreicht werden kann.

9 Mit dem Energiekonzept der Bundesregierung vom Jahr 2010 und dem Gesetzespaket zur Energiewende vom Sommer 2011 liegt ein langfristiger Fahrplan für den Klimaschutz und den Umbau der Energieversorgung in Deutschland vor. Die Herausforderungen der Transformation zu einem zukunftsfähigen Energiesystem in Deutschland auf der Basis erneuerbarer Energien sind beträchtlich. Die im März 2012 im Auftrag des BMU fertiggestellte Studie Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland bei Berücksichtigung der Entwicklung in Europa und global (kurz Langfristszenarien 2011) stellt dazu Ergebnisse systemanalytischer Untersuchungen vor. Diese sind, wie alle ihre Vorgänger, zielorientierte Szenarien. Auf der Basis der technisch-strukturellen Möglichkeiten und unter Berücksichtigung wirtschaftlicher, politischer und gesellschaftlicher Gegebenheiten und Interessen und den daraus resultierenden Hemmnissen und Anreizen werden konsistente, langfristige Entwicklungen aufgezeigt, die prinzipiell zu einer Erfüllung der im Energiekonzept vorgegebenen Ziele führen können. 9

10 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Abbildung 1: Entwicklung der stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im szenario 2011 A EE-Stromerzeugung [TWh/a] Europäischer Verbund Geothermie Photovoltaik Biomasse/biogene Abfälle Windenergie auf See (offshore) Windenergie an Land Wasserkraft Quelle: DLR; Langfristszenarien 2011 für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland, Szenario 2011 A Die Studie enthält dabei verschiedene Szenarien, die sich insbesondere hinsichtlich der Annahmen zur Entwicklung der langfristigen Speicherung überschüssigen Stroms aus erneuerbaren Energien, des Verkehrssektors, der Stromeinsparziele sowie der Klimaschutzziele unterscheiden. Die Studie zeigt insgesamt, dass die mit der Energiewende verbundenen klima- und energiepolitischen Ziele der Bundesregierung konsistent erreichbar sind und bei entsprechenden Rahmenbedingungen zum Teil sogar deutlich übertroffen werden können. Gleichzeitig unterstreicht sie, dass die Transformation des deutschen Energiesystems weiterhin kontinuierliches Handeln auf allen Ebenen erfordert (weitere Informationen unter 10

11 Der Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland ist eine beispielgebende Erfolgsgeschichte. Ihr Beitrag zur gesamten Endenergiebereitstellung stieg seit dem Jahr 2000 um mehr als das Dreifache an und macht im Jahr 2011 einen Anteil von rund 12,5 Prozent aus das entspricht einer Energiemenge von mehr als 300 Milliarden Kilowattstunden (300 Terawattstunden; TWh). Der Hauptteil entfällt auf Biomasse. Sie ist der vielfältigste erneuerbare Energieträger und lieferte 2011 insgesamt circa 203 Milliarden Kilowattstunden in Form von Wärme (überwiegend Holz, einschließlich Holzpellets), Strom (zum Beispiel Biogas-Blockheizkraftwerke) und Treibstoff (zum Beispiel Biodiesel). 11

12 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Tabelle 2: Anteile erneuerbarer Energien an der Energiebereitstellung in Deutschland 1990 und von 2000 bis Endenergieverbrauch (EEV) [%] [%] Stromerzeugung (bezogen auf gesamten Bruttostromverbrauch) Wärmebereitstellung (bezogen auf gesamte Wärmebereitstellung) 3,1 6,8 6,7 7,8 7,5 2,1 3,9 4,2 4,3 5,0 Kraftstoffverbrauch 1) (bezogen auf gesamten Kraftstoffverbrauch) 0,0 0,4 0,6 0,9 1,4 Anteil EE am gesamten EEV 1,9 3,9 4,1 4,5 5,0 Primärenergieverbrauch (PEV) [%] [%] 2) Anteil EE am gesamten PEV 1,3 2,9 2,9 3,2 3,8 Die vollständigen Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien finden sich auf der BMU- Themenseite Erneuerbare Energien unter 1) bis 2002 Bezugsgröße Kraftstoffverbrauch im Straßenverkehr; ab 2003 der gesamte Verbrauch an Motorkraftstoff, ohne Flugkraftstoff, Militär und Binnenschifffahrt 2) berechnet nach Wirkungsgradmethode; nach AGEB Quelle: BMU nach AGEE-Stat, Stand Juli 2012 Neben der Biomasse spielen die Windenergie und die Solarenergie, die im Jahr 2011 die Wasserkraft überholt hat, zunehmend eine wichtige Rolle bei den erneuerbaren Energien. Sie trugen im Jahr 2011 mit rund 49 (Wind), 19 (Photovoltaik) und rund 18 (Wasser) Milliarden Kilowattstunden zur Energieversorgung bei. Für die Stromerzeugung sind die erneuerbaren Energien zu einer tragenden Säule geworden. Im Jahr 2011 deckten sie über 20 Prozent des Bruttostrom- 12

13 [%] 9,2 10,1 11,6 14,3 15,1 16,4 17,1 20,3 5,5 6,0 6,2 7,4 7,6 8,9 10,7 11,0 1,8 3,7 6,3 7,4 6,0 5,4 5,8 5,5 5,8 6,8 8,0 9,5 9,3 10,2 11,2 12,5 [%] 4,5 5,3 6,3 7,9 8,1 8,9 9,9 11,0 verbrauchs in Deutschland. Insgesamt wurden im Jahr 2011 rund 123 Milliarden Kilowattstunden Strom regenerativ erzeugt, bei einem Gesamtstromverbrauch von 605,8 Milliarden Kilowattstunden. Wichtigstes Instrument ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), das im Jahr 2000 in Kraft getreten ist und das im Jahr 1990 beschlossene Stromeinspeisungsgesetz abgelöst hat. Bei der Wärmebereitstellung haben die erneuerbaren Energien im Jahr 2011 einen Anteil von 11 Prozent erreicht mehr als zweieinhalbmal so viel wie im Jahr Auch im Verkehrssektor spielen die erneuerbaren Energien eine wichtige Rolle. Hier betrug im Jahr 2011 der Anteil regenerativ erzeugter Kraftstoffe 5,5 Prozent (2000: 0,4 Prozent). Mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen wird auch die Verwendung von Strom aus erneuerbaren Quellen im Verkehr ansteigen. Für das Jahr 2012 wird ein weiterer Anstieg des Anteils der erneuerbaren Energien am gesamten Energieverbrauch erwartet. Der Anteil am gesamten Stromverbrauch lag im 1. Halbjahr 2012 bereits bei rund 25 Prozent. 13

14 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Windenergie Moderne Windenergieanlagen nutzen die Bewegungsenergie des Windes mithilfe des Auftriebsprinzips. Der Wind erzeugt beim Vorbeiströmen an den Flügeln der Anlage einen Auftrieb, der die Flügel der Anlage in Rotation versetzt. Damit erreichen moderne Windenergieanlagen Wirkungsgrade von rund 50 Prozent. Deutschland gehört weltweit zu den Spitzenländern bei der Windenergienutzung und steht momentan mit rund Megawatt installierter Leistung nach China und den USA auf Platz 3 im internationalen Vergleich. Im Jahr 2011 wurden hierzulande rund Megawatt (netto) neu installiert. Abbildung 2: Entwicklung der Strombereitstellung und installierten Leistung von Windenergieanlagen in Deutschland Stromerzeugung [GWh] installierte Leistung [MW] 2011: MW [GWh] [MW] Quelle: BMU nach AGEE-Stat, Stand Juli

