Stromerzeugung
Als Stromerzeugung (auch Stromproduktion oder elektrische Energieerzeugung) ist die großtechnische Gewinnung elektrischer Energie mit Hilfe von Kraftwerken gemeint. Die so bereitgestellte elektrische Energie wird über Stromnetze zu den Verbrauchern transportiert.
Bei der Stromerzeugung wird im physikalischen Sinn keine Energie erzeugt, sondern sie beruht auf einer Umwandlung einer anderen Energieform in elektrische Energie. Auch ist (elektrischer) Strom, der als physikalische Größe in Ampere gemessen wird, eine umgangssprachliche Bezeichnung für elektrische Energie (Spannung * Strom * Zeit).
Allgemeines
Stromerzeugung aus physikalischer Perspektive
Physikalisch ist der elektrische Strom die pro Zeiteinheit fließende elektrische Ladung. Die Energie berechnet sich als Strom multipliziert mit der elektrischen Spannung und der Zeit. Da die physikalische Gesamtenergie nach dem Energieerhaltungssatz konstant bleibt, sind die Begriffe Strom- oder Energieerzeugung aus physikalischer Sicht unzutreffend. Es handelt sich um eine Umwandlung verschiedener Energieformen, meist die Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie durch einen Generator. Die elektrische Energie wird dann zumeist über ein Stromnetz zu den angeschlossenen Geräten geleitet, um deren Strombedarf zu decken. Der Großteil der Stromerzeugung geschieht im industriellen Maßstab in Kraftwerken.
Stromerzeugung aus energiewirtschaftlicher Perspektive
Allgemeinsprachlich und in der Energiewirtschaft wird der Begriff Strom abweichend von der physikalischen Definition im Sinne von elektrischer Energie mit den gebräuchlichen Einheiten Kilowattstunden (bzw. deren Vielfachen: Megawattstunden, Gigawattstunden, Terawattstunden) benutzt. Umgangssprachlich spricht man dabei auch von „Stromverbrauch“ statt Energiegebrauch. Stromerzeugung meint im energiewirtschaftlichen Sinne die Bereitstellung elektrischer Energie unter Verwendung energetischer Produktionsfaktoren (Kohle, Gas, Wasser, Wind...) und nichtenergetischer Produktionsfaktoren (Arbeitskräfte, Emissionshandelszertifikate...).
Unter Bruttostromerzeugung versteht man dabei die insgesamt erzeugte elektrische Energie, z. B. eines Kraftwerkes oder eines Gebietes. Bei letzterem werden alle Stromerzeugungsquellen berücksichtigt (also z. B. Wind, Wasser, Sonne, Kohle, Öl).[1]
Zieht man von der Bruttostromerzeugung den Eigenbedarf der Kraftwerke ab, erhält man die Nettostromerzeugung. Beispielsweise liegt der Eigenbedarf von Kohlekraftwerken bei etwa 10 % und der von Kernkraftwerken um die 5 % der von ihnen selbst erzeugten elektrischen Energie, wobei der Eigenenergiebedarf von Kernkraftwerken auch nach der Beendigung der Stromerzeugung („Abschaltung“) für mehrere Jahre bestehen bleibt, da der Reaktor weiter gekühlt und abgesichert werden muss.
Die Summe aus Netto-Stromerzeugung und Stromimporten ergibt das Stromaufkommen. Abzüglich der Stromexporte und des Pumpstromverbrauchs für Pumpspeicherkraftwerke erhält man den Bruttostromverbrauch. Werden hiervon schließlich noch die im Stromnetz anfallenden Übertragungsverluste (Leitungsverluste, Verluste im Umspannwerk etc.) abgezogen erhält man den Nettostromverbrauch (Endenergieverbrauch).[2]
Bedeutung
Elektrische Energie ist der am vielseitigsten verwendbare Energieträger, der sich zudem mit besonders geringen Verlusten in andere Energieformen umwandeln lässt. Sie ist Voraussetzung für jede moderne Industrie und kann nicht durch andere Energieträger ersetzt werden, ohne hohe Verluste in Kauf zu nehmen. Ein Stromausfall bringt erfahrungsgemäß jede Volkswirtschaft zum Erliegen und muss deshalb weitestgehend begrenzt bleiben. Eine hohe Versorgungssicherheit ist deshalb eine wichtige Bedingung für moderne Gesellschaften.
