Energiewende

Die Einbindung von Solarstrom und Windenergie erfordert auch neues Denken: Z.B. kann durch Laststeuerung auf Verbraucherseite und die stärkere Nutzung von Smart Grids die Stromnachfrage flexibilisiert werden.

Elektrisch betriebene Wärmepumpenheizungen stellen eine wichtige Säule des zukünftigen sektorübergreifend vernetzten Energiesystems dar.

Neue Technologien wie das Elektroauto erfordern auch neue Konzepte zur Nutzung wie das Carsharing oder das Dorfauto.

Als Energiewende wird der Übergang von der nicht-nachhaltigen Nutzung von fossilen Energieträgern sowie der Kernenergie zu einer nachhaltigen Energieversorgung mittels erneuerbaren Energien bezeichnet. Ziel der Energiewende ist es, die von der Energiewirtschaft verursachten ökologischen und gesellschaftlichen Probleme auf ein Mindestmaß zu verringern und die dabei anfallenden, bisher im Energiemarkt kaum eingepreisten externen Kosten vollständig zu internalisieren. Von besonderer Bedeutung ist angesichts der maßgeblich vom Menschen verursachten Globalen Erwärmung heutzutage die Dekarbonisierung der Energiewirtschaft durch Ende der Nutzung von fossilen Energieträgern wie Erdöl, Kohle und Erdgas. Ebenso stellen die Endlichkeit der fossilen Energieträger sowie die Gefahren der Kernenergie wichtige Gründe für die Energiewende dar. Die Lösung des globalen Energieproblems gilt als zentrale Herausforderung des 21. Jahrhunderts.

Die Energiewende umfasst alle drei Sektoren Strom, Wärme und Mobilität, ferner auch die perspektivische Abkehr von den fossilen Rohstoffen bei deren stofflicher Nutzung etwa in der Kunststoff- oder Düngerproduktion. Ein mit der Energiewende verbundener Kohleausstieg und Ölausstieg muss auch bedeuten, dass wesentliche Mengen der vorhandenen Energieträger im Boden verbleiben müssen. Kernelemente der Wende sind der Ausbau der erneuerbaren Energien, die Steigerung der Energieeffizienz sowie die Realisierung von Energieeinsparmaßnahmen. Zu den Erneuerbaren Energien zählen Windenergie, Sonnenenergie (Solarthermie, Photovoltaik), Meeresenergie, Bioenergie, Wasserkraft und Erdwärme. Darüber hinaus kommt der Elektrifizierung des Wärmesektors und des Verkehrswesens mittels Wärmepumpen und Elektromobilität eine wichtige Rolle zu.

Der Übergang weg von konventionellen Brennstoffen und hin zu erneuerbaren Energien ist in vielen Staaten der Welt im Gang. Die Konzepte für die Energiewende wie auch die dafür erforderlichen Technologien sind bekannt; aus rein technischer Sicht wird ein vollständige weltweite Energiewende bis 2030 für realisierbar gehalten. Politische und praktische Probleme lassen jedoch erst eine Umsetzung bis 2050 möglich erscheinen, wobei das Fehlen politischen Willens als größte Hürde erachtet wird. Sowohl auf globaler Ebene als auch für Deutschland kamen Studien zu dem Ergebnis, dass die Energiekosten in einem regenerativen Energiesystem auf gleichem Niveau wie in einem konventionellen fossil-nuklearen Energiesystem liegen würden.

Als Pionier der Energiewende gilt Dänemark, das im Jahr 2012 bereits 30 % seines Strombedarfs mittels Windenergie deckte. Bis 2050 strebt Dänemark eine vollständig regenerative Energieversorgung in allen drei Sektoren an. Ebenfalls von Bedeutung ist die deutsche Energiewende, die weltweit Zustimmung und Nachahmer aber auch Kritik und Ablehnung erfahren hat. Obwohl sie in der Öffentlichkeit oft fälschlicherweise mit dem zweiten Atomausstieg 2011 verbunden wird, begann die Energiewende in Deutschland bereits in den 1980er Jahren mit der Förderung von Erneuerbaren Energien und Einstellung neuer Kernkraftwerksprojekte. Während über die grundsätzliche Notwendigkeit des Ausbau der Erneuerbaren Energien, der Steigerung der Energieeffizienz und der Einsparung von Energie weder in der Wissenschaft noch in der Politik Uneinigkeit herrscht, sind die konkreten Maßnahmen politisch oft umstritten. Die öffentliche Diskussion reduziert den Begriff der Energiewende häufig auf den Stromsektor, welcher in Deutschland nur rund 20% des Energieverbrauchs umfasst. Ebenso wird in der politischen und öffentlichen Debatte oft nicht beachtet, dass mit Energieeinsparung neben erneuerbaren Energien und Effizienz als technischen Strategien darauf verwiesen wird, dass zu einer gelingenden Energiewende auch Verhaltensänderungen im Sinne von Suffizienz, also mehr Genügsamkeit gehören könnten.

Geschichte

Vorgeschichte der Energiewende

Historisch sind bereits lange vor den heutigen Bestrebungen dezentrale wie zentralistische Ansätze für eine aus verschiedenen Hintergründen propagierte Abkehr von fossilen Rohstoffen hin zu (aus moderner Sicht) alternativen Energiequellen vorgeschlagen worden.

Die Endlichkeit fossiler Rohstoffe wurde bereits früh begriffen. Zwar waren in Großbritannien bereits im 16. Jahrhundert vereinzelt Befürchtungen laut geworden, dass die Kohle endlich sein könne und in dessen Folge in den Parlamenten Exportverbote für Kohle debattiert (und in Schottland 1563 tatsächlich auch beschlossen), jedoch war noch bis zum 18. Jahrhundert die Auffassung verbreitet, dass die Kohlevorräte unerschöpflich seien. Ab dem späten 18. Jahrhundert kam es zu mehreren, z. T. auch öffentlich geführten Debatten über die Endlichkeit der Kohlevorräte und ihre Reichweite, wobei diese Debatten auch von Großbritannien auf den Kontinent ausstrahlten. Hinzu kam, dass noch die meisten Ökonomen des frühen 19. Jahrhunderts, wie z. B. Adam Smith, nicht von einem permanenten Wirtschaftswachstum ausgingen, sondern in der Zukunft wieder mit einem von den natürlichen Umständen aufgezwungenen stationären Zustand ausgingen.

William Stanley Jevons

Bedeutsam wurde schließlich der Beitrag des englischen Ökonomen William Stanley Jevons. Während zuvor angestellte Prognosen über den Kohleverbrauch entweder die zu dieser Zeit aktuellen jährlichen Kohleverbräuche unverändert in der Zukunft fortschrieben oder die absolute Steigerung linear fortsetzten, formulierte Jevons in einer 1865 erschienenen Schrift als Erster, dass der Kohleverbrauch exponentiell steigen würde, wobei er die Wachstumsrate mit 3,5 % jährlich ansetzte. Daraus folgerte er, dass dieses exponentielle Wachstum nach einer bestimmten Anzahl von Jahren zu derart gewaltigen Zahlen führen müsste, dass sich jede endliche Rohstoffquelle nach einer Weile erschöpfen würde, ganz gleich, wie groß die Vorräte tatsächlich wären.

In Deutschland gab es ab dem ausgehenden 19. Jahrhundert ebenfalls eine größere Debatte über einen möglichen Energiemangel, auch wurde über die Ressourcenkapazität der Erde diskutiert. Unter anderem äußerte sich beispielsweise der Physiker Rudolf Clausius in seiner 1885 erschienenen Schrift Ueber die Energievorräthe der Natur und ihre Verwerthung zum Nutzen der Menschheit besorgt über die Endlichkeit insbesondere der Kohlevorräte. Aus diesen Überlegungen heraus drängte er darauf, „eine weise Oekonomie einzuführen“ und mahnte „dasjenige, was wir als Hinterlassenschaft früherer Zeitepochen im Erdboden vorfinden, und was durch nichts wieder ersetzt werden kann, nicht verschwenderisch zu verschleudern.“ Je schneller eine Wendung einsetze, desto besser sei es für die Zukunft. Die These von dem verschwenderischen Umgang mit den Kohlevorräten wurde dabei weithin geteilt.

Svante Arrhenius wies in einer aufsehenerregenden Publikation des Jahres 1896 nicht nur erstmals auf den klimatologisch relevanten Einfluss von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre hin, sondern verstand überdies, dass eine Nutzung fossiler Brennstoffe aufgrund der damit verbundenen globalen Erwärmung nur vorübergehender Natur sein darf. Er erkannte die für die Globale Erwärmung relevanten physikalisch-chemischen Grundlagen und gleichzeitig die Notwendigkeit einer Energiewende, obwohl die globalen Emissionen seiner Zeit weniger als ein Zehntel der Emissionen des beginnenden 21. Jahrhunderts betrugen und eine dadurch verursachte Klimaveränderung Jahrhunderte weit weg erschien. Der dem zugrunde liegende Treibhauseffekt von Kohlenstoffdioxid war bereits Mitte des 19. Jahrhunderts durch John Tyndall entdeckt worden.

1909 sprach der Chemie-Nobelpreisträger Wilhelm Ostwald über den auf Kohle basierenden Anteil der Energiewirtschaft, „… der sich etwa wie eine unverhoffte Erbschaft verhält, welche den Erben veranlaßt, die Grundsätze einer dauerhaften Wirtschaft vorläufig aus den Augen zu setzen, und in den Tag hinein zu leben. … Die dauerhafte Wirtschaft muß ausschließlich auf die regelmäßige Benutzung der jährlichen Strahlungsenergie begründet werden.“

Bis deutlich ins 20. Jahrhundert hinein war die Energieversorgung dezentral geprägt, erst mit den ersten Großkraftwerken im zweiten Drittel des 20. Jahrhunderts verschob sich die Balance in Richtung zentraler Energieversorgung. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts, nur wenige Jahre nach dem Bau des ersten damals noch als „Kraftzentrale“ bezeichneten Kohlekraftwerks wurden die ersten stromerzeugenden Windmühlen gebaut. Diese knüpften damit sowohl an die dezentrale Tradition der noch zu dieser Zeit weit verbreiteten Windmühlen als auch der Wassermühlen an, die während der Industrialisierung noch weit bis in die Zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts hinein und noch vor den teureren Dampfmaschinen die wichtigsten gewerblichen Kraftquellen waren. Tatsächlich wird der Höhepunkt der als mechanische Kraftquellen genutzten Wasserräder und Windmühlen von Historikern in Deutschland erst in die 1880er Jahre datiert. In Nischen, beispielsweise verkehrlich schlecht erschlossene Regionen, hielten sich diese dezentralen Energiequellen bis in die 1950er Jahre.