15 Mit 48,9 Milliarden Kilowattstunden (48,9 TWh) trug die Windenergie 2011 bereits 8,1 Prozent zum Stromverbrauch bei. Auch in Zukunft kann diese Sparte der erneuerbaren Energien kontinuierlich wachsen, wenn auf Nachhaltigkeit, die passenden Standorte und ein transparentes Genehmigungsverfahren geachtet wird. Die Anliegen aller Beteiligten müssen dabei angemessen berücksichtigt werden, um die Akzeptanz vor Ort zu gewährleisten. Beteiligungsmodelle, wie beispielsweise Bürgerwindparks, sowie die regionale Wertschöpfung können dabei eine wichtige Rolle spielen. Eine wichtige Strategie zur zukünftigen Entwicklung der Windenergie an Land ist das Repowering, der Ersatz von Altanlagen durch neue, leistungsfähigere. Hier war nach dem Jahr 2010 auch im Jahr 2011 ein Aufwärtstrend zu verzeichnen: Im Zuge des Repowerings wurden 183 Altanlagen mit einer Leistung von 127 Megawatt durch 101 neue Anlagen mit einer Gesamtleistung von 251 Megawatt ersetzt. In den vergangenen drei Jahren ist auch die Windenergienutzung auf See ( offshore ) in Deutschland in Gang gekommen. Im Jahr 2009 betrug die Stromerzeugung aus Windenergieanlagen noch 38 Millionen Kilowattstunden, im Jahr 2011 wurden bereits 568 Millionen Kilowattstunden (0,568 TWh) erzeugt. 15

16 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende In Deutschland liegen die für Offshore-Windenergie-Nutzung geeigneten Flächen überwiegend in der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ), das heißt außerhalb der 12-Seemeilen-Zone und vergleichsweise weit von der Küste entfernt. Das liegt einerseits in Naturschutzinteressen begründet, beispielsweise im Schutz des Weltnaturerbes Wattenmeer. Andererseits wird das Meer durch Schifffahrt, Fischerei und andere Nutzungen sowie die Marine bereits intensiv beansprucht. Auch touristische Interessen werden bei der Planung der Windparks berücksichtigt. Bis Ende des Jahres 2011 waren in der deutschen AWZ zwei Windparks fertig gestellt und ein weiterer befand sich im Bau. Im Rahmen ihrer Nachhaltigkeitsstrategie Perspektiven für Deutschland hat die Bundesregierung unter Federführung des Bundesumweltministeriums eine Strategie zur Nutzung der Windenergie auf See vorgelegt und in diesem Zusammenhang Eignungsgebiete für Windparks und Schutzgebiete ausgewiesen. 29 Offshore-Windparks mit einer Leistung von über Megawatt sind schon genehmigt. Die installierte Leistung von Offshore-Anlagen könnte 2030 bei bis zu Megawatt liegen. Damit können dann etwa 15 Prozent des deutschen Strombedarfs allein durch die Nutzung der Windenergie auf See gedeckt werden. Um dieses anspruchsvolle Ziel zu erreichen, wurden bereits in der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) 2012 entscheidende Impulse verankert, insbesondere durch Einführung des Stauchungsmodells. Inzwischen wurde ein KfW-Sonderprogramm Offshore Windenergie mit einem Volumen von 5 Milliarden Euro auf den Weg gebracht, um damit die Finanzierung künftiger Offshore-Anlagen zu erleichtern. Nun geht es darum, die Herausforderungen beim Netzanschluss der Offshore-Windparks zu bewältigen. Hierzu hat das Bundeskabinett am 29. August 2012 den Entwurf eines Dritten Gesetzes zur Neuregelung energiewirtschaftlicher Vorschriften mit einer Offshore-Haftungsregelung und der Einführung eines Offshore-Netzentwicklungsplans beschlossen. Mit dem Netzentwicklungsplan soll der Realisierungszeitpunkt sowie Ort und Größe zukünftiger Netzanschlüsse sowie die Trassen für das Offshore-Netz verbindlich festgelegt werden, um eine Planungssicherheit zu schaffen und eine effiziente Anbindung der Offshore-Windparks sicherzustellen. Der Offshore-Netzentwicklungsplan soll mit einer Haftungsregelung für Verzögerungen bei der Errichtung und Störungen beim Betrieb von Offshore- Netzanbindungsleitungen verknüpft werden. 16

17 Sonnenenergie Sonnenergie lässt sich vielfältig direkt nutzen, sowohl zur Stromerzeugung als auch zur Wärmeerzeugung und Kühlung. Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) wandeln die Energie des Sonnenlichts mithilfe des photoelektrischen Effekts direkt in Strom um. Es gibt dazu verschiedene Materialkombinationen mit Halbleitereigenschaften. Am weitesten verbreitet sind Photovoltaikanlagen auf Basis von Silizium. PV-Anlagen sind in der Größe und damit der Leistung flexibel erweiterbar und können auf Dächern von Häusern genauso wie auf großen Firmengebäuden oder Freiflächen errichtet werden. Aufgrund der positiven Rahmenbedingungen durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), starke Kostensenkungen bei ihrer Herstellung und einen durch Überkapazitäten in der Produktion bedingten Preisverfall hat die Photovoltaik in den letzten Jahren einen wahren Boom erlebt. Die Anzahl und die Gesamtleistung der installierten Anlagen übertrafen alle Erwartungen. 17

18 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Der Solarstromertrag konnte so von 64 Millionen Kilowattstunden im Jahr 2000 auf rund 19,3 Milliarden Kilowattstunden (19,3 TWh) bis zum Jahr 2011 auf das Dreihundertfache gesteigert werden. Aufgrund der deutlichen Preissenkungen konnten die Vergütungssätze entsprechend abgesenkt werden. Die installierte Photovoltaik-Leistung stieg in Deutschland von 76 Megawatt im Jahr 2000 auf über Megawatt im Jahr 2011 ein enormes Wachstum innerhalb von 11 Jahren. Nach Angaben der Bundesnetzagentur wurden im ersten Halbjahr 2012 Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von fast Megawatt zugebaut. Auch für die Zukunft wird mit einem weiteren, allerdings gedämpften Wachstum gerechnet. Um der rasanten technologischen Entwicklung und den Preissenkungen im Bereich der Photovoltaik Rechnung zu tragen, hat der Bundestag das EEG mit Wirkung zum 1. April 2012 novelliert. Ziel der Novelle ist es, weiterhin zuverlässige Rahmenbedingungen für den Ausbau der Photovoltaik in Deutschland zu sichern, ohne jedoch durch eine Überförderung des Ausbaus eine übermäßige Belastung der Stromverbraucher zu verursachen. Mit der Novelle wurden die Vergütungssätze stark abgesenkt und die Degressionsregelungen verstetigt und verschärft. Zudem wird durch die Einführung des neuen Marktintegrationsmodells die Photovoltaik näher an den Markt herangeführt. Des Weiteren wurde mit der Novelle eine Obergrenze der im EEG geförderten installierten Leistung von 52 Gigawatt eingeführt. Der jährliche Ausbaukorridor von bis Megawatt bleibt bis zur Erreichung dieses Ziels erhalten. Ist das Gesamtausbauziel von 52 Gigawatt erreicht, sollen nach der derzeitigen Gesetzeslage neue Anlagen keine Vergütung mehr erhalten. Der Einspeisevorrang soll aber für zusätzliche Anlagen auch danach gesichert bleiben. Die Bundesregierung wird rechtzeitig vor Erreichung der Grenze einen Vorschlag für eine Neugestaltung vorlegen. Solarthermieanlagen (Solarkollektoren) für Ein- und Zweifamilienhäuser sind heute Standard im Programm der Heizungsindustrie und des Fachhandwerks. Mit einer Solaranlage zur Trinkwassererwärmung oder Heizungsunterstützung lässt sich der Brennstoffverbrauch senken und mehr Unabhängigkeit von Energiepreissteigerungen erreichen. Außerdem können mit einer Solarthermieanlage die Anforderungen des Erneuerbare-Energien- Wärmegesetzes erfüllt werden. 18

