Die Bundesrepublik Deutschland verfolgt anspruchsvolle Ziele im Hinblick auf die weitere Fortentwicklung der Windenergienutzung. Die Koalitionsparteien der Bundesregierung stufen den „ökologisch und ökonomisch vernünftigen Ausbau der erneuerbaren Energien“ in ihrer Koalitionsvereinbarung ausdrücklich als ein wichtiges Element ihrer Klimaschutz - und Energiepolitik ein. Konkret zum Bereich Windenergie heißt es dort, die Regierung konzentriere sich auf die Erneuerung alter Anlagen ( Repowering ), auf die Offshore-Windstromerzeugung sowie auf die Aufgabe, die Rahmenbedingungen hierfür zu verbessern. Veröffentlicht in Climate Change | 06/2007.
Im schleswig-holsteinischen Büttel ging am 27. Juli 2012 ein wichtiges Teilstück der geplanten Stromautobahn an der Nordseeküste in Betrieb. Der Anschluss wird den in Offshore-Windparks in der Nordsee vor Schleswig-Holstein erzeugten Strom in das Netz der überregionalen Stromautobahnen einspeisen und zu den Verbrauchern bringen. Die Leitung führt mit einer Länge von etwa drei Kilometern von der Schalt- und Konverteranlage in Büttel durch einen bestehenden Windpark bis zum Umspannwerk in Wilster. Die Konverterstation in Büttel ist ein wesentliches Element für die Netzanbindung von Offshore-Windparks in der östlichen Nordsee.
Nach mehrjähriger Forschungsarbeit ging am 8. November 2016 das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Projekt StEnSea (Stored Energy in the Sea) des Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik im Bodensee in die Erprobungsphase. Im Rahmen des Projekts wird ein neuartiges Pumpspeicherkonzept entwickelt, mit dem man große Mengen an Strom, die bei der Offshore-Windkraft erzeugt werden, bereits vor Ort zwischenspeichern kann. Die erste Prototyp-Kugel im Maßstab 1:10 mit einem Durchmesser von drei Metern wurde etwa 200 Meter vor dem Ufer in Überlingen mithilfe von Luftkissen über den See gezogen und am 9. November 2016 für eine vierwöchige Testphase 100 Meter tief in den Bodensee abgelassen. Mit den Ergebnissen des Modellversuchs sollen geeignete Standorte für ein Demonstrationsprojekt in Europa genauer untersucht werden.
Wasserstoff ist als dekarbonisierende Energiequelle ein Schlüsselrohstoff der Zukunft und bietet dem Norden Deutschlands eine große Chance, die zentrale Rolle in der Energiewende zu übernehmen. Mit dem Zugang zum Meer und den hohen Erzeugungskapazitäten von On- und Offshore-Windstrom kann Norddeutschland eine grüne Wasserstoffindustrie aufbauen und den Rohstoff selbst emissionsfrei produzieren. Auch als Export- und Importgut wird Wasserstoff für die norddeutschen Seehäfen von Bedeutung sein. Die Bundesländer im Norden haben 2019 gemeinsam die Norddeutsche Wasserstoffstrategie verabschiedet und viele Projekte, Initiativen und Unternehmen arbeiten bereits an der Entwicklung einer praxistauglichen Technologie – auch bundeslandübergreifend. In dieser Übersicht wurden diese Projekte im Norden zusammengetragen. Dadurch sollen die Bekanntheit und die Vernetzung der Wasserstoffwirtschaft in Norddeutschland unterstützt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung der Prozesse zur Offshore-Erzeugung von CO und H2 aus CO2 und H2O mittels SOEC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik durchgeführt. In diesem Vorhaben der Technologieplattform H2Mare wird die Festoxidelektrolyse (SOEC) zur Herstellung von H2 und CO aus Wasserdampf und CO2 unter Verwendung von Offshore-Windstrom im maritimen Umfeld untersucht und betrieben. Dazu werden durch DLR-TT-ECE Elektrolyse-Stacks und größere -Stack-Module unter relevanten Bedingungen getestet, die Elektrolyseeinheit an Land mit einem oder mehreren Syntheseverfahren gekoppelt, für die maritime Umgebung angepasst und abschließend in maritimer Umgebung gekoppelt betrieben und untersucht. Das DLR-TT-TÖA unterstützt die Erarbeitung integrierter technoökonomischer und ökologischer Analysen in AP 5.1. Dazu werden Prozessmodelle mit den in den AP 1.1 bis AP 1.8 untersuchten Verfahrenskonzepten abgeglichen und validiert. Es wird eine Schnittstelle zur Verknüpfung der LCA und TÖA mit Aspen-Modellen erstellt und den Projektpartnern in AP 5.1 zur Verfügung gestellt. Herstellungsprozesse werden auf Basis der Aspen-Simulationen und Kostenschätzungen der Detailanlagen techno-ökonomisch und ökologisch optimiert.