Die auf diesen mechanischen Vorgängern aufbauenden stromerzeugenden Windmühlen erfuhren schließlich im frühen 20. Jahrhundert insbesondere in ländlichen Gebieten, die bei der Elektrifizierung den Städten deutlich hinterher hinkten, eine z. T. relativ große Verbreitung. Vorreiter war Dänemark, aber auch in den USA und Deutschland fanden die Anlagen Absatz; bis in die 30er Jahre wurden etwa 3.600 Windmühlen in Deutschland gebaut, die sowohl als Pumpen zum Einsatz kamen als auch teilweise der Stromerzeugung dienten. In Dänemark hingegen, wo Poul La Cour bereits seit dem späten 19 Jahrhundert die Windenergienutzung theoretisch wie praktisch entscheidend vorantrieb, lieferten Windkraftanlagen bereits 1918 circa 3 % des Strombedarfs.

Zudem wurde in den 1920er und 30er Jahren die technischen und physikalischen Grundlagen der Windenergienutzung gelegt. Neben der Masse der dezentralen Kleinanlagen wurden dabei auch Großanlagen mit bis zu 20 MW Leistung angedacht. Von diesen selbst nach heutigen Maßstäben gewaltigen Anlagen wurde durch den Beginn des Zweiten Weltkrieges jedoch keine Prototypen gebaut. Allerdings ging in den USA 1941 mit der Smith-Pullman-Anlage eine Windkraftanlage mit bereits 1,25 MW in Betrieb, die zwar von großen technischen Problemen geplagt war, jedoch vier Jahre lang in Betrieb blieb. Parallel dazu gab es in Deutschland während des NS-Regimes Planungen, die Energieversorgung der sogenannten Wehrbauern u. a. dezentral mit Windenergie zu decken. Das hieran beteiligte Unternehmen Ventimotor, dessen Chefkonstrukteur Ulrich W. Hütter war, der später wichtige Beiträge zur Entwicklung der heutigen Windkraftanlagentechnik leistete, installierte jedoch nur 6 Prototypen in Weimar. Zu einer Serienfertigung kam es nicht mehr.

Parallel dazu wurde auch in anderen Staaten die Forschung sowie der Bau von Anlagen vorangetrieben. In den USA konzentrierte man sich vor der flächendeckenden ländlichen Elektrifizierung auf den Bau von dezentralen Kleinanlagen, die zum Aufladen von Akkumulatoren dienten. Infolgedessen wurden ab 1920 und bis 1960 Zehntausende Kleinwindräder mit einer Leistung von 1,8–3 kW installiert. Nach der Elektrifizierung ging die Tendenz Richtung netzgekoppelter Großanlage. 1941 ging in Vermont eine Anlage mit 1,25 MW und einem Rotordurchmesser von 53,4 Metern in Betrieb, eine Serienfertigung dieser sowie noch größerer Nachfolgeanlagen unterblieb jedoch.

Der moderne Energiewendebegriff ab den 1970er Jahren

Die Ursprünge der Energiewende reichen in die 1970er Jahre zurück, als in den USA unter Präsident Jimmy Carter vor dem Hintergrund der Ölkrise eine frühe Bewegung entstand, die einen Wandel des Energiesystems und den Ausbau der erneuerbaren Energien zum Ziel hatte. 1976 prägte der US-amerikanische Physiker Amory Lovins den Ausdruck Soft Energy Path und beschrieb darin einen Weg von einem zentralisierten, auf fossilen und nuklearen Brennstoffen beruhenden Energiesystem allmählich durch Energieeffizienz und erneuerbare Energiequellen fort zu kommen und dieses schließlich völlig zu ersetzen. Ein Jahr später veröffentlichte er ein Buch mit dem Titel Soft Energy Paths. Toward a Durable Peace, das auch unter anderem Titel in Deutschland erschien und dort in der Anti-Atomkraft-Bewegung rezipiert wurde. Daraufhin erschien 1980 eine vom Öko-Institut 1980 erarbeitete wissenschaftliche Prognose zur vollständigen Abkehr von Kernenergie und Energie aus Erdöl, die Lovins theoretische Überlegungen aufgriff und auf deutsche Verhältnisse übertrug. Diese trug den Titel Energie-Wende. Wachstum und Wohlstand ohne Erdöl und Uran, womit zum ersten Mal der Begriff Energiewende verwendet wurde.

In den 1980er Jahren wurde der Begriff dann von verschiedenen gesellschaftlichen Strömungen aufgegriffen und propagiert, so z. B. von den bundesdeutschen Grünen, linken Sozialdemokraten und der alternativen Presse. In den darauf folgenden Jahrzehnten erweiterte sich der Begriffsumfang; er geht in der heutigen Form wenigstens auf das Jahr 2002 zurück. In jenem Jahr fand am 16. Februar in Berlin die Fachtagung Energiewende – Atomausstieg und Klimaschutz statt, veranstaltet vom deutschen Bundesumweltministerium. Durch die rot-grüne Bundesregierung (1998–2005) wurde neben dem Begriff Energiewende auch der Ausdruck Agrarwende in der politischen und gesellschaftlichen Debatte verankert und geprägt. Noch zu dieser Zeit wurde die Energiewende von konservativer und liberaler Seite als kein erstrebenswertes Ziel angesehen, jedoch bröckelte in den 2000er Jahren auch in den bürgerlichen Parteien der grundsätzliche Widerstand gegen die Energiewende, wenn auch 2010 die Umsetzung durch die vom Kabinett Merkel II beschlossene Laufzeitverlängerung deutscher Kernkraftwerke in die Zukunft verschoben wurde. Mit der Nuklearkatastrophe von Fukushima und dem danach beschlossenen Atomausstieg bis 2022 befürworten nun alle bedeutenden deutschen Parteien die Energiewende, jedoch herrscht weiterhin Dissens über die Art und Weise der Umsetzung sowie die Geschwindigkeit des Prozesses. Dieser zweite Atomausstieg wurde international sehr beachtet, wodurch der Begriff oder seine Übersetzung international bekannt wurde.

Aktuelle Situation

→ Hauptartikel: Energiewende nach Staaten

Derzeit findet in vielen Industriestaaten und Schwellenländern ein massiver Ausbau Erneuerbarer Energien statt; wobei die Motivation in den einzelnen Staaten jedoch unterschiedlicher Natur ist. Während in den Industriestaaten das Hauptaugenmerk auf der Reduktion von Treibhausgasemissionen sowie der Abhängigkeit von Energieimporten aus politisch instabilen Regionen liegt, werden in den Schwellenländern aufgrund des starken Wirtschaftswachstums, das wiederum einen steigenden Strombedarf zur Folge hat, alle Arten der Energiegewinnung ausgebaut.

Die mit dem Bau von fossilen Kraftwerken einhergehenden gravierenden Umweltschädigungen wie Smog, Wasserverschmutzung und Bodenverseuchung, die immer wieder zu Proteste der Bevölkerung führten, haben jedoch in den letzten Jahren gerade in China zu einem Umdenken geführt, das sich in schärferen, staatlich verordneten Umweltschutzmaßnahmen und einem Vorantreiben von Erneuerbaren Energien und Energieeffizienz äußert. 2013 war China Weltmarktführer in der Herstellung und im Einsatz von Windkraftanlagen, Solarzellen und Smart-Grid-Technologien; zudem ist das Land sowohl der größte Investor in regenerative Energien als auch der weltweit bedeutendste Ökostromproduzent. Daneben spielt für viele Staaten weltweit die Einsparung fossiler Brennstoffe eine zentrale Rolle für den Umstieg auf Erneuerbare Energien, da sie so in der Lage sind Energieimporte zu reduzieren und parallel an Versorgungssicherheit zu gewinnen. Zugleich wird die Gefahr von militärischen Konflikten um Energieressourcen reduziert.

Die Umgestaltung der Energieversorgung wird auf supranationaler Ebene durch viele Institutionen unterstützt. Zur besseren Koordination der unterschiedlichen Wege wurde 2010 die Internationale Organisation für Erneuerbare Energien IRENA gegründet. Sie versteht sich als „treibende Kraft“ den großflächigen und verstärkten Einsatz und die nachhaltige Nutzung von Erneuerbaren Energien weltweit zu fördern. Das Generalsekretariat der Vereinten Nationen kündigte an, Fahrpläne für die Dekarbonisierung der globalen Ökonomie vorzulegen. Im Juli 2014 wurde durch UN-Generalsekretär Ban Ki-moon hierzu ein Report mit dem Titel Pathways to Deep Decarbonization herausgegeben, in dem unter anderem auch Pfade für nachhaltige Entwicklung und Dekarbonisierung von 12 Industriestaaten zu finden sind.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme hat zur Ermittlung, inwieweit die Energiewende in einzelnen Ländern bereits fortgeschritten ist, den sogenannten Energy Transformation Index (ETI) entwickelt. Dieser vergleicht sowohl die Etablierung erneuerbarer Formen der Stromerzeugung wie Photovoltaik als auch die effiziente Nutzung der Energie. Deutschland liegt dabei hinter den Ländern Schweden, Brasilien und Italien gleichauf mit Japan und Großbritannien auf Platz vier. Bei der Zuwachsrate seit dem Jahr 1990 liegt Deutschland jedoch zusammen mit Großbritannien an Platz 1.

Für die Mitgliedstaaten der Europäischen Union ist zu berücksichtigen, dass sie bei der Wahl des nationalen Energiemixes – und damit des nationalen Eergiewendepfads – zwar souverän sind, über die Einbindung in grenzüberschreitende Strom- und Gasnetze sowie in Regulierungssysteme wie den Emissionshandel jedoch starke Wechselwirkungen mit der EU-Gesetzgebung und den Energiepolitiken der jeweiligen Nachbarländer bestehen.