19 Abbildung 3: Entwicklung der Strombereitstellung und installierten Leistung von Photovoltaikanlagen in Deutschland [GWh] : MW Energiebereitstellung [GWh] p installierte Leistung [MW p ] [MW p ] Quelle: BMU nach AGEE-Stat, Stand Juli 2012 Solaranlagen werden durch das Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien (MAP) gefördert. Auch für Industrieunternehmen kann der Einsatz von Solarthermieanlagen zur Bereitstellung von Heizenergie, Prozesswärme, aber auch zur Kühlung attraktiv sein. In Deutschland steigt die Anzahl der Solarwärmeanlagen seit 20 Jahren kontinuierlich an. Im Jahr 2011 waren bereits Anlagen mit einer Gesamt- Kollektorfläche von rund 15,2 Millionen Quadratmeter installiert. Diese trugen mehr als 5,6 Milliarden Kilowattstunden zur Wärmebereitstellung bei. Auch für die Zukunft erwartet die Branche weiteres Wachstum. Vor allem sogenannte Kombi-Anlagen, die Brauchwasser erhitzen und gleichzeitig Warmwasser zur Heizungsunterstützung liefern, spielen eine immer wichtigere Rolle. 19

20 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Biomasse Biomasse ist der wichtigste und vielseitigste erneuerbare Energieträger. Sie steht wegen der benötigten Anbauflächen nur begrenzt zur Verfügung und tritt in Nutzungs- und Flächenkonkurrenz zu Nahrungs- und Futtermitteln sowie stofflichen Nutzungen, was den besonders effizienten Einsatz erforderlich macht. Biomasse wird in fester, flüssiger und gasförmiger Form zur Strom- und Wärmeerzeugung und zur Herstellung von Biokraftstoffen genutzt. Rund 67 Prozent (203 Milliarden Kilowattstunden) der gesamten Endenergie aus erneuerbaren Energien (301 Milliarden Kilowattstunden) wurden 2011 durch Biomassen bereitgestellt. Das entspricht rund 8,4 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs von Terawattstunden in Deutschland. Im Jahr 2011 betrug der Biomasseanteil bei der Stromerzeugung 6,1 Prozent (36,9 Milliarden Kilowattstunden) und der Anteil am Endenergieverbrauch für Wärme lag bei 10,1 Prozent (131,6 Milliarden Kilowattstunden). Beim Kraftstoffverbrauch betrug der Anteil der Biokraftstoffe 5,5 Prozent (34,2 Milliarden Kilowattstunden). Davon entfielen rund 73 Prozent auf Biodiesel, der Rest auf Bioethanol. Pflanzenöl hat nur noch geringe Bedeutung. Der mit Abstand wichtigste Bioenergieträger in Deutschland ist das Holz. Etwa ein Viertel der deutschen Holzproduktion (die minderwertigen Sortimente) wird energetisch genutzt, drei Viertel hingegen werden stofflich verwertet. Dazu kommen Altund Gebrauchtholz sowie aus Holz hergestellte Produkte (Papier etc.), die ebenfalls energetisch genutzt werden. 20

21 Abbildung 4: Entwicklung der Strombereitstellung aus Biomasseanlagen* in Deutschland [GWh] * feste und flüssige Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, biogener Anteil des Abfalls Quelle: BMU nach AGEE-Stat, Stand Juli 2012 Neben der Forstwirtschaft ist die Landwirtschaft ein wichtiger Lieferant von Biomasse für die energetische Nutzung. Im Vordergrund stehen dabei der Rapsanbau zur Biodieselproduktion und die Bereitstellung von Substraten für die Biogaserzeugung, insbesondere Silomais. Eine zunehmend wichtige Quelle für nachhaltige Bioenergienutzung sind Reststoffe und Abfälle biogenen Ursprungs. Hierzu zählen insbesondere Altund Gebrauchtholz, Bioabfälle (zum Beispiel die Biotonne), Klärschlamm/ Klärgas/Deponiegas, Gülle/Festmist und Getreidestroh. Die nachhaltige Erschließung dieser Potenziale wird in Zukunft besonders wichtig sein. Die energetische Nutzung von biogenen Rest- und Abfallstoffen trägt dazu bei, eine optimale Kaskadennutzung (siehe Glossar) zu ermöglichen sowie mögliche Nutzungskonflikte zwischen der energetischen und der stofflichen Nutzung von Biomasse zu vermeiden oder zu vermindern. 21

22 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Wasserkraft Wasserkraft wurde schon in vorindustrieller Zeit zum Antrieb von Mühlen, Säge- und Hammerwerken genutzt. Die Energie der Wasserströmung wird über ein Turbinenrad in mechanische Rotationsenergie umgewandelt, die zum Antrieb von Maschinen oder Generatoren genutzt werden kann. Heute wird mit Wasserkraft in Deutschland fast ausschließlich elektrischer Strom erzeugt. Ende 2011 waren in Deutschland über Wasserkraftanlagen in Betrieb, die installierte Gesamtleistung lag bei etwa Megawatt. Die rund 18 Milliarden Kilowattstunden (18 TWh) Strom aus der Wasserkraftnutzung entsprechen einem Anteil von rund 3 Prozent am gesamten Stromverbrauch. Abbildung 5: Entwicklung der energetischen Wasserkraftnutzung in Deutschland Energiebereitstellung [GWh] installierte Leistung [MW ] [GWh] [MW] Quelle: BMU nach AGEE-Stat, Stand Juli

23 Die wesentlichen Ausbaupotenziale der Wasserkraft liegen im Ersatz, in der Modernisierung und Leistungserhöhung vorhandener Anlagen an bestehenden Querbauwerken. Dabei müssen alle Umweltanliegen ausgewogen berücksichtigt werden. Demzufolge setzt das EEG einen besonderen Anreiz zur Modernisierung von bestehenden Wasserkraftanlagen. Voraussetzung für die Förderung ist eine Leistungssteigerung und eine Verbesserung der gewässerökologischen Situation. Für die kommenden Jahre wird in diesem Sinn eine Erneuerung und Modernisierung einiger größerer Anlagen erwartet. 23