Die Erzeugung des Stroms findet in Kraftwerken statt. Sehr oft wird in Kraftwerken zur Erzeugung der elektrischen Energie eine rotierende elektrische Maschine eingesetzt, ein sog. elektrischer Generator (vgl. Fahrraddynamo). In Wärmekraftwerken kommen meistens Drehstrom-Synchrongeneratoren zum Einsatz. Auch in Windkraftanlagen und Wasserkraftwerken finden Drehstrom-Synchrongeneratoren Anwendung. Dort werden aber ebenfalls Drehstrom-Asynchrongeneratoren eingesetzt.
Hauptvorteil der elektrischen Energie ist die Möglichkeit, einen ganzen Erdteil wie Europa mit einem Verbundnetz zu überziehen, in dem der elektrische Strom mit geringen Verlusten verteilt werden kann (s. a. elektrischer Energietransport) und sich durch die Vielzahl der verbundenen Kraftwerke die Redundanz und somit die Versorgungssicherheit erhöht.
Hauptnachteil des elektrischen Stromes ist die Tatsache, dass sich – volkswirtschaftlich gesehen – nur verschwindend geringe Energiemengen unmittelbar speichern lassen. Nur durch aufwändige Umwandlung in andere Energieformen, beispielsweise mittels Pumpspeicherkraftwerken, lässt sich vermeiden, dass die erzeugte elektrische Energie in jedem Augenblick exakt mit der verbrauchten Menge übereinstimmen muss. In einem System mit hohem Anteil an (fluktuierenden) Erneuerbaren Energien sollen in Zukunft Speicherkraftwerke die bedarfsgerechte Strombereitstellung übernehmen.
Elektrische Energie ist weitestgehend die alleinige Übertragungsart, um die Energie eines Wasserkraftwerks, einer Windkraftanlage oder eines Kernkraftwerks in industrialisierte Gebiete zu transportieren. Als theoretische Alternative dazu wurde die Wasserstoffwirtschaft vorgeschlagen, die bisher jedoch nur als Konzept formuliert wurde.
Historisches
Der Siegeszug der elektrischen Energieversorgung begann nach 1882[3] durch die Konstruktion von Kraftwerken mit elektrischen Generatoren. Zunächst waren es voneinander unabhängige Insellösungen. Sehr schnell erkannte man die Vorteile von wechselstrombetriebenen Stromnetzen, weil diese nicht mehr so stark von der Betriebssicherheit einzelner Kraftwerke abhingen. In Deutschland bildeten sich zwei fast unabhängige Stromnetze:
- Das öffentliche Netz mit 50 Hz und
- das Bahnstromnetz mit 16 2/3 Hz für die Eisenbahn.
Einige Kraftwerke wurden mit getrennten Generatoren ausgestattet und konnten Strom für beide Systeme erzeugen.