Ziel der Energiewende

Ziel der Energiewende ist die Realisierung einer nachhaltigen Energieversorgung in den drei Sektoren Strom, Wärme und Mobilität. Nach Alfred Voß wird unter nachhaltiger Entwicklung eine Lebensweise verstanden, die es ermöglicht, „die Bedürfnisse der gegenwärtig lebenden Menschen zu befriedigen, ohne ähnliche Bedürfnisse in Zukunft lebender Menschen zu beeinträchtigen. […] Die Erhaltung der natürlichen Lebensgrundlagen, oder anders ausgedrückt, die Nichtüberschreitung der Regenerations- und Assimilationsfähigkeit der natürlichen Stoffkreisläufe ist somit eine wesentliche Bedingung für nachhaltige Entwicklung.“ Die Definition des Begriffes Nachhaltigkeit geht hierbei auf die Brundtland-Kommission zurück, die diese Definition 1987 prägte und zur Lösung der dringlich gewordenen Umweltprobleme ein Wirtschaftswachstum forderte, bei dem „soziale und ökologische Aspekte räumlich und zeitlich in die ökonomische Betrachtung integriert“ werden müssen. Mit der Implementierung des Nachhaltigkeitsgedankens soll somit eine Verbesserung im Dreieck Ökonomie – Gesellschaft – Ökologie hergestellt werden und zugleich eine globale und generationenübergreifende Solidarität erreicht werden.

Carl-Jochen Winter nennt für die Transformation zu einem nachhaltigen Energiesystem folgende notwendige Bedingungen:

• die Vermeidung einer nuklearen oder klimatischen Katastrophe
• den Weg weg von der Nutzung von Energierohstoffen und hin zu den Wandlungstechniken
• die Optimierung des Stoffwandlungssystems der Menschheit hin zu minimalem Stoffverbrauch und geschlossenen Stoffkreisläufen
• die Nutzung solarer Energieformen

Motivation für die Transformation

Fossile Energiegewinnung im Rheinischen Braunkohlerevier: Im Vordergrund der Tagebau Garzweiler, im Hintergrund Kohlekraftwerke und Hochspannungsleitungen

Hintergrund und Motivation der Energiewende sind die immer stärker zu Tage tretenden ökologischen und sozialen Probleme, die mit der Nutzung fossiler und nuklearer Energieträger einhergehen. Mit dem Energiekonsum durch Industrie und Endverbraucher sind eine Reihe von negativen Begleiteffekten verbunden, deren Folgen seit den 1970er Jahren immer stärker ins gesellschaftliche und politische Bewusstsein rückten. Hierzu zählen u.a. der Ausstoß des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid, die Verschmutzung von Luft, Land und Wasser, die Produktion radioaktiven Abfalls, geopolitische Konflikte um Ressourcen, die Verknappung von Energieträgern und steigende Nahrungsmittelpreise.

Stand bis zu Beginn der 1970er Jahre die Versorgungssicherheit und der Preis von Energie im Vordergrund, so änderte sich ab den 1970er Jahren die Sichtweise. Mit den Ölkrisen, der Debatte um die Kernenergienutzung sowie der Umweltdebatte kam es in vielen Staaten zu heftigen gesellschaftlichen Auseinandersetzungen über Energie-, Umwelt- und Technologiepolitik und infolgedessen zu grundlegenden Veränderungen der energiepolitischen und energiewirtschaftlichen Realität. Wichtig hierbei war ebenfalls die 1971/72 vom Club of Rome veröffentlichte Studie Die Grenzen des Wachstums, deren Prognosen mit der 1973 eingetretenen ersten Ölkrise plötzlich akut wurden. Heute kommt insbesondere der Umweltbelastung durch die Verbrennung fossiler Energieträger eine große Bedeutung zu. Diese manifestiert sich einerseits in Umweltschäden durch Luftschadstoffe, die zugleich Krankheiten wie Haut- und Atemwegserkrankungen, Allergien und Krebs verursachen und große volkswirtschaftliche Kosten zur Folge haben, insbesondere aber durch die Emission von Treibhausgasen und der damit einhergehenden globalen Erwärmung.

Um die Zielsetzung einer nachhaltigeren Energieversorgung zu erreichen, wird die Abkehr vom fossil-nuklearen Energiesystem propagiert und ein Übergang hin zu einem neuen „solaren Zeitalter“ gefordert. Solare Energieformen kommt dabei die Rolle als Backstop-Technologie zu. Begründet wird dieser Umstieg – neben einer Reihe weiterer positiver Effekte – zumeist mit dem Umstand, dass von erneuerbaren Energieträgern geringere negative Umwelt- und Klimaeffekte ausgehen als von der konventionellen Energiewirtschaft. Neben dem viel geringeren Treibhausgasausstoß von regenerativen Energieträgern lassen sich durch den Umstieg auf Technologien wie Windkraft- und Solaranlagen auch Umweltbelastungen wie Gewässerverschmutzung, Eutrophierung und Feinstaubemissionen deutlich reduzieren. Zwar liegt der Materialbedarf für diese Technologien höher als beim Bau von konventionellen Kraftwerken, die Umweltbelastung durch den höheren Materialbedarf ist jedoch gering verglichen mit den direkten Emissionen von fossil befeuerten Kraftwerken. Parallel dazu wird auch die beim Abbau fossiler Energieträger wie z. B. bei der Erdölgewinnung, Erdgasförderung, dem Steinkohle und Braunkohlebergbau bzw. beim Fördern von Uran auftretende Umweltzerstörung bzw. Umweltverschmutzung deutlich verringert oder gar vermieden.

Globale Erwärmung

→ Hauptartikel: Globale Erwärmung und Folgen der globalen Erwärmung

Globale Kohlenstoffemissionen aus fossilen Quellen zwischen 1800 und 2007

Die Globale Erwärmung sowie ihre Folgen sind eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Hauptursache für die Globale Erwärmung ist die Freisetzung von Treibhausgasen durch die Verbrennung fossiler Energieträger. Etwa 80 % der anthropogenen Treibhausgasemissionen entfallen auf die Energienutzung. Daher ist der Klimaschutz heute der wichtigste Aspekt für den Umbau der Energieversorgung. Um das international vereinbarte Zwei-Grad-Ziel zu erreichen, müssen in den Industriestaaten die Treibhausgasemissionen um 80 bis 95 % gegenüber dem Stand von 1990 reduziert werden. Wichtigstes Treibhausgas ist Kohlenstoffdioxid, das vor allem bei der Verbrennung fossiler Energieträger in großen Mengen freigesetzt wird.

Neben Kohlenstoffdioxid als Verbrennungsprodukt ist die Energiewirtschaft ebenfalls für die Emission großer Mengen an Methan verantwortlich. Methan ist das zweitwichtigste Treibhausgas. Es entweicht sowohl beim Kohlebergbau aus den Flözen als auch bei der Erdölförderung aus den Bohrlöchern und wird überdies auch beim Erdgastransport freigesetzt. Etwa 30 % der Methanemissionen in Deutschland stammen aus der Energiewirtschaft. Soll der Klimawandel auf ein erträgliches Maß begrenzt werden, muss der globale Einsatz fossiler Energieträger stark reduziert werden. So ist bei Fortschreibung des gegenwärtigen Emissionsniveaus bei Treibhausgasen nach dem Fünften Sachstandsberichtes des IPCC bis 2100 ein globaler Temperaturanstieg zwischen 3,7 bis 4,8 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu erwarten.

Auch darf nur noch ein Teil der aktuell bekannten fossilen Energieträger genutzt werden, wie eine Anfang 2015 in Nature erschienene Studie ergab. Demnach dürfen im Zeitraum 2011 bis 2050 nach Daten des IPCC maximal zwischen 870 und 1.240 Gigatonnen (Mrd. Tonnen) Kohlenstoffdioxid freigesetzt werden, wenn das Zwei-Grad-Ziel mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 50 % erreicht werden soll. Umgerechnet auf die Reserven bedeutet dies, dass im globalen Kontext etwa ein Drittel der Ölreserven, die Hälfte der Erdgasreserven und mehr als 80 % der Kohlereserven nicht verbrannt werden dürfen.

Endlichkeit konventioneller Energieträger

Eine aus energiewirtschaftlicher Sicht ebenfalls zentrale Rolle für die Transformation des Energiesystems spielt die Begrenztheit der fossil-nuklearen Energieträger, die nur noch begrenzte Zeit (je nach Energieträger wenige Jahrzehnte bis Jahrhunderte) verfügbar sind. Fossile Energieträger basieren auf Solarenergie, die im Laufe von Jahrmillionen gespeichert wurde. Mit der Nutzung verbrauchen sich diese Vorräte, sodass das industriell-fossile Energiesystem kein dauerhaftes System sein kann, sondern vielmehr ein „Phänomen des Übergangs“ darstellt. Mit der nuklearen Energieerzeugung sind wiederum die Frage der Endlagerung abgebrannten Spaltmaterials sowie die Gefährdung der Bevölkerung bei Störfällen in Kernkraftwerken verbunden, während die Chancen auf eine Nutzung der Kernfusion sowohl aus technischer wie auch aus ökonomischer Sicht (hohe Stromgestehungskosten) fraglich sind. Durch eine Abkehr von der Kernenergie könnten zudem deren Risiken ausgeschlossen werden. Hierzu zählen z. B. die Umweltbelastungen beim Abbau von Uranerzen, der Transport und die (End)Lagerung von Radioaktivem Abfall, sowie die Gefahr von Kernschmelzen mit unkontrollierter Freisetzung von radioaktivem Material wie z. B. bei den Reaktorkatastrophen von Tschernobyl und Fukushima Daher gilt es als Forschungsstand, dass mittel- bis langfristig „neue Konzepte für eine sichere und nachhaltige Energieversorgung gefunden werden“ müssen.

Nach dem englischen Wirtschaftshistoriker Edward Anthony Wrigley befindet sich die Menschheit in einer Phase, in der ein neues Gleichgewicht gefunden werden muss. Der Zugang zu fossilen Energiequellen habe einen beispiellosen Wohlstand für drei Kontinente gebracht und verändere rasch zwei weitere. Allerdings führe eine kontinuierliche Abhängigkeit von fossilen Energieträgern in eine Katastrophe. Da diese Verbrauchsgüter seien, würden sie erschöpft werden. Zwar sei das Ausmaß der Ressourcen an Kohle, Öl und Gas Gegenstand vieler Untersuchungen und bliebe vorerst unklar, allerdings sei es unwahrscheinlich, dass sie länger als zwei bis drei Generationen reichten, den zukünftigen Energiebedarf zu decken, besonders dann, wenn dieser weiter ansteige. Ein noch dringenderes Problem, das sich eher in Jahrzehnten als Generationen bemesse, sei jedoch die aus der Verbrennung der fossilen Energieträger resultierenden Treibhausgase, besonders, wenn in diesem Zusammenhang ein Tipping-Point zum Tragen kommen sollte. Zwar könne ein größerer Erfolg bei der Nutzung solarer Energiequellen und der Geothermie kombiniert mit entschlossenem und koordiniertem Handeln bei der Minimierung von Treibhausgasemissionen diese Befürchtungen kurzlebig machen, doch im Moment sei das Problem drückend und der Ausgang ungewiss.