24 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Geothermie und Umweltwärme Geothermie Erdwärme ist ebenfalls eine nach menschlichen Maßstäben unerschöpfliche Energiequelle. Wenn man von der Erdoberfläche in die Tiefe vordringt, findet man auf den ersten 100 Metern Tiefe eine nahezu konstante Temperatur von etwa 10 Grad Celsius vor. Danach steigt die Temperatur mit jeden weiteren 100 Metern Tiefe im Mittel um 3 Grad Celsius an. Diese Erdwärme kann man auf verschiedene Art und Weise zur Energiegewinnung nutzen. Drei Verfahren lassen sich unterscheiden: die oberflächennahe Geothermie (bis 400 Meter Tiefe), geothermische Systeme, die warmes, im Untergrund vorhandenes Wasser für die Stromerzeugung und die Wärmebereitstellung nutzen (bis circa Meter Tiefe hydrothermale Geothermie) und Systeme, die Wärme aus dem tiefen Gestein für die Stromerzeugung und die Wärmebereitstellung nutzen (in Fachkreisen auch Enhanced Geothermal Systems EGS oder petrothermale Geothermie genannt), welche gegenwärtig bis in Meter Tiefe vordringen. Erdwärme der oberflächennahen Geothermie wird meistens mithilfe von Wärmepumpen genutzt. Diese Form der Geothermienutzung ist auch für kleine Gebäude möglich. Mit einer Wärmepumpenanlage kann ein Gebäude im Winter mit Heizwärme, im Sommer mit Kälte und mit Warmwasser versorgt werden. Da das Pumpen mit Strom erfolgt, macht es allerdings nur Sinn, wenn das System hohe Nutzungsgrade aufweist und der erforderliche Strom möglichst aus erneuerbaren Energien stammt. Im Jahr 2011 betrug der Anteil mittels Wärmepumpen nutzbar gemachter erneuerbarer Wärme (Luft/Wasser-, Wasser/Wasser-, und Sole/ Wasser-Wärmepumpen) am gesamten Wärmebedarf Deutschlands etwa 0,5 Prozent. 24

25 Abbildung 6: Entwicklung der Wärmebereitstellung aus oberflächennaher Geothermieund Umweltwärme* in Deutschland [GWh] * inklusive Luft/Wasser-, Wasser/Wasser- und Sole/Wasser-Wärmepumpen Quelle: BMU nach AGEE-Stat, Stand Juli 2012 Dieser Anteil soll in den nächsten Jahren erhöht werden, daher werden effiziente Wärmepumpen im Marktanreizprogramm gefördert. Geothermische Anlagen zur Stromerzeugung werden mit dem Erneuerbare- Energien-Gesetz sowie im Rahmen der Forschungsförderung gefördert. Allerdings ist die Technik in Deutschland noch nicht so weit entwickelt, dass die Geothermie eine tragende Rolle bei der Stromerzeugung spielen kann. Es werden hohe Anforderungen an mindestens Meter tiefe Bohrsysteme gestellt. Im Jahr 2011 erzeugte die Geothermie mit 19 Millionen Kilowattstunden lediglich einen Anteil von 0,003 Prozent des Stromverbrauchs in Deutschland. Im Sinne eines möglichst breiten Energiemixes ist die Geothermie aber eine wichtige Komponente für die zukünftige Stromerzeugung. 25

26 Der Ausbau erneuerbarer Energien trägt wesentlich zur Erreichung der Klimaschutzziele bei. In allen Verbrauchssektoren (Strom, Wärme, Verkehr) werden fossile Energieträger durch erneuerbare Energien ersetzt. Die energiebedingten Treibhausgasemissionen sinken entsprechend. Anspruchsvolle Klimaschutzziele der Bundesregierung: Verminderung der Treibhausgasemissionen gegenüber dem Basisjahr 1990 um 40 Prozent bis zum Jahr 2020 und um Prozent bis zum Jahr 2050 (siehe auch Seite 7 ff.); Treibhausgasemissionen im Jahr 1990: Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente. Insgesamt resultierte durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Jahr 2011 eine Treibhausgasvermeidung von rund 130 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten. Auf den Stromsektor entfielen 86,3 Millionen Tonnen, davon sind 70 Millionen Tonnen der Strommenge mit EEG-Vergütungsanspruch zuzuordnen. Im Wärmebereich wurden 39,1 Millionen Tonnen und im Kraftstoffbereich 4,8 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente vermieden. 26 Bei einer ausschließlichen Betrachtung des Treibhausgases Kohlendioxid (CO 2 ), bei der unter anderem Methanemissionen bei der Nutzung fossiler und biogener Brennstoffe sowie Lachgasemissionen beim Anbau von Energiepflanzen außer Acht bleiben, ergibt sich ein leicht abweichendes Bild. Danach haben die erneuerbaren Energien 2011 insgesamt 128 Millionen Tonnen CO 2 -Emissionen vermieden. Hiervon entfielen 81,4 Millionen Tonnen auf

27 die erneuerbare Stromerzeugung (davon 66 Millionen Tonnen auf Strom aus erneuerbaren Energien mit EEG-Vergütungsanspruch), 39,3 Millionen Tonnen auf die erneuerbare Wärmebereitstellung und 7,0 Millionen Tonnen auf den Einsatz von Biokraftstoffen. Die Langfristszenarien 2011 zeigen: Etwa die Hälfte der bis zum Jahr 2050 zu erbringenden Treibhausgasminderungen kann der Ausbau der erneuerbaren Energien erreichen. Die andere Hälfte muss durch Energieeinsparung und Verbesserung der Energieeffizienz auf allen Umwandlungsstufen bewältigt werden. Diese anspruchsvollen Klimaschutzziele sind bei gleichzeitigem Ausstieg aus der Nutzung der Kernenergie zu erreichen. Abbildung 7: Vermiedene Treibhausgas-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland 2011 Strom 86,3 Mio. t 24,1 14,1 35,2 12,8 Wärme 39,1 Mio. t Kraftstoffe 4,8 Mio. t 4,8 37,3 0,5 1,2 gesamte THG-Vermeidung 2011 (Strom/Wärme/Verkehr): rund 130 Mio. t CO 2 -Äquivalente, davon THG-Vermeidung durch EE-Strom mit EEG-Vergütungsanspruch 70 Mio. t CO 2 -Äquivalente Treibhausgas-Vermeidung [Mio. t CO 2 -Äq.] Biomasse Photovoltaik Wasser Solarthermie Abweichungen in den Summen durch Rundungen Wind Geothermie, Umweltwärme Quelle: BMU nach AGEE-Stat, Stand Juli

28 Für die Umwelt- und Naturschutzpolitik sind der Klimawandel und der Rückgang der biologischen Vielfalt die zentralen Herausforderungen der Zukunft. Die Natur liefert Leistungen, die ohne sie mit erheblichem Aufwand und zu sehr hohen Kosten technisch gelöst werden müssten. Mit dem Ausbau erneuerbarer Energien ergeben sich neue, weitergehende Anforderungen an die Gesellschaft und damit auch an Naturschutz und Landschaftspflege. Einerseits führt die Nutzung erneuerbarer Energien zur Strom- und Wärmeerzeugung und im Kraftstoffbereich durch Einsparung fossiler Ressourcen zu einer Senkung der Treibhausgase. Die klimaschützende Wirkung beeinflusst den Naturschutz positiv, da ein rascher Klimawandel zum Verlust von Artenvielfalt und Lebensräumen beiträgt. Andererseits kann der ungesteuerte Ausbau der erneuerbaren Energien selbst auch zur Belastung von Natur und Landschaft beitragen, zum Beispiel durch Windenergieanlagen an ungeeigneten Standorten, Freiflächenphotovoltaikanlagen, großflächigen Anbau von Energiepflanzen, die mit zunehmenden Flächennutzungskonkurrenzen verbunden sein können. 28

