Die Zukunft der Energieversorgung

Warum ist die Energiewende notwendig?

Der Begriff Energiewende bezeichnet den Übergang von fossilen und atomaren Energieträgern zu einer nachhaltigen Energieversorgung. Das wesentliche Ziel der Neugestaltung der Energiewirtschaft besteht insbesondere darin, die ökologischen Probleme konventioneller Energieerzeugungsanlagen zu minimieren. Die Abkehr von fossilen Energieträgern wie Erdöl und Atomkraft ist aus mehreren Gründen notwendig. Einerseits stehen diese nur in begrenzter Menge zur Verfügung. Andererseits lässt sich die Klimaerwärmung nur dann auf zwei Grad Celsius beschränken, wenn die Industriestaaten ihre Kohlendioxidemissionen bis 2050 um 80 bis 90 Prozent reduzieren.

Nach Ansicht von Experten wäre eine globale Energiewende bis 2030 vollständig realisierbar. Aufgrund praktischer Probleme und des fehlenden politischen Willens dürfte die Umsetzung jedoch mindestens bis 2050 dauern.

Zukunft der Energieversorgung: Wichtige Eckpfeiler der Energiewende

Die Energiewende sollte nicht nur die Strom- und Wärmeversorgung modernisieren und effizienter gestalten, sondern gleichzeitig auch als Treiber für Innovationen und Digitalisierung in anderen Bereichen wie dem Verkehrssektor fungieren. Dies kann jedoch nur gelingen, wenn die politischen Entscheidungsträger die Kernelemente des Konzepts konsequent umsetzen. Die nachfolgenden Abschnitte veranschaulichen, wie die Zukunft der Energieversorgung aller Voraussicht nach aussieht und welche Trends sich abzeichnen.

Ausbau erneuerbarer Energien

Regenerative Energien stellen die wichtigste Säule der Energiewende dar. Als solche gelten sämtliche Energiequellen, die praktisch unbegrenzt zur Verfügung stehen oder sich nach menschlichen Zeitmaßstäben relativ schnell erneuern. Dazu zählen Sonnen-, Wind- und Wasserenergie, aber auch Bioenergie, Geothermie und Gezeitenkraft. Ebenfalls in diesen Bereich fallen aus erneuerbaren Energieträgern erzeugte Sekundärenergieträger wie Elektrizität oder Wärme.

Nach Angaben des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) lag der Anteil der erneuerbaren Energie an der Stromproduktion im Jahr 2020 bereits bei knapp 46 Prozent. Bis 2050 soll die Quote auf 80 Prozent ansteigen.

Besonderer Hinweis:

Die Ära fossiler Energiequellen neigt sich auch in anderen Ländern dem Ende entgegen. In den letzten Jahren haben die Vereinigten Staaten beispielsweise circa 200 Kohlekraftwerke abgeschaltet oder deren zeitnahe Stilllegung beschlossen. Ähnliche Tendenzen lassen sich selbst in Schwellenländern beobachten.

Erhöhung der Energieeffizienz

Die Energieeffizienz zu erhöhen, bedeutet, Verluste bei der Umwandlung, der Speicherung und dem Transport von Energie zu minimieren. Besonders groß fällt das Potenzial im Bereich der energieeffizienten Gebäudesanierung aus. Schließlich entfallen in Deutschland und anderen mitteleuropäischen Ländern circa 80 Prozent des Energieverbrauchs von Privathaushalten auf das Heizen. Das Ziel der Bundesregierung ist es, die in diesem Sektor verbrauchte Primärenergie im Vergleich zum Jahr 2008 um 50 Prozent zu reduzieren. Es gibt jedoch noch zahlreiche weitere Möglichkeiten für Effizienzsteigerungen. Diese lassen sich beispielsweise durch Kraftwerksmodernisierungen, energieeffiziente Motoren oder Kraft-Wärme-Kopplung erreichen.

Neue Speicherkonzepte

Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energie erfordert die Entwicklung neuer Speicherlösungen. Schließlich lässt es sich nicht beeinflussen, wann die Sonne scheint oder der Wind stark weht. Daher ist es notwendig, überschüssige Energie zu speichern. Aktuell existieren verschiedene Verfahren, die als zukunftsfähig gelten. Beispiele dafür sind die Konzepte Power-to-Gas und Power-to-Fuel. Dabei wird die aktuell nicht benötigte Energie in Wasserstoff oder flüssige Kraftstoffe umgewandelt.

Dezentrale Versorgung und intelligente Netze

In der Vergangenheit erzeugten wenige große Kraftwerke die Energie für Millionen von Menschen. Da im Zuge der Energiewende eine Vielzahl kleiner Erzeugungsanlagen entsteht, wandelt sich das Erscheinungsbild des Versorgungssystems in den nächsten Jahren und Jahrzehnten zu einer dezentralisierten Struktur. Daher besteht die Notwendigkeit intelligenter Stromnetze, in denen alle Parteien – Erzeuger, Verbraucher, Energiespeicher und Netzbetriebsmittel – miteinander verbunden sind und kommunizieren.

Ausbau der Elektromobilität

Ohne den Verkehrssektor umzugestalten, kann die Energiewende nicht gelingen. Fachleute gehen davon aus, dass Elektrizität in einem regenerativen Energiesystem der effizienteste Kraftstoff ist. Daher scheut die Bundesregierung aktuell keine Mühen, um Fahrzeuge mit Elektroantrieb zu fördern. Durch mehr Elektroautos auf den Straßen sinkt nicht nur der Benzinverbrauch, sondern auch der Kohlenstoffdioxidausstoß. Die Herstellung der Batterien benötigt zwar sehr viel Energie, alles in allem fällt die Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen jedoch selbst bei Nutzung fossiler Energie für gewöhnlich besser aus als die eines konventionellen Vehikels mit Verbrennungsmotor.

Neue Impulse durch Innovationen

Zusätzlich zu den bereits erwähnten erneuerbaren Energiequellen und den für die Zukunft der Energieversorgung wichtigen Technologien stellen Forschungseinrichtungen immer wieder neue Ideen zur nachhaltigen Gewinnung von Energie vor. Allein in Deutschland gibt es mehr als 180 Hochschulen und über 120 nicht-universitäre Forschungseinrichtungen, die sich mit der Energiewende beschäftigen. Die Aktivitäten decken von der Grundlagenforschung bis hin zu Pilotanlagen sämtlich Bereiche der Forschung ab. Ein innovativer Ansatz schlägt beispielsweise vor, mithilfe elektrisch geladener Wassertropfen Windenergie zu erzeugen. Setzt sich das Konzept durch, entfällt zukünftig beispielsweise der platzintensive Transport der Rotorblätter.