Weitere Aspekte

Darüber hinaus werden im wissenschaftlichen, öffentlichen und politischen Diskurs eine Reihe weitere Aspekte für die Durchführung der Energiewende genannt. Diese sind u.a. politischer, sozialer, wirtschaftlicher oder ökologischer Natur; einige Beispiele sind im Folgenden stichpunktartig aufgeführt.

Uranbergbau in der Rössing-Mine in Namibia, der größten Uranmine der Welt

Steinkohleabbau im Tagebau El Cerrejón in Kolumbien

• Demokratisierung von Produktions- und Distributionsstrukturen, realisierbar z. B. in Form von Energiegenossenschaften oder Energieautonomen Regionen
• Erhöhung der Verteilungsgerechtigkeit bei der Energienutzung
• Vermeidung von militärischen Konflikten um Energieressourcen
• Verminderung der wirtschaftlichen Risiken einer Energieknappheit bzw. einer Energiekrise (z. B. Ölkrise) durch praktisch unbegrenzte Primärenergie
• Volkswirtschaftliche Vorteile durch eine langfristig betrachtet günstigere Energieversorgung
• Wirtschaftliche Wertschöpfung durch Produktion und Export von Klimaschutztechnologien
• Erhöhung der inländischen Wertschöpfung durch Verringerung von Energieimporten
• Größere wirtschaftliche und politische Unabhängigkeit von Exporteuren fossiler Energieträger bzw. von Uranexporteuren Beispielsweise betrug die Nettoimportabhängigkeit in Deutschland 2010 laut Bundeswirtschaftsministerium bei der Kernenergie 100 %, bei Naturgasen 81,8 %, bei Mineralöl 97,8 % und bei der Steinkohle 77,0 %. Im Jahr 2013 waren die Erneuerbaren Energien mit einem Anteil von 38,7 % an der heimischen Primärenergieerzeugung nach der Braunkohle mit 41 % Anteil und mit großem Abstand vor Erdgas mit 9,3 % der zweitwichtigste heimische Energieträger. Insgesamt importiert Deutschland pro Jahr fossile Energieträger mit ca. 2800 TWh, wofür ca. 90 Mrd. Euro aufgewandt werden müssen.
• Verringerung des Wasserverbrauchs durch Reduktion des Kühlwasserverbrauchs konventioneller Kraftwerke (aktuell in Deutschland etwa 0,9 bis 1,33 m³/MWh bei Kohlekraftwerken und 1,44 bis 2,12 m³/MWh bei Kernkraftwerken)

Konzept

Kernelemente

Kernelemente der Energiewende sind der Ausbau der Erneuerbaren Energien, die Steigerung der Energieeffizienz sowie die Einsparung unnötiger Verbräuche. Auf diese Weise soll perspektivisch die heutige, zum größten Teil auf der Verbrennung fossiler Energieträger basierende Wirtschaftsweise transformiert werden. Der Kohleausstieg sowie der Ausstieg aus der Verbrennung von Öl- und Gas mit dem Zweck der Dekarbonisierung der Wirtschaft sind somit neben dem deutlich bekannteren Atomausstieg zentrale Elemente der Energiewende. Während der Ausbau der Erneuerbaren Energien, insbesondere von Wasserkraft und Windenergie, aber zunehmend auch von Solarenergie weltweit bereits zu deutlichen Zuwächsen bei der erbrachten Arbeit geführt hat, gelten gerade die Steigerung der Energieeffizienz und der Energieeinsparung als bisher vernachlässigte Aspekte der Energiewende. Darüber hinaus soll es durch einen Wechsel von einer nachfrageorientierten zu einer angebotsorientierten Energiepolitik (Laststeuerung) und einen Übergang von zentralistischer zu stärker dezentraler Energieerzeugung anstelle von Überproduktion und vermeidbarem Energiekonsum zu Energiesparmaßnahmen und höherer Effizienz kommen. Maßnahmen hierbei sind z. B. die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung (Kraft-Wärme-Kopplung) in Blockheizkraftwerken oder Heizkraftwerken, durch die sich die Energieverluste im Vergleich zu im Kondensationsbetrieb gefahrener Kraftwerke (reine Stromerzeugung) verringern lassen.

Aus rein technischer Sicht wäre eine vollständige weltweite Energiewende bis ca. 2030 möglich. Aus praktischen, ökonomischen und politischen Gründen ist jedoch ein länger Zeitraum nötig, wobei eine Umsetzung bis 2050 für möglich erachtet wird. Hierbei soll bis 2030 der Ausbau fossiler und nuklearer Energien gestoppt werden und anschließend sukzessive bis 2050 der Umstieg auf ein regeneratives Energiesystem erfolgen. Als Hauptargument gegen dieses Szenario einer schnelle Energiewende, das als enorme Herausforderung bezeichnet wird, wird jedoch ein Fehlen an politischem Willen betrachtet.

Erneuerbare Energien

Windkraftanlagen und Photovoltaiksysteme sind die regenerativen Technologien mit dem größten Potenzial.

→ Hauptartikel: Erneuerbare Energien

Als Erneuerbare Energien werden Energieträger bezeichnet, die nach menschlichen Zeitmaßstäben praktisch unerschöpflich zur Verfügung stehen Daneben werden auch aus erneuerbaren Energien gewonnene Sekundärenergieträger wie Elektrizität, Wärme, Kraftstoff oft unpräzise als erneuerbare Energien bezeichnet. Energieträger sind die Sonnenenergie inklusive ihrer indirekten Formen wie z.B. der Windenergie, die Geothermie, die Strömungs- und die Gezeitenkraft. Wichtige Technologien zu ihrer Nutzung sind Photovoltaikanlagen und Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen, Wasserkraftwerke, sowie Anlagen zur Nutzung von Bioenergie und geothermischer Energie.

Aufgrund der Knappheit von konventionellen Energieträgern sowie der durch deren Emissionen verursachten Umweltprobleme gibt es weltweit Bemühungen, den Anteil der Erneuerbaren Energien am Energiemix zu erhöhen. Erneuerbare Energien weisen deutlich niedrigere spezifische Schadstoff- und Treibhausgasemissionen auf als konventionelle Kraftwerke. So liegt das mittlere Kohlenstoffdioxidäquivalent von Windkraftanlagen pro Kilowattstunde bei 9,4 g CO₂, bei Wasserkraftwerken bei 11,6 g CO₂, bei Photovoltaikanlagen bei 29,2 g CO₂, bei Solarthermiekraftwerken bei 30,9 g CO₂ und bei Geothermiekraftwerken bei 33,6 g CO₂, während GuD-Gaskraftwerke ca. 350 bis 400 g CO₂ und Steinkohlekraftwerke etwa 750 bis 1050 g CO₂ pro kWh ausstoßen. Im Jahr 2012 deckten die Erneuerbaren Energien (EE) etwa 19 % des weltweiten Endenergiebedarfs. Im Stromsektor lag der Anteil 2013 bei 22,1 %. In mindestens 144 Staaten weltweit gibt es Ausbauziele für Erneuerbare Energien, in 138 Staaten existieren Fördermaßnahmen für ihre Verbreitung, darunter in 95 Entwicklungs- und Schwellenländern.

Energieeffizienz und Energieeinsparung

→ Hauptartikel: Energieeffizienz und Energieeinsparung

Wärmeverluste durch eine ungedämmte Außenwand

Unter Energieeffizienz wird die rationellere Verwendung von Energie verstanden. Durch optimierte Prozesse sollen „die quantitativen und qualitativen Verluste, die im Einzelnen bei der Wandlung, dem Transport und der Speicherung von Energie“ entstehen, minimiert werden „um den gleichen (energetischen) Nutzen bei sinkendem Primärenergieeinsatz zu erreichen“. Unter Energieeinsparung bzw. Energievermeidung werden dagegen Maßnahmen zusammengefasst, die durch individuelle Verhaltensänderungen oder nicht-notwendige Funktionen, beispielsweise eine Standby-Funktion eines Haushaltsgerätes, erzielt werden. Großes Einsparpotenzial besteht vor allem im Wärmebedarf im Gebäudesektor. Es wird davon ausgegangen, dass durch eine Steigerung der Gebäudesanierungsrate binnen etwa 30 Jahren der Heizwärmebedarf halbiert werden kann. Häufig tritt nach der Durchführung von Energieeffizienzmaßnahmen der sog. Rebound-Effekt ein, also eine Mehrproduktion, durch die die energiesparende Wirkung der Effizienzmaßnahmen etwas reduziert wird. In der Literatur wird davon ausgegangen, dass hierdurch die durch die Effizienzmaßnahme herrührende Energieeinsparung im Schnitt um 10 % geringer ausfällt, wobei die Werte einzelner Studien zwischen 0 und 30 % schwanken.

Elektrifizierung des Energiesystems

Großes Potential zur Energieeinsparung bietet zudem die Elektrifizierung von bisher nur in geringem Maße elektrifizierten Sektoren wie dem Wärme- und dem Verkehrssektor, wobei die tatsächlich erzielten Effekte stark von der richtigen Ausgestaltung dieser Elektrifizierung abhängen. Während beispielsweise Wärmepumpenheizungen und Elektrofahrzeuge in Verbindung mit regenerativ produziertem Strom große Effizienzvorteile ermöglichen, wirken sich elektrische Widerstandsheizungen kontraproduktiv aus.

Obwohl die Energiewende alle drei Bereiche Strom, Wärme und Verkehr umfasst, ebenso wie die Bereiche bisheriger stofflicher Nutzungen fossiler Energien (wie Kunstdünger und Kunststoffe), fokussiert sich die öffentliche Wahrnehmung nach wie vor jedoch vor allem auf den Strombereich, wo die bisher erfolgten Umwälzungen deutlich schneller von statten gingen und auch umfassender waren als in den anderen beiden Sektoren. Zudem ist der Stromsektor infolge des jahrzehntelangen, politisch hoch aufgeladenen Kampfes um die Kernenergie sowie der dezentral aufgestellten und damit auch für alle Menschen sichtbaren Erneuerbaren Energien in der öffentlichen Debatte deutlich präsenter als die eher unscheinbaren und vergleichsweise wenig ausgeprägten Veränderungen im Heizungskeller bzw. Verkehrsbereich.