29 Ein Höchstmaß an Effizienz, sowohl bei der Erzeugung und der Verteilung erneuerbarer Energien als auch beim Energieeinsatz, reduziert den Bedarf an erneuerbaren Energien und kann damit gesamtgesellschaftlich den Einfluss auf Natur und Landschaft verringern helfen. Von zentraler Bedeutung ist es, angepasste Standorte für die verschiedenen Anlagen zu finden, um so die Effekte auf Natur und Landschaft zu minimieren. Auch über finanzielle Steuerungsinstrumente wie zum Beispiel das Erneuerbare-Energien- Gesetz und das Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien können Anreize gesetzt werden, um negative Auswirkungen auf Natur und Landschaft zu vermeiden beziehungsweise zu minimieren und eine nachhaltige Ausgestaltung zu fördern. So wurde zum Beispiel im EEG 2012 dem einseitigen Anbau von Energiemais durch eine neu eingeführte Deckelung des Einsatzes von Mais in Biogasanlagen entgegengewirkt und zugleich finanzielle Anreize geschaffen, um ökologisch vorteilhafte Substrate intensiver zu mobilisieren. Unter Berücksichtigung des gesamten Maßnahmenpakets kann die Energiewende bei einem naturverträglichen Ausbau der erneuerbaren Energien auch eine Chance für die Erhaltung der Biodiversität als Bestandteil des Naturkapitals bedeuten. 29

30 Nicht alle Techniken zur Nutzung erneuerbarer Energien sind momentan wirtschaftlich konkurrenzfähig mit konventioneller Energieerzeugung. Deswegen hat die Bundesregierung wichtige Rahmenbedingungen und Instrumente entwickelt, um den Ausbau und die Markteinführung der erneuerbaren Energien zielgerichtet zu unterstützen. Damit konnte der Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch von 3,9 Prozent im Jahr 2000 auf 12,5 Prozent im Jahr 2011 gesteigert werden. Im Jahr 1990 betrug ihr Anteil noch 1,9 Prozent. Diese Entwicklung hat mit dazu beigetragen, dass sich die erneuerbaren Energien zu einer wichtigen Säule unserer Energieversorgung entwickelt haben. Für den weiteren Anstieg wurden durch die Bundesregierung und den Gesetzgeber gute Rahmenbedingungen geschaffen. Insbesondere sind folgende Instrumente hervorzuheben: das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) als Nachfolgeregelung des Stromeinspeisungsgesetzes (StromEinspG) das Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz EEWärmeG) das Marktanreizprogramm (MAP) für erneuerbare Energien im Wärmebereich Förderung der Forschung und Entwicklung. 30

31 Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ist das erfolgreichste und prominenteste Gesetz zur Förderung der erneuerbaren Energien in Deutschland. Im EEG ist gesetzlich verankert, dass Anlagen zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ans Stromnetz angeschlossen werden müssen und der Strom vorrangig ins Stromnetz eingespeist wird. Für den regenerativ erzeugten Strom gibt es eine Mindestvergütung pro eingespeiste Kilowattstunde, die in der Regel über 20 Jahre bezahlt wird und kostendeckend ausgelegt ist. Diese Rahmenbedingungen ermöglichen Planungssicherheit für Investoren und Kreditinstitute und schaffen somit ein positives Investitionsklima. Die Kosten, die durch die Vergütungszahlungen entstehen, werden über die sogenannte EEG-Umlage auf die Stromkunden umgelegt. Damit die erneuerbaren Energien an den Markt herangeführt und die Kosten nicht zu hoch werden, ist die Vergütung degressiv gestaltet, das heißt, sie sinkt für neue Anlagen jährlich um einen gewissen Prozentsatz. Das EEG steuert so den verzerrten Marktbedingungen entgegen, da ein Teil der Stromgestehungskosten der konventionellen Energien (fossil und nuklear) nicht in die Strompreisgestaltung einbezogen werden (sogenannte externe Kosten). Durch Maßnahmen wie CO 2 -Handel und Kernbrennstoffsteuern sollen diese bislang nicht berücksichtigten Faktoren schrittweise einbezogen werden. Das EEG ist im Hinblick auf die Erreichung der Ausbauziele für erneuerbare Energien im Strombereich das effektivste Steuerungs- und Förderinstrument der Bundesregierung. Es wird international als beispielhaft angesehen und diente in zahlreichen Ländern als Vorbild für ähnliche Gesetze zur Förderung von erneuerbaren Energien. Global hatten zu Beginn des Jahres 2012 bereits mindestens 65 Länder und 27 Bundesstaaten/Provinzen Einspeiseregelungen für Strom aus erneuerbaren Energien (ähnlich dem EEG) eingeführt. Im Rahmen der International Feed-In Cooperation (IFIC) erfolgt ein Austausch von Erfahrungen mit Einspeisevergütungssystemen, deren Optimierung und die Unterstützung anderer Länder bei der Verbesserung und Entwicklung von Einspeisesystemen. Erfahrungen werden in internationale Foren, insbesondere in den Prozess der politischen Debatten der Europäischen Union, eingebracht. Im Rahmen der IFIC arbeiten vor allem Deutschland, Spanien, 31

32 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Slowenien und Griechenland zusammen unter Beteiligung von Vertretern weiterer Länder. Darüber hinaus tauscht sich Deutschland im Rahmen der Concerted Action zur Umsetzung der EU-Erneuerbaren-Richtlinie 2009/28/EG vertieft mit nationalen Experten anderer EU-Mitgliedstaaten über die jeweiligen Erfahrungen mit Fördersystemen für erneuerbare Energien aus. In der EU nutzen über 20 EU-Mitgliedstaaten Einspeisesysteme (fester Tarif oder Prämie) als einziges beziehunsgweise ergänzendes Instrument. Das EEG ist damit auch als besonders wirksames Instrument beispielgebend und ein Exportschlager. Auf der Grundlage von zu erstellenden Erfahrungsberichten zum EEG wird regelmäßig eine Anpassung des EEG (unter anderem die Vergütungssätze und Degressionen) an die technische Entwicklung durchgeführt. Die letzte Anpassung erfolgte mit der Neufassung des EEG, die zum 1. Januar 2012 in Kraft trat. Für den Bereich der Photovoltaik erfolgten im Jahr 2012 rückwirkend zum 1. April 2012 Anpassungen in einer weiteren EEG-Novelle, welche der rasanten Entwicklung im Bereich der Photovoltaik Rechnung tragen soll. So werden die Vergütungssätze für ins Netz eingespeisten Strom in Abhängigkeit vom Leistungszubau monatlich abgesenkt und es wird eine maximale Obergrenze für die Förderung von Photovoltaik bei einer insgesamt installierten Leistung von Megawatt eingeführt. Diese Regelung soll auch mit dazu beitragen, die Kosten des EEG auch künftig bezahlbar zu machen. Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) schreibt vor, dass Eigentümer neuer Gebäude einen Teil ihres Wärmebedarfs aus erneuerbaren Energien decken müssen. Das gilt für Wohn- und Nichtwohngebäude, deren Bauantrag beziehungsweise Bauanzeige nach dem 1. Januar 2009 eingereicht wurde. Welche Form erneuerbarer Energien genutzt werden soll, kann der Eigentümer frei entscheiden. Wichtig ist nur, dass ein bestimmter Prozentsatz der Wärme mit der jeweiligen Energie erzeugt wird. Bei der Ausgestaltung des Gesetzes wurde darauf geachtet, dass es jedem Gebäudeeigentümer möglich ist, eine individuelle, maßgeschneiderte und kostengünstige Lösung zu finden. Begleitend zum Gesetz hat die Bundesregierung ihr umfangreiches Förderprogramm, das so genannte Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien, weiter aufgestockt. 32 Seit der Novelle des EEWärmeG muss auch die öffentliche Hand eine Vorbildfunktion in der Wärme- und Kälteversorgung übernehmen und ihre be-