Heute ist die Stromerzeugung in Deutschland privatisiert, es gibt zwar über 1000 einzelne Stromanbieter, jedoch wurden im Jahr 2014 noch etwa 67 % der Stromerzeugung von den vier großen Energieversorgungsunternehmen RWE, E.ON, EnBW und Vattenfall realisiert, die damit immer noch über eine marktbeeinflussende Stellung verfügen.[4]
Bruttostromerzeugung nach Energieträgern
Internationaler Vergleich
Global wurden im Jahr 2011 etwa 22.158,5 TWh elektrischer Energie produziert. Etwa zwei Drittel der Gesamtproduktion stammen aus der Verbrennung fossiler Energieträger, ca. 20 % wurden regenerativ erzeugt und knapp 12 % mittels Kernenergie gewonnen.[5]
| Energieträger | Anteil 2011 in % | Anteil 2012 in % | Anteil 2015 in % |
|---|---|---|---|
| Kohle | 41,2 | 40,3 | 40,7 |
| Erdgas | 21,9 | 22,4 | 21,6 |
| Erdöl | 3,9 | 4,1 | 4,1 |
| Kernenergie | 11,7 | 10,8 | 10,6 |
| Wasserkraft | 15,6 | 16,1 | 16,2 |
| Übrige Erneuerbare | 4,2 | 4,7 | 6,0 |
Bruttostromerzeugung nach Energieträgern in Deutschland
Die Bruttostromerzeugung nach Energieträgern in Deutschland für die Jahre 1990, 2000 und 2009 bis 2020 ist in den beiden folgenden Tabellen aufgeführt. Im Jahr 2020 lag die Bruttostromerzeugung nach vorläufigen Zahlen bei 567,4 TWh. Erneuerbare Energien 254,7 TWh, fossile Energieträger etwa 230 TWh, und die Kernenergie 64,3 TWh. Sonstige wie Pumpspeicher, Hausmüll und Industrieabfall stellten weitere 24,5 TWh bereit. Den größten Anteil an der Stromerzeugung hatte die Windenergie mit einer Erzeugung von 134,5 TWh, gefolgt von Braunkohle (91,7 TWh), Erdgas (91,6 TWh), Kernenergie (64,3 TWh) und Steinkohle (42,5 TWh).[6] Im Jahr 2019 betrugen die hochgerechneten Kohlenstoffdioxidemissionen betrugen nach Umweltbundesamt 401 g/kWh. 2017, dem letzten Jahr, für das zu diesem Zeitpunkte reale Werte vorliegen, waren es 485 g/kWh.[7]
| Energieträger | 1990 | 2000 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020[6] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Braunkohle | 170,9 | 148,3 | 145,6 | 145,9 | 150,1 | 160,7 | 160,9 | 155,8 | 154,5 | 149,5 | 148,4 | 145,6 | 113,9 | 91,7 |
| Steinkohle | 140,8 | 143,1 | 107,9 | 117,0 | 112,4 | 116,4 | 127,3 | 118,6 | 117,7 | 112,2 | 92,9 | 82,6 | 57,3 | 42,5 |
| Kernenergie | 152,5 | 169,6 | 134,9 | 140,6 | 108,0 | 99,5 | 97,3 | 97,1 | 91,8 | 84,6 | 76,3 | 76,0 | 75,1 | 64,3 |
| Erdgas | 35,9 | 49,2 | 80,9 | 89,3 | 86,1 | 76,4 | 67,5 | 61,1 | 62,0 | 81,3 | 86,7 | 82,5 | 91,0 | 91,6 |
| Mineralölprodukte | 10,8 | 5,9 | 10,1 | 8,7 | 7,2 | 7,6 | 7,2 | 5,7 | 6,2 | 5,8 | 5,6 | 5,2 | 5,1 | 4,2 |
| Windenergie onshore | k. A. | 9,5 | 39,5 | 38,4 | 49,3 | 50,9 | 51,8 | 57,0 | 72,3 | 67,7 | 88,0 | 90,5 | 101,3 | 107,0 |
| Windenergie offshore | k. A. | 0,0 | 0,0 | 0,2 | 0,6 | 0,7 | 0,9 | 1,5 | 8,3 | 12,3 | 17,7 | 19,5 | 24,7 | 27,5 |