Für die Zukunft wird eine deutlich stärkere Vernetzung der Sektoren als notwendig erachtet, wobei insbesondere der weitgehenden Elektrifizierung des Wärme- und Verkehrssektors eine entscheidende Rolle zukommt. Elektrische Energie wird in einem solchen System die dominante Energieform darstellen und für deutlich mehr Zwecke genutzt als bisher. Auch durch den stärkeren Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung entsteht eine stärkere Vernetzung des Strom- und Wärmesektors. Aufgrund dieser erweiterten Nachfrage ist in dem zukünftigen Energiesystem einerseits mit einem höheren Stromverbrauch zu rechnen als heute, während jedoch der Primärenergiebedarf durch den Einsatz regenerativer Quellen und die damit gesteigerte Energieeffizienz bei der Stromerzeugung zurückginge.

Wärmesektor

Wärmepumpenheizung (Solewärmepumpe) in einem Heizungskeller.

Bei der Raumwärme sollen insbesondere elektrisch betriebene Wärmepumpenheizungen eine wichtige Position einnehmen, die bezüglich Nachhaltigkeit als die „bei weitem die beste Heizung“ gelten. Wärmepumpenheizungen bieten ein großes Potenzial zur Effizienzsteigerung im Wärmesektor, das sie jedoch nur voll ausschöpfen können, wenn die für ihren Betrieb benötigte elektrische Energie aus regenerativen Energiequellen gewonnen wird. Die Wärmepumpenheizung gilt von allen derzeit am Markt erhältlichen Einzeltechnologien als diejenige, die den möglicherweise größten Beitrag zur globalen Treibhausgasreduktion beisteuern könnte. Die IEA geht davon aus, dass alleine durch den Einsatz von Wärmepumpen die weltweiten Treibhausgasemissionen um 8 % reduziert werden können, wenn 30 % der Gebäude statt mit fossil befeuerten Heizungen mit Wärmepumpen beheizt werden.

Ungeeignet für die Energiewende sind hingegen aufgrund ihrer Ineffizienz Elektrogebäudeheizungen wie Nachtspeicherheizungen oder Radiatoren, bei denen der Strom mittels Heizwiderständen direkt in Wärme verwandelt wird. Diese Heizungen weisen gegenüber fossil befeuerten Gebäudeheizungen einen deutlich höheren Primärenergieverbrauch auf. Stammt z.B. die zum Betrieb einer solchen Heizung benötigte elektrische Energie aus einem Kohlekraftwerk, dann liegt der Primärenergieverbrauch beim 2,4-fachen einer herkömmlichen fossil betriebenen Heizung. Bei vollkommen regenerativer Stromerzeugung, beispielsweise aus Wasserkraftwerken, ist der Primärenergieverbrauch gleich hoch wie bei fossilen Heizungen, aber ebenfalls deutlich höher als bei Wärmepumpenheizungen.

Verkehrssektor

→ Hauptartikel: Elektromobilität

Im Verkehrssektor kommt hingegen dem Ausbau der Elektromobilität in Form von Elektroautos, Pedelecs und dem Öffentlichen Personennahverkehr eine wichtige Funktion zu. Durch den Ausbau der Elektromobilität sollen insbesondere der Ölverbrauch sowie der Kohlenstoffdioxidausstoß gesenkt werden und somit der Verkehr insgesamt nachhaltiger gestaltet werden. Trotz höheren Energieaufwandes für die Herstellung der Batterien schneiden Elektroautos bei einer Betrachtung des gesamten Lebenszyklus sowohl beim Treibstoffverbrauch als auch beim Treibhausgasausstoß besser ab als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Nur unter der Annahme, dass ausschließlich Strom aus Kohlekraftwerken zum Betreiben des Elektrofahrzeuges verwendet wird und die Batterien zugleich in einer technologisch wenig fortschrittlichen Fabrik hergestellt werden, lag die Treibhausgasbilanz von Elektroautos höher als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor.

Darüber hinaus bietet der Ausbau der Elektromobilität systemische Vorteile für die Elektrizitätserzeugung. Unter anderem könnten Elektrofahrzeuge mittels Smart Grids aktiv in das Stromsystem eingebunden werden und dort eine Rolle zur Ausbalancierung schwankender Einspeisung von Wind- und Photovoltaikanlagen liefern. Durch Bereitstellung von Systemdienstleitungen und Regelenergie ermöglichen Elektrofahrzeuge eine stärkere Einbindung dieser variablen Erneuerbaren Energien in das Stromsystem, womit sowohl die Treibhausgasbilanz des Elektrizitäts- als auch des Verkehrssektors verbessert werden kann. Allerdings werden durch die Einbindung von Elektroautos in das Stromsystem weitere Maßnahmen (wie z.B. der Netzausbau oder der Aufbau einer Energiespeicherstruktur) aller Wahrscheinlichkeit nach nicht überflüssig.

Dezentrale vs. Zentrale Konzepte

Grundsätzlich lässt sich das primäre Ziel der Energiewende, die Realisierung einer nachhaltigen Energieversorgung ohne Abhängigkeit von fossilen und nuklearen Brennstoffen, sowohl dezentral als auch zentral erreichen. Eine klare Trennung in zentralistische Modelle und dezentralen Energiestrukturen ist zudem auch gar nicht möglich, da die Grenzen zwischen den Systemen fließend sind. Historisch begann die Energiewende sowohl in Dänemark als auch in Deutschland in den 1970er und 1980er Jahren als dezidiert dezentrales Konzept, das in bewusster Abgrenzung von der als Verursacher ökologischer Probleme wahrgenommenen und nahezu ausschließlich zentral geprägten konventionellen Energiewirtschaft vorangetrieben wurde. Betreiber kleiner und dezentraler Anlagen, insbesondere regenerativer Anlagen, erfuhren hingehen in Deutschland bis in die 1990er Jahre hinein starken Widerstand durch die etablierten Energieversorger, die zu diesem Zeitpunkt noch als regionale Monopolisten agierten, und (Wirtschafts)-Politik.

Infolgedessen erfolgte mit dem Zubau regenerativer Anlagen, der vor allem durch Privatpersonen, Bürgerenergiegenossenschaften usw. vorangetrieben wurde, ein starker Wandel des Strommarktes sowie dessen Dezentralisierung, zumal die vier großen deutschen Energieversorgungsunternehmen nur in geringem Maße in Erneuerbare Energien investiert hatten. 2010 betrug ihr Anteil an der installierten regenerativen Kapazität nur 6,5 %. Mit dem Voranschreiten der Technik und größeren Projekten insbesondere bei der Windenergie, die auch höhere Investitionssummen erforderlich machen, kam es seither zu einer stärkeren Vermischung von dezentralen und zentralen Strukturen. Heute gehen die meisten Konzepte sowohl von der Nutzung dezentraler als auch zentraler Strukturen aus, wobei möglichst die Vorteile beider Energiegewinnungsformen (wie niedrige Kosten, geringer Speicherbedarf und starke Bürgerbeteiligung) kombiniert werden sollen. So gilt z.B. die vollständige Dezentralisierung mitsamt regionaler Energieautarkie aufgrund des hohen Speicherbedarfs solcher Überlegungen als unrealistisch; rein ökonomisch-technisch optimierte Szenarien unterschätzen hingegen die soziale Komponenten der Energiewende sowie die Gefahr von Pfadabhängigkeiten, insbesondere durch den in diesen Szenarien starken Einfluss der ihre bisherige Marktposition verteidigenden Energieversorger.

Dezentrale Konzeptbestandteile

Beispiel für dezentrale Nutzung erneuerbarer Energien: Landwirtschaftlicher Betrieb mit Biogasanlage und Photovoltaikdach

Generell kommen erneuerbare Energien im Gegensatz zu den punktuell in den Bergbaurevieren und an den Förderstellen vorhandenen fossilen Energieträgern flächig über das ganze Land verteilt vor und lassen sich so nahezu überall dezentral nutzen. Gerade bei Biomasseanlagen ergeben sich durch dezentrale Feuerungsanlagen wie Heizwerk und Heizkraftwerke Umweltvorteile gegenüber einer zentralen Nutzung, da auf diese Weise die Brennstoffe wie Holz und Stroh nicht über große Strecken transportiert werden müssen. Auch ist bei solchen Anlagen eine bessere Brennstoffausnutzung durch Kraft-Wärme-Kopplung möglich als bei häufig außerhalb von Verbrauchzentren befindlichen Großkraftwerken, die oftmals gar keine oder nur geringe Mengen Fernwärme auskoppeln. Die dezentrale Photovoltaikeinspeisung wiederum ermöglicht die Entlastung von Übertragungs- und Verteilnetzen von fluktuierenden Nachfragern, wobei große installierte Photovoltaikleistungen in Gebieten mit nur schwach dimensionierten Netzen auch den gegenteiligen Effekt haben können.

Neben diesen ökologischen und technischen Aspekten werden auch politische und wirtschaftliche Gründe für den Ausbau dezentraler Energiestrukturen genannt. Beispielsweise sieht Jürgen Karl in der geringen Investitionsbereitschaft zum Bau fossiler Großkraftwerke, resultierende aus der Liberalisierung des Strommarktes, der notwendigen Elektrifizierung in den Schwellenländern auch außerhalb der boomenden Zentren sowie der geringen Akzeptanz von Großkraftwerken in Industriestaaten die Hauptgründe für den zunehmenden Ausbau dezentraler Energiestrukturen. Dezentrale Konzepte werden darüber hinaus mehrheitlich von Vertretern des linken politischen Spektrums als wesentlicher Bestandteil einer umfassenderen sozialen Transformation hin zu einer gleicheren und demokratischeren Gesellschaft propagiert. Vertreter dieser Strömung betonen besonders die soziale Dimension der Nachhaltigkeit und sehen in der Energieautarkie und der Versorgung mittels vieler kleiner lokaler Genossenschaften eine Möglichkeit, große Infrastrukturen und damit auch Energiekonzerne überflüssig werden zu lassen. Zumeist streben Befürworter einer schnellen Energiewende einen eher dezentralen Ansatz an.