33 stehenden Gebäude bei größeren Renovierungen auf erneuerbare Energien umstellen. Das Marktanreizprogramm (MAP) ist das zentrale Instrument der Bundesregierung zur Förderung von erneuerbaren Energien im Wärmebereich, insbesondere für den Gebäudebestand. Es hat zwei Förderteile: Investitionszuschüsse für kleinere Anlagen, die über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gewährt werden, und zinsgünstige Darlehen mit Tilgungszuschüssen für Großanlagen, die durch die KfW (Programm Erneuerbare Energien, Premium) vergeben werden. Investitionen zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien, speziell auch in regenerative Wärmetechnologien, werden im Rahmen des MAP bereits seit 1993 unterstützt und setzen damit seit etwa zwei Jahrzehnten wichtige Impulse für deren Einführung und Behauptung am Markt. Antragsberechtigt sind Privatpersonen, freiberuflich Tätige, gemeinnützige Organisationen, Kommunen und Unternehmen. Für Großunternehmen gelten besondere Antragsvoraussetzungen. Beauftragte Energiedienstleistungsunternehmen (Contractoren) sind auch antragsberechtigt. Am 15. August 2012 sind für das MAP neue Förderrichtlinien (Stand 20. Juli 2012) in Kraft getreten (siehe: 33

34 Spitzenforschung und konsequente technologische Weiterentwicklung sind die Grundvoraussetzungen dafür, dass sich erneuerbare Energien weiterhin erfolgreich am Markt behaupten. Nur mit kontinuierlicher Forschung und Entwicklung werden Technologien verbessert und können die Kosten für Herstellung und Anwendung stetig gesenkt werden. Entsprechend schafft das Bundesumweltministerium (BMU) mit intensiver Forschungsförderung im Bereich der erneuerbaren Energien die Voraussetzungen dafür, dass die Anlagen und Verfahren technisch verbessert werden, die Kosten für erneuerbare Energien kontinuierlich sinken, die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen und Forschungsinstitute gestärkt und die Energiesysteme insgesamt optimiert werden. 34

35 Neben dem BMU fördern folgende Bundesministerien Forschung und Entwicklung im Energiebereich: Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) ist zuständig für die Koordinierung der Energieforschung des Bundes und für Energieeffizienz. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ist zuständig für Grundlagenforschung, auch im Energiebereich. Das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) ist für die Forschungsförderung im Bereich der Biomasse zuständig. Im August 2011 hat das Bundeskabinett das von den zuvor genannten Ministerien gemeinsam erarbeitete 6. Energieforschungsprogramm mit dem Titel Forschung für eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung verabschiedet. Es legt die Grundlinien und Schwerpunkte der Förderpolitik der Bundesregierung im Bereich innovativer Energietechnologien für die kommenden Jahre fest. Das Engagement der Bundesregierung spiegelt sich auch in dem Budget für Energieforschung wider. Von 2011 bis 2014 stehen rund 3,4 Milliarden Euro für die Förderung der Energieforschung zur Verfügung. Die Fördermittel werden strategisch auf prioritäre Bereiche fokussiert, die für den beschleunigten Umbau der Energieversorgung im Rahmen der Energiewende Deutschlands wichtig sind: erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Energiespeicher, Netztechnologien sowie die Integration der erneuerbaren Energien in die Energieversorgung. Das BMU hat im Jahr 2011 in den Bereichen Windenergie (inklusive ökologische Begleitforschung), Photovoltaik, Geothermie, regenerative Energieversorgungssysteme, Niedertemperatur-Solarthermie, solarthermische Kraftwerke und übergreifende Fragestellungen insgesamt 300 neue Vorhaben mit einem Gesamtvolumen von über 245 Millionen Euro bewilligt. Weitere Informationen zu den Förderinstrumenten der Bundesregierung finden sich im Internet auf der BMU-Themenseite Erneuerbare Energien unter sowie am Ende dieser Broschüre. 35

36 Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland ist seit den 1990er Jahren von einer intensiven Diskussion über die ökonomischen Auswirkungen auf Unternehmen, Haushalte und die gesamte Volkswirtschaft begleitet. Immer wieder stehen dabei insbesondere Kostenaspekte im Blickfeld. Für eine gesamtwirtschaftlich belastbare Analyse sind daneben jedoch auch die Nutzeneffekte des Ausbaus der erneuerbaren Energien zu berücksichtigen. Beispielhaft werden nachfolgend einige der in diesem Zusammenhang besonders relevanten Größen skizziert. Die Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien über das EEG hat im Jahr 2011 Kosten von etwa 12,1 Milliarden Euro verursacht (zum ökonomischen Nutzen siehe unten). Für normale, das heißt nicht privilegierte Stromkunden resultierte hieraus eine EEG-Umlage von 3,53 Cent je Kilowattstunde. Für 2012 hatten die Übertragungsnetzbetreiber eine EEG- Umlage von 3,59 Cent je Kilowattstunde abgeschätzt. Einem Haushalt mit Kilowattstunden Stromverbrauch entstehen hierdurch monatliche Kosten von etwa 10,50 Euro. 36 Erklärtes Ziel der Bundesregierung ist es, durch die Gestaltung verschiedener Instrumente die Förderung der erneuerbaren Energien künftig kosten-