| Wasserkraft | 19,7 | 24,9 | 19,0 | 21,0 | 17,7 | 22,8 | 23,0 | 19,6 | 19,0 | 20,5 | 20,2 | 18,0 | 20,2 | 18,7 |
| Biomasse | k. A. | 1,6 | 26,5 | 29,2 | 32,1 | 38,3 | 40,1 | 42,2 | 44,6 | 45,0 | 45,0 | 44,7 | 44,6 | 51,0 |
| Photovoltaik | k. A. | 0,0 | 6,6 | 11,7 | 19,6 | 26,4 | 31,0 | 36,1 | 38,7 | 38,1 | 39,4 | 45,8 | 47,5 | 44,4 |
| Hausmüll(2) | k. A. | 1,8 | 4,3 | 4,7 | 4,8 | 5,0 | 5,4 | 6,1 | 5,8 | 5,9 | 6,0 | 6,2 | 5,8 | 5,9 |
| Übrige Energieträger | 19,3 | 22,6 | 21,2 | 26,5 | 25,4 | 25,5 | 26,2 | 27,0 | 27,3 | 27,3 | 27,5 | 26,8 | 25,7 | 24,5 |
| Summe | 549,9 | 576,6 | 596,5 | 633,1 | 613,1 | 629,2 | 638,7 | 627,8 | 648,3 | 650,4 | 653,7 | 643,5 | 612,4 | 567,4 |
| davon regenerativ erzeugt | 19,7 | 37,9 | 96,0 | 105,2 | 124,0 | 143,0 | 152,3 | 162,5 | 188,8 | 189,7 | 216,3 | 224,8 | 244,3 | 254,7 |
| Energieträger | 1990 | 2000 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020[6] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Braunkohle | 31,1 % | 25,7 % | 24,4 % | 23,0 % | 24,5 % | 25,5 % | 25,2 % | 24,8 % | 23,8 % | 23,0 % | 22,7 % | 22,5 % | 18,6 % | 16,0 % |
| Steinkohle | 25,6 % | 24,8 % | 18,1 % | 18,5 % | 18,3 % | 18,5 % | 19,5 % | 18,9 % | 18,2 % | 17,2 % | 14,2 % | 12,9 % | 9,4 % | 7,4 % |
| Kernenergie | 27,7 % | 29,5 % | 22,6 % | 22,2 % | 17,6 % | 15,8 % | 15,2 % | 15,5 % | 14,2 % | 13,0 % | 11,7 % | 11,8 % | 12,3 % | 11,2 % |
| Erdgas | 6,5 % | 8,5 % | 13,6 % | 14,1 % | 14,0 % | 12,1 % | 10,6 % | 9,7 % | 9,6 % | 12,5 % | 13,3 % | 12,9 % | 14,9 % | 16,0 % |
| Mineralölprodukte | 2,0 % | 1,0 % | 1,7 % | 1,4 % | 1,2 % | 1,2 % | 1,1 % | 0,9 % | 1,0 % | 0,9 % | 0,9 % | 0,8 % | 0,8 % | 0,7 % |
| Windenergie onshore | k. A. | 1,6 % | 6,6 % | 6,1 % | 8,1 % | 8,2 % | 8,1 % | 9,1 % | 11,1 % | 10,4 % | 13,4 % | 14,3 % | 16,5 % | 18,7 % |
| Windenergie offshore | k. A. | 0,0 % | 0,0 % | 0,0 % | 0,1 % | 0,1 % | 0,1 % | 0,2 % | 1,3 % | 1,9 % | 2,7 % | 3,0 % | 4,0 % | 4,8 % |
| Wasserkraft | 3,6 % | 4,3 % | 3,2 % | 3,3 % | 2,9 % | 3,5 % | 3,6 % | 3,1 % | 2,9 % | 3,2 % | 3,1 % | 2,6 % | 3,3 % | 3,3 % |
| Biomasse | k. A. | 0,3 % | 4,4 % | 4,6 % | 5,2 % | 6,1 % | 6,3 % | 6,7 % | 6,9 % | 6,9 % | 6,9 % | 7,1 % | 7,3 % | 8,9 % |
| Photovoltaik | k. A. | 0,0 % | 1,1 % | 1,8 % | 3,2 % | 4,2 % | 4,9 % | 5,8 % | 6,0 % | 5,9 % | 6,0 % | 7,1 % | 7,8 % | 7,7 % |
| Hausmüll(2) | k. A. | 0,3 % | 0,7 % | 0,7 % | 0,8 % | 0,8 % | 0,8 % | 1,0 % | 0,9 % | 0,9 % | 0,9 % | 1,0 % | 0,9 % | 1,0 % |
| Übrige Energieträger | 3,5 % | 3,9 % | 3,5 % | 4,1 % | 4,2 % | 4,1 % | 4,1 % | 4,3 % | 4,1 % | 4,2 % | 4,1 % | 4,1 % | 4,2 % | 4,3 % |
| Summe | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % | 100 % |
| regenerativer Anteil | 3,6 % | 6,6 % | 16,1 % | 16,7 % | 20,2 % | 22,8 % | 23,9 % | 25,9 % | 29,1 % | 29,2 % | 33,1 % | 35,0 % | 39,9 % | 44,9 % |
Der Strommix der einzelnen Versorgungsunternehmen weicht von diesen Durchschnittswerten stark ab.