Zentrale Konzeptbestandteile

DESERTEC: Skizze einer möglichen Infrastruktur für eine nachhaltige Stromversorgung in Europa, dem Nahen Osten und Nord-Afrika

Parabolrinnenkraftwerk zur Erzeugung von elektrischem Strom in Kramer Junction, Kalifornien

Eine andere Strömung sieht hingegen die Energiewende als rein technologisches Projekt, das durch Ausnutzung maximaler Skaleneffekte sowie hoch zentralisierter Strukturen möglichst effizient gestaltet werden sollte. Vertreter dieser Strömung sprechen sich für die Konzentration von Windparks in Küstennähe sowie die Errichtung von Offshore-Windpark, einen starken Stromnetzausbau inklusive leistungsfähiger transkontinentaler Leitungen sowie den Stromimport aus Nordafrika aus. Zugleich wird betont, dass eine Integration verschiedener Produktionsräume in einem großflächigen Verbundnetz Vorteile gegenüber einem rein dezentralen System bietet, da somit durch Stromaustausch über weiter entfernte Regionen die Fluktuationen in der Erzeugung von Wind- und Sonnenenergie reduziert und somit der Speicherbedarf verringert werden kann.

Darüber hinaus existieren großtechnische Visionen wie das Desertec-Projekt, bei dem erwogen wird, die Erzeugung von Strom aus regelbaren solarthermischen Kraftwerken in Südeuropa, Nordafrika und dem Nahen Osten massiv auszubauen. Durch eine Verknüpfung der Stromübertragungsnetze dieser Regionen soll sichergestellt werden, dass die lokal unstet verfügbare Energie (Wind- und Photovoltaikstrom) durch Windkraft-Überschüsse aus anderen Regionen und Strom aus regelbaren erneuerbaren Energien ergänzt wird. Die Realisierung ist über Vorstudien und eine aufgrund vorhandener Netzleitung an der Meerenge von Gibraltar bereits erfolgte Stromeinspeisung von Sonnen- und Windkraftproduktion aus Marokko nach Spanien im kleineren Maßstab bislang nicht herausgekommen. Bis 2014 sind die meisten der am Desertec-Projekt beteiligten Unternehmen ausgestiegen bzw. haben den Ausstieg beschlossen. Zumindest die Vision der großmaßstäblichen Stromübertragung nach Europa ist bis auf weiteres gescheitert.

Wirtschaftlichkeit

→ Hauptartikel: Erneuerbare_Energien#Wirtschaftlichkeit_und_Kosten

Volkswirtschaftliche Betrachtung

Externe Kosten nach Energieträger in Deutschland (2007)

Energieträger	ct/kWh
Braunkohle	8,7
Steinkohle	6,8
Heizöl	6,1
Erdgas	3,9
Photovoltaik	0,8
Wasserkraft	0,4
Windenergie	0,1
Strommix 2005	5,8

Bei der Energieerzeugung fallen sowohl innere (d.h. betriebswirtschaftliche) als auch äußere, volkswirtschaftliche Kosten an. Während die inneren Kosten im Wesentlichen aus Bau, Betrieb und Rückbau von Kraftwerken sowie der Brennstoffbeschaffung bestehen, die zumeist den Marktmechanismen unterliegen, äußern sich externe Kosten vor allem in Form von Umweltverschmutzung, Gesundheits- und Klimaschäden, die nicht von den Verursachern, sondern der Allgemeinheit getragen werden. Daher sind die Vollkosten der Energieerzeugung nur schwierig zu bestimmen; in manchen Fällen übersteigen die sozialen und ökologischen Kosten der konventionellen Energiegewinnung sogar die Endkundenpreise der Stromverbraucher.

Diese externen Kosten werden bisher in den Kosten für Strom aus fossilen Energieträgern nicht abgebildet, womit es zu einem Marktversagen zugunsten der konventionellen Energiewirtschaft kommt. Das Marktprinzip führt somit zu einer suboptimalen Nutzung von Energieressourcen: fossile Energieträger erscheinen aufgrund nicht berücksichtigter Externer Kosten günstiger, als sie volkswirtschaftlich sind. Soll jedoch, wie mit der Liberalisierung angestrebt, der Markt die volkswirtschaftlich effizienteste Produktionsweise finden, so müssen hierfür zwingend alle wettbewerbsverzerrenden Faktoren vermieden und eine Kostenwahrheit durch Internalisierung aller externen Faktoren hergestellt werden. Geschieht dies nicht, können die Effizenzvorteile eines liberalisierten Marktes durch negative Effekte auf die Umwelt zunichtegemacht werden. Möglichkeiten zur Herstellung dieser Kostenwahrheit sind Lenkungsabgaben wie z. B. eine CO₂-Steuer oder ein funktionierender Emissionshandel.

Bisher (April 2014) ist eine Internalisierung dieser externen Effekte nur zu einem kleinen Teil erfolgt, eine vollständige Internalisierung ist nicht absehbar. So zieht z. B. der Jahresbericht Energieverbrauch in Deutschland im Jahr 2013 der AG Energiebilanzen das Fazit, dass „die mit dem Emissionshandel intendierten Anreize für ein emissionsminderndes Verhalten bei derartigen Zertifikatspreisen [von ca. 5 Euro/Tonne] nicht zu erwarten“ seien. Die fehlende Internalisierung Externer Kosten gilt als entscheidender Hemmschuh für das Vorankommen der Energiewende.

Dazu werden die Stromgestehungskosten stark durch Subventionen für einzelne Technologien verzerrt, wobei konventionelle Energieträger um ein Mehrfaches höhere Subventionen erhalten als regenerative Energien, die dadurch an Wettbewerbsfähigkeit verlieren. 2011 wurden fossile Energien weltweit mit 523 Mrd. US-Dollar subventioniert, während Erneuerbare Energien mit ca. 100 Mrd. Dollar gefördert wurden. Inklusive externer Kosten beliefen sich die Subventionen fossiler Energien in diesem Jahr auf ca. 1,9 Billionen US-Dollar.

Betriebswirtschaftliche Betrachtung

Energieträger	Stromgestehungskosten in €/MWh
	Datenherkunft: Fraunhofer ISE 2013
Braunkohle	38–53
Steinkohle	63–80
Erdgas GuD	75–98
Wind Onshore	45–107
Wind Offshore	119–194
Biomasse	135–215
Photovoltaik Kleinanlage (DE)	98–142
Photovoltaik Großkraftwerk (DE)	79–116

Ignoriert man diesen Umstand und betrachtet nur die betriebswirtschaftlichen Kosten, dann sind die meisten alternativen Energieerzeugunge derzeit (2014) in Mitteleuropa noch teurer als konventionelle Energien. Wird dagegen eine Vollkostenrechnung angestellt, die auch externe Kosten mit einbezieht, sind viele Erneuerbare Energien bereits heute preiswerter als konventionell erzeugter Strom. Eine Ausstellung der Stromgestehungskosten einzelner Technologie findet sich in der Tabelle rechts.

Insbesondere bei Photovoltaik und Onshore-Windenergie ist ein kontinuierliches Sinken der Stromgestehungskosten festzustellen. Ausgelöst wurde dies durch eine starke Ausweitung der Produktion und durch daraus resultierende Skaleneffekte, die starke Konkurrenz und technische Weiterentwicklungen (‚Lernkurve‘), z. B. durch eine Verbesserung des Wirkungsgrades. Es wird mit weiter sinkenden Stromgestehungskosten gerechnet, während bei konventionellen Energien der gegenteilige Effekt beobachtet wird. Daher wird davon ausgegangen, dass langfristig betrachtet die Energiekosten in einem regenerativen Energiesystem auf gleichem Niveau wie in einem fossil-nuklearen Energiesystem liegen oder günstiger als in diesem sein werden.

Bereits seit Beginn der Stromproduktion ist die Wasserkraft aufgrund ihrer niedrigen Produktionskosten ein fester Bestandteil des Strommixes; seit wenigen Jahren sind auch Windkraftanlagen an guten Onshore-Standorten ohne Förderung mit konventionellen Kraftwerken konkurrenzfähig. Es wird erwartet, dass in Zukunft die Konkurrenzfähigkeit auch an schlechteren Standorten gegeben sein wird und sich die Windenergie zur günstigsten Form der Stromproduktion entwickeln wird. Zudem kommen immer mehr ältere Windkraftanlagen in ein Alter, in dem sie abgeschrieben sind bzw. aus der gesetzlichen Förderung fallen und dann aus diesem Grund günstiger Strom produzieren können. Diese Konstellation ist allerdings nur möglich, sofern die Lebensdauer einer Windkraftanlage den Förderungszeitraum übersteigt.

Auch weltweit sind die Stromgestehungskosten insbesondere von Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen stark gefallen; ein Trend der nach Walwyn und Brent bis mindestens 2030 anhalten soll. An den besten Standorten liegen die Stromgestehungskosten von Windkraftanlagen mittlerweile bei 40-50 US-Dollar/MWh (36,9-46,2 Euro/MWh), wenn diese auch stark abhängig sind von der Standortqualität und den Finanzierungsbedingungen. In den USA sind Onshore-Windkraftanlagen nach gasbefeuerten GuD-Anlagen bereits die zweitgünstigsten Kraftwerke. Ähnliches gilt für die Photovoltaik, bei der die Modulpreise zwischen Januar 2011 und Dezember 2012 um 60 % fielen, und für die ein weiterer Preisrückgang erwartet wird. Insgesamt sanken die Modulpreise von 6–7 US-Dollar/Watt im Jahr 2000 auf 0.5–0.6 $/Watt im Jahr 2013. Bei der Photovoltaik wird in der Industrie mittlerweile von Swanson's Gesetz gesprochen, wonach der Preis der Solarmodule mit der Verdopplung der verschifften Module um 20 % fällt.

Photovoltaikanlagen, Sonnenkollektoren und zum Teil auch Windkraftanlagen können als Kleinkraftwerke direkt beim Endverbraucher installiert werden. Wegen der dadurch entfallenden Transportkosten und Steuern müssen die Stromkosten dieser Kraftwerke nicht mit Großhandelsstrompreisen konkurrieren, sondern mit jenen für Endverbraucher. So wurde in einigen Staaten bei der Photovoltaik schon vor wenigen Jahren die Netzparität für Privathaushalte, Kommunen und die meisten Wirtschaftsunternehmen erreicht, auch wenn die Stromgestehungskosten weiterhin über denen konventioneller Kraftwerke liegen. In Deutschland wurde die Netzparität von Photovoltaik-Strom 2012 erreicht. Es wird davon ausgegangen, dass sich durch die fallenden Preise von Solarstrom in Zukunft starke Veränderungen im Stromsektor ergeben werden.

