Energiewende

"Das Netz der Zukunft wird extrem stark IT-gesteuert sein. Die Digitalisierung wird die Energiewelt genauso durchfluten wie alle anderen Lebensbereiche auch."
Holger Hanselka

Das Energiesystem der Zukunft wird in vielen Bereichen völlig anders aussehen als das heutige. Der Anteil der Erneuerbaren wird deutlich steigen, das Netz wird kein Strom-, sondern ein IT-gesteuertes Energienetz sein, das mit den Schwankungen der dezentralen Quellen umgehen kann. Welchen Beitrag muss die Forschung leisten? Auf diesen Seiten stellen wir die Projekte der Helmholtz-Gemeinschaft zur Energiewende vor.

Energiewende in Deutschland

2015 haben 195 Staaten auf der UN-Klimakonferenz in Paris sich darauf geeinigt, die Erderwärmung einzuschränken: Sie soll „deutlich unter 2°C gegenüber der industriellen Zeit“ bleiben. Der Klimawandel wird vor allem durch den Ausstoß von langlebigen Treibhausgasen verursacht, insbesondere Kohlendioxid (CO2).

Das Gas entsteht in erster Linie durch die Verfeuerung der fossilen Brennstoffe Kohle, Öl und Erdgas zur Energiegewinnung. Neben dem in Paris gesteckten Ziel will die Bundesregierung bis zum Jahr 2022 schrittweise auch alle hiesigen Atomkraftwerke abschalten. In Deutschland wurde vor diesem Hintergrund eine ehrgeizige Energiewende eingeleitet, weg von Atom­mei­lern und fossilen Kraftwerken, hin zu erneuerbaren Energiequellen: vor allem Windkraft, aber auch Sonne und Erdwärme. Die CO2-Emissionen sollen hierzulande bis 2050 gegenüber 1990 um 80 bis 95 Prozent gesenkt werden.

2016 betrug der Anteil der erneuerbaren Energien im Stromsektor 31,7 Prozent

Bis 2050 soll dieser Anteil auf 80 Prozent steigen. Im Rahmen der Energiewende wird die bisher zentrale Energieversorgung durch eine dezentrale, stark schwankende Einspeisung von erneuerbaren Energien in die Stromnetze abgelöst.

Statt Kraftwerken, die überregional Energie verteilen, erzeugen künftig zunehmend viele kleine Akteure einen möglichst hohen Anteil erneuerbarer Energie. Das bedeutet schwankende Produktion, Überschüsse sollten möglichst direkt vor Ort zwischengespeichert und bei Bedarf verbraucht werden. Die kleinste Einheit bilden dabei einzelne Häuser.

In Deutschland gibt es rund 40 Millionen Haushalte. Vom großen Mehrfamilienhaus bis hin zum Eigenheim hat jede Immobilie das Potenzial, Energie zu erzeugen.

Jeder dritte Bürger kann sich vorstellen, bis 2030 einen Teil des Stroms für das eigene Zuhause selbst zu produzieren

Das geht aus einer Studie hervor, die von der Umweltschutzorganisation WWF mit dem Ökostromanbieter Lichtblick in Auftrag gegeben wurde. Zudem gaben 28 Prozent der Befragten an, dass von ihnen erzeugter Strom im Rahmen eines virtuellen Kraftwerks gehandelt werden könnte. Das ist etwa ein Verbund von kleinen Erzeugern an mehreren Standorten, der zusammengeschaltet wird und Strom entsprechend der Nachfrage bereitstellt.

Deutlich mehr als die Hälfte der eingesetzten Energie in Deutschland wird in Form von Wärme benötigt. Allein der Hausbereich trägt zu etwa einem Drittel des gesamten Energiebedarfs in Deutschland bei. Also auch dort ist eine Wende angesagt.

Der Energieverbrauch soll gesenkt werden, etwa durch bessere Dämmung und effizientere Heizungsanlagen

Und auch beim Heizen sollen Wind, Sonne und Erdwärme die fossilen Brennstoffe Kohle und Gas schrittweise ersetzen. Strom, der aus erneuerbaren Energien gewonnen wurde, kann in Gas umgewandelt werden. Dieses Verfahren, Power-to-Gas genannt, hat zwei Vorteile: Zum einen lässt überschüssige Energie, die später wieder benötigt wird, sich so speichern. Außerdem kann Wind- und Solarkraft dadurch auch als Heizenergie verwendet werden. Bislang geht in diesem Umwandlungsprozess jedoch noch viel Energie verloren.

Im Zuge der Energiewende müssen folgende Aufgaben gelöst werden: den Energieverbrauch reduzieren; Strom und Heizenergie möglichst vor Ort produzieren, um das bundesweite Energienetz nicht zu überlasten; die Kapazitäten der Netze ausbauen und die komplexe Verteilung steuern; temporär überschüssige Energieproduktion mit möglichst geringen Verlusten speichern.

Autor: Lars Klaaßen


Atomausstieg


Senkung der Treibhausgase


Erneuerbare Energien


Senkung des Energieverbrauches


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