Stromwirtschaft
Der Preis von elektrischer Energie in Deutschland
Endkosten
Die Strompreise hängen vor allem von der Bezugsmenge ab. Viele große Kunden (z. B. Industrieunternehmen mit hohem Stromverbrauch) haben mit ihrem Stromlieferanten tageszeit- oder lastabhängige Preise ausgehandelt (siehe auch Nachtstrom, Variable Tarife). Einige Großverbraucher (z. B. Aluminiumhütten) haben Produktionsprozesse, die sie eine Zeitlang unterbrechen können. Sie können mit ihrem Stromlieferanten vereinbaren, dass dieser bei Spitzenbedarf die Belieferung unterbrechen darf („Lastabwurf“); dafür erhalten sie im Gegenzug finanzielle Vergünstigungen.
Strompreise für sehr große Mengen sind ein Indiz für die Erzeugerkosten. Sie betrugen 2007 bei einer Mindestabnahme von 70.000 MWh 6,6 ct/kWh (zuzüglich 4,5 ct/kWh Steuern und Abgaben).[9] Gesamtpreis 11,1 ct/kWh. Im Zuge der Energiewende bzw. des stark gestiegenen Marktanteils erneuerbarer Energien haben sich viele Faktoren geändert.
Ein Haushalt mittlerer Größe in Deutschland verbrauchte 2008 jährlich etwa 3500 kWh und bezahlte dafür 12,98 ct/kWh an den Stromlieferanten. Dazu kamen 8,67 ct/kWh Abgaben und Steuern.[10] Gesamtpreis 21,65 ct/kWh.
Seit Ende 2010 muss jeder Energieversorger in Deutschland für elektrische Energie Variable Tarife anbieten,[11] so dass jeder Verbraucher durch intelligenten Stromverbrauch Einfluss auf die Endkosten nehmen kann.
Erzeugungskosten und CO2-Emissionen
| Stromgestehungskosten neuer Kraftwerke in ct/kWh |
Emission Kohlendioxid in g/kWh |
Emission Schwefeldioxid in mg/kWh |
Emission Stickoxide in mg/kWh | |
|---|---|---|---|---|
| Kohlekraftwerk | 3,8 – 5,3 Braunkohle[12] 6,3 – 8,0 Steinkohle[12] |
790-1230[13] | 750 | 800 |
| Wasserkraftwerk | 2 – 8,3[14] | 4-13[13] | 20 | 40 |
| Kernkraftwerk | 66[15] | 30 | 30 | |
| Erdgas GuD | 7,5 – 9,8[12] | 410-430[13] | 80 | 390 |
| Windkraftanlage | 4,5 – 10,7 Onshore[12] 11,9 – 19,4 Offshore[12] |
8-16[13] | 50 | 40 |
| Photovoltaik | 7,9 – 14,2[12] | 27 – 59[16] | 108[16] | 0.0716[16] |
| Holz HKW | 10[9] | 40 | 150 | 1130 |
Hierbei muss berücksichtigt werden, dass die Brennstoffkosten nicht stabil sind und dass die Kapital- und Unterhaltskosten innerhalb eines Kraftwerkstyps variieren.
Bei Biogas-BHKWs und Holzheizkraftwerken sind außerdem die Brennstoff-Kosten zu 100 % auf die erzeugte elektrische Energie umgelegt, wohingegen in der Realität die Abwärme dieser Kraftwerke i. d. R. über Nahwärmesysteme mitgenutzt wird. Unter Berücksichtigung eines Leistungsverhältnis (elektrisch:thermisch) von 50:50 (bei Biogas BHKW) bzw. 20:80 (bei Holz HKW) reduzieren sich die Brennstoffkosten auf 2,5–4 ct/kWhelektr. (Biogas BHKW) bzw. 1,6–2 ct/kWhelektr. (Holz HKW). Eine ähnliche Kalkulation kann natürlich auch bei BHKWs mit anderen Brennstoffen (z. B. Gas oder Öl) angesetzt werden.