In vielen Staaten der Welt sind zudem in ländlichen Gegenden Photovoltaik-Insel-Systeme mit Batteriespeicher die günstigste Form der Elektrizitätsversorgung für einzelne Gebäude oder Siedlungen. Aus ökonomischer wie auch ökologischer Sicht schneiden solche Anlagen besser ab als die Alternativen Dieselgenerator oder Elektrifizierung durch Anschluss an ein Stromnetz.

Versorgungssicherheit

Strommast mit 110-kV-Freileitung

Pumpspeicherwerk Goldisthal, eine Möglichkeit zur Speicherung von elektrischer Energie

Die Erzeugung von Strom durch Windkraft-, Solar- und in geringerem Maße von Wasserkraftanlagen ist durch das Wettergeschehen bestimmt und deshalb volatil, nur einige Stunden mit hoher Sicherheit im Voraus planbar und richtet sich nicht nach dem Bedarf. Hinzu kommt, dass die gesicherte Leistung von Photovoltaik exakt null beträgt, da bei Dunkelheit keinerlei Strom erzeugt wird. Bei der Windenergie rechnet man mit einer gesicherten Leistung im Bereich von 5 bis 6 % der Nennleistung.

Grundsätzlich lässt sich die Integration regenerativer Energiequellen in zwei Phasen einteilen: Bei niedrigen Anteilen variabler Erneuerbarer Energien stellt deren Integration in das existierende Stromsystem kein Problem dar, da ihre schwankende Leistungsabgabe zunächst durch den bestehenden grundlastfähigen Kraftwerkspark ausgeglichen werden kann. Erst mit höheren Anteilen von Wind- und Solarstrom müssen zusätzlich weitere Maßnahmen wie ein Netzausbau, oder die Errichtung von Speicherkraftwerken ergriffen werden. Die Fachliteratur geht davon aus, dass erst ab einem Anteil von etwa 40 % regenerativer Energien an der Stromerzeugung ein größerer Neubedarf an Speichern besteht; vereinzelt wird auch ein Anteil von 70 % genannt.

Unterhalb von 40 % Erneuerbaren Energien stellt eine Ausregelung durch Wärmekraftwerke sowie eine geringfügige Abregelung von Erzeugungsspitzen der Erneuerbaren Energien (erwartet werden circa 260 GWh pro Jahr bzw. 1 Promille der bei einem 40-%-Anteil prognostizierten Ökostromerzeugung) eine volkswirtschaftlich effizientere Möglichkeit zum Ausgleich dar. Ursächlich hierfür ist, dass Speicher in diesem Fall größtenteils zur besseren Auslastung von in Grundlast betriebenen Braunkohlekraftwerken zulasten von weniger emissionsintensiven Kraftwerke eingesetzt würden und zugleich die Kosten für den Neubau von Speichern den Nutzen durch eine gleichmäßigere Kraftwerksfahrweise deutlich überstiegen. Daher werden zusätzliche Speicher in Deutschland frühestens ab dem Jahr 2020 für notwendig gehalten. Bei Existenz eines flexiblen Kraftwerksparks sowie eines günstigen Mix aus Wind- und Photovoltaikanlagen werden in Deutschland erst (Tages)-Speicher benötigt, wenn der Anteil dieser beiden Energieträger etwa 50 % erreicht. Saisonale Langfristspeicher auf Basis der Power-to-Gas-Technologie werden ab etwa 80 % notwendig.

Als Tages- bzw. Kurzfristspeicher kommen sowohl Pumpspeicherkraftwerke, Batterie-Speicherkraftwerk als auch Druckluftspeicherkraftwerke in Frage. Während Pumpspeicher eine seit Jahrzehnten erprobte Technologie darstellen, existieren weltweit noch relativ wenige Batterie- und nur zwei Druckluftspeicherkraftwerke. Als Langfrist- bzw. Saisonspeicher sind hingegen chemische Speicher in Form der Wasserstoff- oder Methanspeicherung vorgesehen, von denen bisher nur eine Reihe von Prototypen und Testanlagen existieren. Die hierfür notwendige Technik ist im Grundsatz längst bekannt: So nahm z. B. der dänische Windkraftpionier Poul la Cour bereits 1895 eine Windkraftanlage mit angeschlossenem Elektrolyseur in Betrieb, die Knallgas zur Beleuchtung der Schule in Askov lieferte. Allerdings steht die für die Energiewende notwendige großtechnische Wasserstofferzeugung mittels Hydrolyse durch Wind oder Solarenergie und die ggf. daran anschließende Methanisierung des Wasserstoffs derzeit noch am Beginn ihrer Erprobung, sodass dieses Verfahren erst noch zur Serienreife gebracht werden muss. Deshalb bestehen derzeit bei diesem Speicherverfahren noch technische und ökonomische Risiken, die erst durch weitere Erforschung und Serienfertigung abgebaut werden können.

Während die variable Einspeisung von Wind- und Sonne zur Sicherstellung der Versorgungssicherheit ausgeglichen werden muss, wirkt sich die durch deren Ausbau der Erneuerbaren Energien zwangsläufig dezentralere Stromerzeugung positiv auf die Netzstabilität aus, womit die Versorgungssicherheit erhöht werden kann. Ursächlich hierfür ist, dass dezentrale Strukturen weniger anfällig für großflächige Ausfälle sind als von Großkraftwerken dominierte Strukturen. Da allerdings ein Teil der regenerativen Energieerzeuger fluktuierend ins Stromnetz einspeist, können Maßnahmen wie Freileitungs-Monitoring und die Einführung eines Smart Grids notwendig werden, um die Spannung des Stromnetzes stabil zu halten. Auch Virtuelle Kraftwerke, in denen verschiedene regenerative Energieerzeuger sowie gegebenenfalls Abnehmer intelligent vernetzt sind, tragen zur Versorgungssicherheit bei. Zudem können Erneuerbare Energien, insbesondere Photovoltaik, einspringen, wenn konventionelle Kraftwerke im Sommer aufgrund einer zu großen Flusserwärmung durch abgegebenes Kühlwasser gedrosselt bzw. ganz heruntergefahren werden müssen, ein seit längerem bekannter Effekt, der mit Verstärkung der Globalen Erwärmung immer häufiger auftreten wird.

Ebenfalls vorteilhaft erweist sich die denzentralere Struktur: Da kleinere Kraftwerke ihre Leistung schnell dem Bedarf anpassen können, das Höchstspannungsnetz entlasten, den Abstand zwischen Verbraucher und Kraftwerk reduzieren und zwangsläufig eine höhere Anzahl von Kraftwerken bedingen, wird zudem die Netzsicherheit verbessert.

Flächenbedarf

Mountaintop removal mining

Luftbild eines Windparks in Norddeutschland. Gut erkennbar ist der temporäre Flächenbedarf während der Bauzeit für den Kran sowie die Bauteile, während bei den (kleineren) Bestandsanlagen nur eine sehr geringe Fläche dauerhaft nicht genutzt werden kann.

Die Ablösung fossiler und nuklearer Stromerzeugungstechnologien durch Erneuerbare Energien führt zu einer umfassenden Wandlung der Flächennutzung. Zur Bereitstellung fossiler Energieträger wird eine große Fläche benötigt, insbesondere Braunkohle, in vielen Teilen der Welt aber auch Steinkohle werden im Tagebau oder dem gerade in den USA häufig praktizierten Mountaintop removal mining gewonnen. Dabei kommt es zu gravierenden Eingriffen in Umwelt und Natur, die nur teilweise wieder rückgängig gemacht werden können. Auch das Landschaftsbild wird massiv und dauerhaft verändert. Häufig müssen auch Menschen umgesiedelt werden. In Deutschland wurden z. B. alleine in Braunkohletagebauten rund 2.300 km² Fläche bewegt und verbraucht.

Verglichen dazu ist der Eingriff durch Erneuerbare Energien deutlich geringer, allerdings findet er im Gegensatz zur konventionellen Energienutzung nicht punktuell oder regional statt, sondern ist durch den dezentralen Charakter der regenerativen Energien für viel größere Bevölkerungsschichten vor Ort sichtbar. Beispielsweise betrug der Flächenverbrauch von Windkraftanlagen in Deutschland im Jahr 2011 mit rund 100 km² nur ein Bruchteil des Flächenverbrauchs der Braunkohletagebauten, allerdings sind die flächig über ganz Deutschland verteilten Windkraftanlagen im Gegensatz zu diesen viel präsenter in der visuellen Wahrnehmung. Auch verglichen mit konventionellen Formen der Energieerzeugung weist die Windenergienutzung einen vergleichsweise niedrigen Flächenbedarf auf; Dennoch werden Windkraftanlagen bzw. Windparks vielfach als landschaftszerstörend empfunden. Ihr Ausbau führt daher zunehmend zu gesellschaftlichen Konflikten, auch innerhalb der Umweltbewegung. Es entstehen neue Konfliktlinien zwischen Umwelt- und Naturschutz auf der einen und Landschaftsschutz auf der anderen Seite.

Photovoltaikanlagen werden üblicherweise auf Gebäuden errichtet und haben damit keinen zusätzlichen Flächenbedarf zur Folge. Allerdings weisen Freiflächen-Photovoltaikanlagen einen großen Flächenverbrauch im Vergleich zur konventionellen Stromerzeugung auf. Auch der im Zuge der Energiewende notwendige Ausbau des Übertragungsnetzes führt zu einem weiteren Flächenverbrauch.