37 effizienter zu gestalten, um damit Stromkunden nicht unangemessen zu belasten. Den Kosten des Ausbaus erneuerbarer Energien stehen gewichtige Nutzenaspekte gegenüber. Die Nutzung erneuerbarer Energien vermindert Umweltschäden, weil weniger Treibhausgase und Luftschadstoffe in die Umwelt gelangen. Diese vermiedenen Umweltschäden lassen sich beziffern. So hat die Nutzung erneuerbarer Energien im Jahr 2011 Umweltschadens kosten in Höhe von circa 10,1 Milliarden Euro verhindert, davon rund 8 Milliarden Euro im Strom- und etwa 2,1 Milliarden im Wärmebereich. Dazu kommt das geringere Risikopotenzial erneuerbarer Energien im Vergleich zu fossilen und nuklearen Alternativen (vermiedene Folgekosten). Weiterer Nutzen entsteht durch die in den Regionen erbrachte Wirtschaftsleistung (regionale Wertschöpfung) und die dort erzielten positiven Beschäftigungseffekte. Im Jahr 2011 waren in Deutschland bereits Menschen im Bereich der erneuerbaren Energien beschäftigt. Dank der Nutzung erneuerbarer Energien konnten im Jahr 2011 außerdem fossile Energieimporte im Umfang von 7,1 Milliarden Euro vermieden werden. Das spart nicht nur Geld ein, sondern erhöht unsere Versorgungssicherheit und verringert damit unsere Abhängigkeit von teils instabilen Lieferländern und erhöht politische Handlungsspielräume. Weiterhin können die erneuerbaren Energien dazu beitragen, den Börsenstrompreis zu dämpfen. Bei hohen Anteilen der erneuerbaren Energien sinkt die Nachfrage nach konventionell erzeugtem Strom. Dadurch wird vorrangig in Kraftwerken mit besonders hohen Stromerzeugungskosten weniger Strom produziert. Dieser sogenannte Merit-Order-Effekt hatte im Jahr 2011 an der Strombörse eine Preissenkung von etwa 0,9 Cent je Kilowattstunde bewirkt. Das EEG senkt damit den Börsenstrompreis. Inwieweit hiervon auch die Stromkunden profitieren, hängt entscheidend vom Marktverhalten der Stromversorger ab. Die Bundesnetzagentur empfiehlt Verbrauchern deshalb, die Preispolitik ihres Versorgers aufmerksam zu prüfen und gegebenenfalls ihren Stromlieferanten zu wechseln. Die verschiedenen Blöcke von Kosten und Nutzen der erneuerbaren Energien und des EEG fallen in sehr unterschiedlichen Bereichen an, so dass sie naturgemäß nicht saldiert werden können. 37

38 Der kontinuierliche Ausbau der Stromerzeugung aus Erneuerbaren erfordert die ständig neue Optimierung des Zusammenspiels mit dem gesamten Stromversorgungssystem. Dabei spielen die Flexibilisierung thermischer Kraftwerke, die Netzinfrastruktur, das Lastmanagement und Speichertechnologien eine Schlüsselrolle. Notwendigkeit von Netzausbau, Flexibilisierung und Speicherung Das heutige Stromnetz ist durch historisch gewachsene Erzeugungsstrukturen geprägt. Die Stromerzeugung liegt bisher relativ nah an den Verbrauchszentren und fand vor allem in zentralen Großanlagen statt. Der massive Ausbau der erneuerbaren Energien im Strombereich (insbesondere Windenergie an der Küste und auf See) macht die Planung eines deutschen Overlay-Netzes ( Stromautobahnen ) erforderlich, das in einen europäischen Verbund integriert wird. Aufbauend auf dem bestehenden Netz und den im Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) geplanten Neubaustrecken geht es darum, mit innovativen Techniken Strom über weite Strecken verlustarm zu transportieren. Besonders dringlich ist der Bau von Trassen, die den Strom aus den Windparks in die Verbrauchszentren leiten und kurzfristig als eine Art Bypass kritischen Situationen im Netz vorbeugen. Hierfür eignet sich die sogenannte Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ), mit deren Hilfe sich große Strommengen über weite Strecken mit minimalen Verlusten übertragen lassen. 38

39 Der bisherige schrittweise Ausbau des Netzes bleibt ebenso wichtig, er muss allerdings deutlich beschleunigt werden. Daher wurden mit der Novelle des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) und dem Netzausbaubeschleunigungsgesetz (NABEG) im Sommer 2011 die Grundlagen für eine koordinierte Netzplanung und eine Beschleunigung der Planungs- und Genehmigungsverfahren gelegt. So erarbeit die Bundesnetzagentur in Zusammenarbeit mit den Übertragungsnetzbetreibern und unter breiter Beteiligung der Öffentlichkeit erstmals einen Netzentwicklungsplan, der den dringlichsten Handlungsbedarf beim Aus- und Umbau der Übertragungsnetze an Land in den nächsten 10 Jahren skizziert. Dieser bildet die Grundlage für die Erstellung und Verabschiedung eines Bundesbedarfsplanes durch die Bundesregierung, mit welchem die energiewirtschaftliche Notwendigkeit und der vordringliche Bedarf der darin aufgezählten Vorhaben verbindlich festgestellt werden. Dies soll die nachfolgenden Verwaltungsverfahren beschleunigen in diesen kann nun nicht mehr angefochten werden, dass die jeweilige Leitung gebraucht wird. Neben dem Netzausbau ist auch die Optimierung der Netzfunktion zunehmend wichtig: Unter anderem sogenannte Smart Grids sollen zukünftig den Stromfluss optimieren. Angesichts der deutlich zunehmenden schwankenden Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien brauchen wir verschiedene Wege, um jederzeit die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Denn auch wenn einige Tage Flaute herrscht und die Windenergieanlagen wenig Strom produzieren, muss eine stabile Stromversorgung sichergestellt sein. Zudem wird es zunehmend Zeiten geben, in denen Überschuss-Strom aus erneuerbaren Energien produziert wird. Bei dieser Herausforderung helfen uns vor allem fünf Flexibilitätsbausteine, deren Wirkung und Bedarf sich wechselseitig beeinflussen: Der Netzausbau erlaubt es, Angebot und Nachfrage großräumig auszugleichen. Der europäische Netzausbau kann die Nutzung von Pumpspeichern in Skandinavien und den Alpen ermöglichen bzw. verbessern. Bestehende und neue Kraftwerke können so ausgelegt werden, dass sie flexibler auf den restlichen Strombedarf reagieren und eine geringere Mindestproduktion aufweisen, um so die Aufnahmekapazität des Systems für erneuerbare Energien zu erhöhen. 39

40 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Die Nachfrage kann sich durch Lastmanagement in Industrie, Gewerbe und Haushalten stärker als bisher an das fluktuierende Angebot anpassen. Dadurch können Verbraucher Kosten sparen. Überschüsse können in bestehenden Pumpspeichern und weiteren Stromspeichern (zum Beispiel Batterien bei PV) sowie zur Wärmeproduktion und in Wärmespeichern genutzt werden. Die Entwicklung von effizienten Speichertechnologien wird durch Förderprogramme unterstützt (siehe unten). Bei extremen Überschüssen in wenigen Stunden des Jahres kann es volkswirtschaftlich effizienter sein, Wind- und Solarstrom in geringen Mengen abzuregeln, als das Netz und Speicher bis zur letzten Kilowattstunde auszubauen. Die Bundesministerien für Wirtschaft und Technologie (BMWi), für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) sowie für Bildung und Forschung (BMBF) haben im Juli 2012 den Startschuss für 60 innovative Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Energiespeicher gegeben. Die gemeinsame Förderinitiative Energiespeicher der Bundesregierung soll notwendige technologische Durchbrüche und Kostensenkungen unterstützen und zu einer schnellen Markteinführung neuer Energiespeicher beitragen. Neben dem Leuchtturm Wind-Wasserstoff-Kopplung, der Projekte zum Thema Erzeugung von Wasserstoff oder Methan mittels Windüberschussstrom bündelt, und dem Leuchtturm Batterien in Verteilnetzen, bei dessen Projekten es um die Kopplung von Batteriespeichern mit dezentralen Erneuerbaren- Energien-Anlagen, insbesondere Photovoltaik, geht, werden Forschungsvorhaben unter anderem zu den Themen Energiesystemanalyse und thermische Speicher gefördert. Um auch langfristig Kompetenzen für den Umbau des Energiesystems zu sichern, werden zudem Nachwuchsgruppen an fünf deutschen Universitäten gefördert, die interdisziplinär zu verschiedenen Speichertechnologien forschen. Als Ergebnis der am 1. April 2012 in Kraft getretenen kleinen EEG-Novelle (PV-Novelle) wird das BMU ein neues technologieoffenes Marktanreizprogramm mit zinsverbilligten Krediten und Tilgungszuschüssen für dezentrale Speicher bei der staatlichen KfW-Bank initiieren. Ab Anfang 2013 soll dieses Programm mit Bundesmitteln in Höhe von 50 Millionen Euro starten. 40