Stromhandel in Europa
| Staat | Cent/kWh |
|---|---|
| EU 28 | 21,66 |
| Belgien | 28,60 |
| Bulgarien | 9,58 |
| Tschechische Rep. | 17,70 |
| Dänemark | 29,24 |
| Deutschland | 28,73 |
| Estland | 14,11 |
| Irland | 25,46 |
| Griechenland | 15,51 |
| Spanien | 23,94 |
| Frankreich | 19,13 |
| Italien | 23,41 |
| Zypern | 22,36 |
| Lettland | 16,40 |
| Litauen | 12,54 |
| Luxemburg | 17,99 |
| Ungarn | 10,97 |
| Malta | 13,05 |
| Niederlande | 20,55 |
| Österreich | 20,74 |
| Polen | 13,76 |
| Portugal | 21,81 |
| Rumänien | 14,21 |
| Slowenien | 16,66 |
| Slowakei | 15,85 |
| Finnland | 17,83 |
| Schweden | 20,76 |
| Großbritannien | 22,10 |
| Norwegen | 17,44 |
In Europa ist es seit langem üblich, dass elektrische Energie wie jede andere Ware gehandelt wird. Das Europäische Verbundsystem dient neben dem Stromhandel bzw. dem Ausgleich von Angebot und Nachfrage auch der Versorgungsqualität: Schwankungen im Verbrauch und in der Erzeugung können in einem großen Stromnetz erheblich besser ausgeglichen werden, als wenn jedes Land ein alleinstehendes Stromversorgungsnetz hätte. Störungen lassen sich jedoch nie völlig ausschließen (siehe z. B. Liste historischer Stromausfälle).
Der Preis von elektrischer Energie in Europa
Die Strompreise in Europa unterscheiden sich erheblich. Ursache dafür sind unter anderem unterschiedlich hohe Steuern und sonstige Abgaben. Der durchschnittliche Strompreis mit Steuern und Abgaben in der Europäischen Union (EU 28) liegt in 2019 bei 21,66 Cent je kWh, ohne Steuern und Abgaben bei 13,1 Cent je kWh. Spitzenreiter sind Dänemark, Deutschland und Belgien. Der Preis für Haushaltsstrom lag 2019 in diesen Ländern bei mehr als 28 Cent je kWh (inkl. aller Steuern und Abgaben bei einem Jahresverbrauch zwischen 2.500 und 5.000 kWh). Besonders günstig war Haushaltsstrom 2019 in Bulgarien und Ungarn, sowie mit unter 14 Cent je kWh auch in Kroatien, Litauen und Polen (siehe nebenstehende Tabelle).[17]
Welches Kraftwerk liefert wem Strom?
Grundsätzlich liefert das nächstgelegene Kraftwerk den Großteil der verbrauchten Energie. Bildlich kann man sich das wie eine bergige Landschaft vorstellen: Die Kraftwerke „drücken“ die Bergspitzen nach oben, die Verbraucher (Städte, Industrieanlagen) ziehen nach unten. Energie fließt – genauso wie darüber geschüttetes Wasser – den steilsten Weg bergab und verschwindet dort. In der Physik nennt man das Gradient eines Skalarfeldes. Es wurde noch nie beobachtet, dass Wasser abwechselnd bergauf- und bergab fließt, um in ein ganz bestimmtes Tal zu gelangen. Der Energiefluss verhält sich genauso.
In Zusammenhang mit Ökostrom taucht immer wieder die Frage auf, wie es manche Stromanbieter erreichen, elektrischen Strom von einem ganz bestimmten, oft weit entfernten Kraftwerk zu beziehen. Strombezug aus einem weit entfernten Kraftwerk ist physikalisch nicht möglich, außer man koppelt sich vom öffentlichen Stromnetz ab und legt eine separate Leitung zum gewünschten Kraftwerk. Wichtig ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass der Strommarkt eine bilanzielle Trennung zulässt, d. h. ein Verbraucher entnimmt dem Verbundnetz die gleiche Menge Energie, die er bei einem Stromerzeuger eingekauft hat, und die dieser ins Netz einspeist. Entscheidend dabei ist nicht der Stromfluss, sondern der Geldfluss, also an wen das Geld des Verbrauchers fließt. Physikalisch kommt die elektrische Energie überwiegend aus den nächstgelegenen Kraftwerken, das Tauschgeschäft "Geld gegen Ware" erfolgt vereinfacht über den „Stromsee“ eines Verbundnetzes mit dem ausgewählten Stromanbieter.