FAO Food Price Index 1990–2012

Ebenfalls berücksichtigt werden muss die Flächen- und Nutzungskonkurrenz zwischen Nahrungsmittelerzeugung und Energiepflanzenanbau, weshalb der Anbau von Energiepflanzen z. T. umstritten ist. Der spezifische Flächenbedarf für die Erzeugung von Bioenergieträgern ist, verglichen mit anderen Energiegewinnungsformen, vergleichsweise hoch. Im Jahr 2009 wurden weltweit auf einer Ackerfläche von rund 14 Mio. ha Bioenergieträger angebaut, was etwa 1 % der weltweiten Ackerfläche entsprach. Während die Nutzung von landwirtschaftlichen Rest- und Abfallstoffen wie z.B. Stroh als ökologisch und sozialpolitisch als unproblematisch gesehen wird, ist hingegen insbesondere die Herstellung von Biotreibstoffen umstritten. Darüber hinaus kann eine zu starke Nutzung von Biotreibstoffen kann nicht nur die Ernährungssicherheit gerade in wenig entwickelten Staaten beeinträchtigen, sondern zusätzlich stark negative Auswirkungen auf die Ökologie, Biodiversität und naturnahe Lebensräume haben.

Aufgrund dessen wird das Potential der Bioenergie insgesamt in aktuelleren Studien deutlich geringer geschätzt als in älteren Studien. Ging z.B. die IEA in der Vergangenheit davon aus, dass die Bioenergie im Optimalfall 700 EJ/a an Energie liefern könnte, was 60 % des geschätzten Weltenergiebedarfs im Jahr 2050 entspräche, beziffern neuere Studien das Biomasspotenzial nur noch auf etwa 180 EJ/a bzw. 15 % des Weltenergiebedarfs 2050. Aufgrund der genannten Nachteile können Bioenergieträger nur einen begrenzte Beitrag zur Energiewende liefern. Beispielsweise wäre Deutschland nach Volker Quaschning selbst bei vollständiger Nutzung der inländischen Ackerfläche für den Rapsanbau zur Biodieselproduktion gerade einmal in der Lage, ein Drittel des deutschen Dieselverbrauchs mittels Biodiesel zu decken. Die Nutzung der Elektromobilität gilt daher als deutlich vielversprechender als die Nutzung von Biotreibstoffen. Das Potenzial der Biotreibstoffe wird hingegen vor allem in Bereichen gesehen, wo der Einsatz von Elektrofahrzeugen auch längerfristig nicht praktikabel ist.

Auch Pumpspeicherkraftwerke haben einen großen Flächenverbrauch, während Druckluftspeicher deutlich weniger Fläche als Pumpspeicher benötigen und zugleich weniger Ansprüche an die Topographie stellen, jedoch auch einen niedrigeren Wirkungsgrad haben.

Chancen und Risiken

Demokratisierung und Dezentralisierung

Die Energiewende kann im weiteren Sinne auch eine gewisse Demokratisierung der Energiegewinnung bedeuten. Während in der traditionellen Energiewirtschaft wenige Großkonzerne mit zentralen Großkraftwerken den Markt beherrschen, können Kraftwerke für erneuerbare Energien dezentral betrieben werden. Über Beteiligungsmodelle wie Bürgerwindparks, Bürgersolarparks und Bürgerenergiegenossenschaften sind viele Bürger direkt an der Energieerzeugung involviert; Photovoltaikanlagen können sogar von Einzelpersonen errichtet werden. Bei Stadtwerken und anderen Unternehmen der öffentlichen Hand sind die Bürger ebenfalls indirekt an der Energieerzeugung beteiligt. Allerdings befinden sich von den „Großen Vier“ der deutschen Stromwirtschaft ebenfalls zwei Unternehmen (EnBW (deutsche Gebietskörperschaften) und Vattenfall (schwedischer Staat)) zu (fast) 100 % sowie eines (RWE) zu etwa 25 % im Besitz der öffentlichen Hand.

Nicht zuletzt ermöglicht die dezentrale Errichtung der Erneuerbaren Energien eine Wertschöpfung in der Region und eine Stärkung des ländlichen Raumes, so dass Kapitalabflüsse aus der Region minimiert und sogar aus den Städten hinzugewonnen werden können. Daher spielen Erneuerbare Energien in der kommunalen Energiepolitik eine zunehmend große Rolle und werden von der Lokalpolitik häufig gefördert.

Weitere Aspekte

Der Kraftwerkseigenbedarf der meisten regenerativen Energiewandler liegt deutlich niedriger als bei konventionellen Wärmekraftwerken. Während Windkraftanlagen und Wasserkraftwerke einen Eigenverbrauch von 0,35-0,5 % bzw. 1 % aufweisen, liegen Kohle- und Kernkraftwerke bei 4–10 % bzw. 5–16 %. Um die gleiche Menge für Kunden tatsächlich nutzbare elektrische Energie ins Netz einzuspeisen müssen Erneuerbare Energien also insgesamt weniger Strom produzieren als konventionelle Kraftwerke.

Kommt es nicht zu einer weltweiten Energiewende, dann kann es zur Verschiebung der Produktion in Staaten mit weniger ambitionierter Energiepolitik kommen (Siehe auch: Allokation (Ökobilanz)) und der anthropogene globale CO₂-Eintrag in die Atmosphäre würde nicht reduziert. Die hierfür notwendigen Mechanismen des Emissionshandels existieren auf internationaler Ebene jedoch noch nicht in ausreichendem Maße.

Durch die Energiewende kommt es zu einer Verschiebung der zur Erzeugung von Energie benötigten Berufsgruppen. Während früher eher Angestellte und Arbeiter in Großunternehmen benötigt wurden, sind dies bei den Erneuerbaren Energien vermehrt Handwerker und Landwirte abseits der großen Bevölkerungszentren. Darüber hinaus ist die Nutzung regenerativer Energien arbeitsintensiver als die konventionelle Energieerzeugung, wodurch pro produzierter kWh mehr Arbeitsplätze geschaffen werden.

Filme

• Die 4. Revolution – EnergyAutonomy (2010), Der Filmtitel bezeichnet nach der Agrarrevolution, der industriellen Revolution und der digitalen Revolution die Energiewende als vierte Revolution.
• Experiment Energiewende – Deutschlands einsame Revolution. Dokumentarfilm von Dirk Laabs, Michael Wech, 2013.

Literatur

• Felix Ekardt, Jahrhundertaufgabe Energiewende: Ein Handbuch, Berlin 2014, ISBN 978-3-86153-791-5.
• Achim Brunnengräber, Maria Rosaria du Nucci (Hrsg), Im Hürdenlauf zur Energiewende. Von Transformationen, Reformen und Innovationen. Zum 70. Geburtstag von Lutz Mez, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-658-06787-8.
• Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (Hrsg.): Erneuerbare Energien. Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte. Springer Vieweg, Berlin / Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-03248-6.
• Volker Quaschning: Erneuerbare Energien und Klimaschutz. 3. Auflage. Hanser, München 2013, ISBN 978-3-446-43809-5.
• Volker Quaschning: Regenerative Energiesysteme. 8. Auflage. Hanser, München 2013, ISBN 978-3-446-43526-1.
• Viktor Wesselak, Thomas Schabbach, Thomas Link, Joachim Fischer, Regenerative Energietechnik, 2. erweiterte und vollständig neu bearbeitete Auflage, Berlin/Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-24165-9.
• Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani, Powering Planet Earth – Energy Solutions for the Future, Wiley-VCH 2013, ISBN 978-3-527-33409-4.
• Klaus-Dieter Maubach: Energiewende. Wege zu einer bezahlbaren Energieversorgung. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2013, ISBN 978-3-658-03357-6.
• Claudia Kemfert: Kampf um Strom. Mythen, Macht und Monopole. Murmann, Hamburg 2013, ISBN 978-3-86774-257-3.
• Peter Hennicke, Paul J. J. Welfens: Energiewende nach Fukushima: Deutscher Sonderweg oder weltweites Vorbild? Oekom, München 2012, ISBN 978-3-86581-318-3.
• Conrad Kunze: Soziologie der Energiewende: erneuerbare Energien und die Transition des ländlichen Raums. Ibidem, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-8382-0347-8.
• Nicola Armaroli, Vincenzo Balzani: Energy for a Sustainable World – From the Oil Age to a Sun-Powered Future, Wiley-VCH 2011, ISBN 978-3-527-32540-5.
• Valentin Crastan: Weltweite Energiewirtschaft und Klimaschutz 2009. Springer, Berlin / Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-10786-3.
• Hermann Scheer: Der energethische Imperativ: 100 Prozent jetzt. Wie der vollständige Wechsel zu erneuerbaren Energien zu realisieren ist. Kunstmann, München 2010, ISBN 978-3-88897-683-4.
• Peter Hennicke, Susanne Bodach: Energierevolution: Effizienzsteigerung und erneuerbare Energien als neue globale Herausforderung, herausgegeben vom Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie, Oekom, München 2010, ISBN 978-3-86581-205-6.
• Rob Hopkins: Energiewende. Das Handbuch. Zweitausendeins, 2008, ISBN 978-3-86150-882-3 (Originaltitel: „The Transition Handbook: From Oil Dependency to Local Resilience“ (Transition Guides), 2008).
• Florentin Krause, Hartmut Bossel, Karl-Friedrich Müsser-Reissmann: Energie-Wende: Wachstum und Wohlstand ohne Erdöl und Uran. Ein Alternativ-Bericht des Öko-Instituts. Fischer, Frankfurt am Main 1980, ISBN 3-10-007705-9.

Weblinks

Wiktionary: Energiewende – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Homepage des Bundeswirtschaft- und Energieministeriums
• Energy Transition – The German Energiewende – Informationen über die Energiewende in englischer Sprache
• Energiewende auf dem Informationsportal zur politischen Bildung
• Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen: Welt im Wandel. Energiewende zur Nachhaltigkeit. Springer, Berlin 2003, ISBN 3-540-40160-1 (online, PDF, 3,84 MB).
• Energiekonzept des Forschungsverbands Erneuerbare Energien FVEE (PDF-Datei; 4,35 MB) Eine Vision für ein nachhaltiges Energiekonzept auf Basis von Energieeffizienz und 100 % erneuerbaren Energien
• Energiesystem Deutschland 2050 – Studie des Fraunhofer Instituts 2013
• GEA: Global Energy Assessment – Toward a Sustainable Future. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA and the International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria, 2012, ISBN 978-1-107-00519-8.
• Agora Energiewende: 12 Thesen zur Energiewende. Ein Diskussionsbeitrag zu den wichtigsten Herausforderungen im Strommarkt. Berlin 2013. (online, PDF, 2,97 MB).
• Agentur für Erneuerbare Energie: ERNEUERBARE ENERGIEN 2020 – Potenzialatlas Deutschland, vom 14. Januar 2010, als pdf
• Agora Energiewende, dort auch tagesaktuelle Stromdaten zu Stromerzeugung-/verbrauch und Import/Export