41 Europäische Union Die erneuerbaren Energien tragen wesentlich zu einer wirksamen Klimaund Energiepolitik der Europäischen Union bei und liefern einen entscheidenden Beitrag zur Versorgungssicherheit, Umweltverträglichkeit und Wettbewerbsfähigkeit in Europa. Die Richtlinie zur Förderung der Nutzung erneuerbarer Energien (RL 2009/28/EG) setzt in erster Linie auf verbesserte, stabile nationale Fördersysteme, um den effektiven und effizienten Ausbau der Erneuerbaren in allen Mitgliedstaaten voranzubringen. 41

42 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Um die Kooperation zwischen den Mitgliedstaaten beim Ausbau erneuerbarer Energien weiter zu fördern, wurden mit der Richtlinie zudem sogenannte Kooperationsmechanismen eingeführt. Diese Instrumente ermöglichen die Zusammenarbeit der Mitgliedstaaten, um nationale Ziele zu erreichen, beispielsweise indem gemeinsame Projekte im Bereich erneuerbare Energien umgesetzt werden, zum Beispiel gemeinsame Offshore-Windparks. Dadurch haben die Mitgliedstaaten die Möglichkeit, im Wege der Zusammenarbeit gezielt kostengünstige ausländische Potenziale als Ergänzung zum nationalen Ausbau zu nutzen oder gemeinsam neue Projekte und Technologien zu entwickeln. Der Weg zur Zielerreichung wird in den Nationalen Aktionsplänen (NREAP) der EU-Mitgliedstaaten konkretisiert, die im Hinblick auf die jeweiligen nationalen Ziele im Detail die bestehenden und geplanten Maßnahmen, Instrumente und Politiken zur Unterstützung des Ausbaus der erneuerbaren Energien aufführen. Zwölf EU-Mitgliedstaaten haben in ihren Nationalen Aktionsplänen die Erwartung geäußert, die in der EU-Richtlinie vorgegebenen nationalen Zielwerte zu überschreiten: Deutschland, Dänemark, Litauen, Malta, die Niederlande, Österreich, Polen, Schweden, Slowenien, Spanien, die Tschechische Republik und Ungarn. Die Auswertung aller NREAP ergibt, dass das verbindliche EU-Ziel von 20 Prozent im Jahr 2020 nicht nur erreicht, sondern mit 20,8 Prozent voraussichtlich sogar übertroffen werden kann. Des Weiteren wurden in den Nationalen Aktionsplänen auch Ziele für die Nutzungssektoren formuliert, die Aufschluss über die Entwicklung der sektoralen Anteile in der EU geben. Für den Stromsektor ergibt sich ein Anteil der erneuerbaren Energien von 34,5 Prozent bis zum Jahr Für die erneuerbaren Energien im Wärme-/ Kältesektor sowie im Transportbereich werden Anteile von 21,4 beziehungsweise 9,5 Prozent prognostiziert (Quelle: Energy Research Centre of the Netherlands (ECN), European Environment Agency: Renewable Energy Projections as Published in the National Renewable Energy Action Plans of the European Member States, Summary Report, 28. November 2011). 42

43 International Die Bedeutung erneuerbarer Energien wächst auch international stetig. Verschiedene internationale Organisationen und Netzwerke haben darauf hingewiesen, dass der Anteil erneuerbarer Energien massiv erhöht werden muss, um eine weltweite Emissionsreduktion von Treibhausgasen um 50 Prozent bis 2050, gemessen an 1990, zu ermöglichen und somit dem Klimawandel wirksam entgegenzusteuern. Die erneuerbaren Energien hatten im Jahr 2010 einen Anteil von 16,7 Prozent am weltweiten Endenergieverbrauch. Der Anteil der modernen erneuerbaren Energien lag bei rund 8,2 Prozent und ist damit in den vergangenen Jahren weiter angestiegen, während der Anteil der traditionellen Biomasse mit einem Anteil von 8,5 Prozent in den letzten Jahren zurückgegangen ist. Der Anteil der erneuerbaren Energien an der gesamten globalen Stromerzeugung lag im Jahr 2011 bei rund 18,3 Prozent, die Wasserkraft hat hierzu mit einen Anteil von rund 15 Prozent beigetragen (Angaben geschätzt, Quelle: Renewables 2012 Global Status Report; 43

44 Erneuerbare Energien Motor der Energiewende Damit eine nachhaltige Energieversorgung auch global entwickelt wird, haben Deutschland und andere Länder die Initiative zur Gründung der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) ergriffen. Diese internationale Regierungsorganisation wurde im Januar 2009 in Bonn gegründet. Sitz der IRENA ist in Abu Dhabi, Vereinigte Arabische Emirate. Das Innovations- und Technologiezentrum von IRENA hat seinen Sitz in Bonn. Das IRENA-Statut ist am 8. Juli 2010 nach Ratifikation von 25 Staaten in Kraft getreten, mittlerweile haben 103 Staaten und die Europäische Union das Statut ratifiziert. Im April 2011 fand in Abu Dhabi die erste Vollversammlung von IRENA statt, mit der die Vorbereitungsphase endete und IRENA eine vollwertige internationale Organisation wurde ( Das Hauptziel der IRENA ist es, Industrie- und Entwicklungsländer beim Ausbau der erneuerbaren Energien konkret und umfassend zu beraten und zu unterstützen. Damit ist IRENA die erste internationale Organisation, die sich global und ausschließlich auf den Beitrag der erneuerbaren Energien zur Lösung globaler Herausforderungen wie Energiesicherheit, Klima- und Umweltschutz sowie Armutsbekämpfung konzentriert. 44 An dem dritten Treffen des IRENA-Rates, dem Steuerungsorgan der Organisation, nahmen im Juni 2012 neben den 21 gewählten Rats-Mitgliedern (darunter Deutschland) weitere 70 Staaten als Beobachter teil. Deutschland engagiert sich darüber hinaus in der bilateralen Kooperation und in vielfältigen multilateralen Gremien zu erneuerbaren Energien. Hierzu gehören das von den USA initiierte Clean Energy Ministerial (CEM), das Multistakeholder- Netzwerk REN 21 und die Internationale Energieagentur mit ihren verschiedenen Durchführungsabkommen ( Implementing Agreements ) zu erneuerbaren Energien.