Lokale und mobile Stromerzeugung
Eine Stromerzeugung in der Nähe des Verbrauchers, etwa innerhalb oder in der Nähe von Wohngebieten und Industrieanlagen, bezeichnet man als dezentrale Stromerzeugung. Wird Strom über ein räumlich begrenztes Stromnetz verteilt, das nicht mit dem Verbundnetz gekoppelt ist, spricht man von einem Inselnetz. Einen Verbraucher, der unabhängig ist von Energieimporten, nennt man energieautark.
Bei mobilen Geräten oder kleinen stationären Anlagen kommen typischerweise Batterien oder Akkumulatoren als Energiespeicher zum Einsatz (s. a. Traktionsbatterie, Solarbatterie).
Auswirkungen auf die Gesundheit
Die Stromerzeugung ist eine bedeutende Quelle für Luftverschmutzung. Nach einer 2015 in Nature erschienenen Studie verursachte die Stromerzeugung im Jahr 2010 weltweit etwa 465.000 vorzeitige Todesfälle durch Luftverschmutzung. Am stärksten betroffen war China mit ca. 237.000 Todesfällen, in Deutschland starben ca. 4.400 Menschen infolge durch die Stromerzeugung hervorgerufenen Luftverschmutzung.[18]
Die unterschiedlichen Effekte von verschiedenen Formen der Stromerzeugung auf die Gesundheit sind schwer zuzuschreiben und unsicher zu erfassen. Die folgende Tabelle umschreibt eine Schätzung auf Basis von Daten aus der Europäischen Union (Methode: ExternE). Die Gesundheitsschäden können durch Unfälle und durch Luftverschmutzung im Normalbetrieb auftreten. Laut Tabelle werden die meisten Erkrankungen durch Luftverschmutzung pro erzeugter Terawattstunde in der Europäischen Union durch Braun- und Steinkohle verursacht, gefolgt von Erdöl und Biomasse. Als wesentliche Probleme der Kernenergie sehen die Autoren hingegen nicht die Luftverschmutzung und den normalen Betrieb, welche vergleichsweise wenige Todesfälle verursachten, sondern langfristige Gefahren verbunden mit der Lagerung der nuklearen Abfälle und die Schäden im Falle eines Unfalls.
| Primär- energie- quelle |
Todesfälle durch Unfälle (Öffentlichkeit) |
Todesfälle durch Unfälle (Beschäftigte) |
Todesfälle durch Luftverschmutzung |
Schwere Erkrankungen durch Luftverschmutzung |
Leichte Erkrankungen durch Luftverschmutzung |
|---|---|---|---|---|---|
| Braunkohle | 0,02 | 0,10 | 32,6 | 298 | 17.676 |
| Steinkohle | 0,02 | 0,10 | 24,5 | 225 | 13.288 |
| Erdgas | 0,02 | 0,001 | 2,8 | 30 | 703 |
| Erdöl | 0,03 | 18,4 | 161 | 9.551 | |
| Biomasse | 4,63 | 43 | 2.276 | ||
| Kernenergie | 0,003 | 0,019 | 0,052 | 0,22 |
Siehe auch
- Kraftwerksmanagement
- Informationszentrum Braunkohle (NRW, Radwanderweg „Straße der Energie“)
- Elektrizität/Tabellen und Grafiken (global)
Literatur
- Valentin Crastan, Elektrische Energieversorgung 2, Springer 2012, ISBN 978-3-642-19855-7.
- Klaus Heuck/Klaus-Dieter Dettmann/Detlef Schulz, Elektrische Energieversorgung. Erzeugung, Übertragung und elektrischer Energie für Studium und Praxis, 9., Springer Vieweg 2013, ISBN 978-3-8348-1699-3.
- Panos Konstantin: Praxisbuch Energiewirtschaft. Energieumwandlung, -transport und -beschaffung im liberalisierten Markt. Springer, 2007, ISBN 978-3-540-35377-5.
- Volker Quaschning: Regenerative Energiesysteme. 9., Hanser 2015, ISBN 978-3-446-44267-2.
Weblinks
- AG Energiebilanzen
- Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
- Smard Strommarktdatenbank der Bundesnetzagentur
Einzelnachweise
- ↑ Die Bundesregierung: Glossar zu Energie. Abgerufen am 20. Oktober 2020.
- ↑ Wiley: Netto-Stromverbrauch, Wiley ChemgaPedia. Abgerufen am 3. November 2018.
- ↑ Martin Roscheisen: Die Geschichte der Energieversorgung in Deutschland- ( des vom 18. Februar 2010 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. In: rmartinr.com, Abgerufen 22. März 2012.
- ↑ Monitoringbericht 2015. (PDF) In: .bundesnetzagentur.de. BNetzA und Bundeskartellamt, abgerufen am 24. August 2016.
- ↑ World Development Indicators: Electricity production, sources, and access. Weltbank, abgerufen am 22. Dezember 2013, neue Zahlen für 2015 am 4. Oktober 2018.
- ↑ a b c Bruttostromerzeugung in Deutschland nach Energieträgern. AG Energiebilanzen, Stand 17. Dezember 2020, abgerufen am 17. Dezember 2020.
- ↑ Bilanz 2019: CO2-Emissionen pro Kilowattstunde Strom sinken weiter. Pressemitteilung des Umweltbundesamts. Abgerufen am 9. April 2020.
- ↑ a b Bruttostromerzeugung in Deutschland von 1990 bis 2018 nach Energieträgern. (PDF) Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e. V., abgerufen am 10. Mai 2019.
- ↑ a b IER der Uni Stuttgart, A. Voß, 10. Juni 2009: Herausforderung Energie: Sind wir auf dem Weg zu einer klimaverträglichen und nachhaltigen Energieversorgung? Eigenreferenz, S. 28, abgerufen am 22. März 2012 (PDF; 597 kB).
- ↑ EuroStat: Statistische Haupttabellen. Abgerufen am 22. März 2012.
- ↑ Zeitvariable Stromtarife: Angebote überzeugen noch nicht. In: test.de.
- ↑ a b c d e f Fraunhofer ISE: Studie Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien November 2013 (PDF; 5,2 MB).
- ↑ a b c d Deutscher Bundestag, 2007: CO2-Bilanzen verschiedener Energieträger im Vergleich S. 21. (PDF; 1,0 MB), aufgerufen 29. Mai 2016.
- ↑ Martin Kaltschmitt/Wolfgang Streicher (Hrsg.): Regenerative Energien in Österreich. Grundlagen, Systemtechnik, Umweltaspekte, Kostenanalysen, Potentiale, Nutzung, Wiesbaden 2009, S. 554.
- ↑ Benjamin K. Sovacool, Elsevier, Energy Policy 36, 2008:Valuing the greenhouse gas emissions from nuclear power: A critical survey S. 2940–2953. aufgerufen 22. März 2012.
- ↑ a b c Wiley InterScience, 30. Januar 2006: Photovoltaics Energy Payback Times, Greenhouse Gas Emissions and External Costs: 2004–early 2005 Status, aufgerufen 22. März 2012.
- ↑ a b Preise Elektrizität für Haushaltskunde, ab 2007 - halbjährliche Daten. Eurostat, 28. April 2020, abgerufen am 25. August 2020.
- ↑ Johannes Lelieveld et al.: The contribution of outdoor air pollution sources to premature mortality on a global scale. In: Nature. Band 525, 2015, S. 367–371, doi:10.1038/nature15371.
- ↑ Anil Markandya, Paul Wilkinson: Electricity generation and health. In: The Lancet. Band 370, 2007, S. 979–990, doi:10.1016/S0140-6736(07)61253-7., Link ( des vom 23. Januar 2014 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