Das Projekt "Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik durchgeführt. Im Projekt 'Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung sind erste Ansätze zur energetischen Stadtplanung auf Basis des Energiemodells URBS entwickelt worden. Die Analyse erlaubt eine Einteilung der Stadt in Vorranggebiete bezüglich der Wärmeversorgung. Die Arbeit basiert auf verschiedenen Analysemodulen. Der erste Schritt besteht in der Erstellung einer Gebäudedatenbank. Alle Gebäude der Stadt sollen hinsichtlich ihrer Geometrie, des Gebäudealters, der Bauweise, des aktuellen Energieverbrauches usw. enthalten sein. Diese Informationen werden dann genutzt, um den gegenwärtigen und zukünftigen Wärmeverbrauch zu bestimmen. Der zukünftige Gebrauch wird unter der Annahme verschiedener Sanierungsmaßnahmen bestimmt. Der erste Schwerpunkt der Arbeit liegt auf einer Analyse der Verdichtung und Ausweitung des bestehenden Fernwärmenetzes. Mit Hilfe der Gebäudedatenbank wird analysiert wo und zu welchen Kosten die Fernwärme ausgebaut werden könnte. Die Erhebungen aus dieser Analyse werden dann im nächsten Schritt an das Optimierungsmodell IJRBS übergeben. Im nächsten Schritt werden verschiedene Wärmeversorgungsmöglichkeiten hinsichtlich der technischen Realisierbarkeit und der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit untersucht. Der zweite Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf Wärmepumpen. Hierfür wurde ein eigenes Bodenmodell entworfen. Mit dem Modell kann bestimmt werden, wo welche Menge an Energie aus dem Boden entzogen werden kann, ohne bestimmte Nachhaltigkeitskriterien zu verletzten. All diese Informationen werden in das Energiemodell URBS-Augsburg eingepflegt. Neben der Warme- wird auch die Stromversorgung im Modell abgebildet. Anhand des Modells kann dann untersucht werden welche Technologien und Maßnahmen eingesetzt werden sollten um gesetzte Klimaschutzziele zu erreichen. Ein entscheidendes Ergebnis des Modells zeigt die starke Abhängigkeit der lokalen Entwicklung in Augsburg von der allgemeinen Entwicklung der Stromerzeugung in Deutschland. Wenn eine überregionale Lösung beispielsweise mit viel off-shore Wind und Ansätzen wie Desertec realisiert wird, dann wird in Augsburg durch die Optimierung wenig eigner Strom erzeugt, Kraft- Wärme-Kopplung und Fernwärme werden nicht ausgebaut. Städtische Klimaschutzziele sollten in diesem Fall durch Einsparungsmaßnahmen im Gebäude-Wärmebereich vorangetrieben werden. Ist die Entwicklung hin zu klimaneutralem Strom in Deutschland schleppend, dann muss in Augsburg viel mehr 'grüner ' Strom erzeugt werden. Hier kann dann der Kraft-Wärme-Kopplung eine zentrale Rolle zukommen. Die Ausweitung dieses Ergebnisses ist dringend notwendig, da sie für die aktuelle politische Diskussion von zentraler Bedeutung sind.
Das Projekt "Teilprojekt 8: Entwicklung schwingfester, isolierter Tragstrukturen für elektrische Anlagen und einer Vorlegetechnologie für den automatisierten Korrosionsschutz von schwimmenden Mehrzweckplattformen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP durchgeführt. Im Verbundprojekt 2 sollen schwimmende Mehrzweckplattformen für die Bündelung und den Transport des Stroms im Übertragungsnetz vom schwimmenden Offshore-Windpark bis zum Netzanschluss an der Küste entwickelt werden. Für das Fraunhofer IGP gliedern sich die Ziele in zwei Themenkomplexe auf. In Themenkomplex 1 werden schwingfeste, isolierte Tragstrukturen für die elektrischen Anlagen auf einer schwimmenden Konverterplattform entwickelt. Der Themenkomplex 4 entwickelt eine Vorlegetechnologie für den automatisierten Korrosionsschutz kritischer Konstruktionsdetails an schwimmenden Mehrzweckplattformen. Die detaillierten Ziele sind der beigefügten Teilvorhabensbeschreibung zu entnehmen.
Erneuerbare Energien im 1. Halbjahr 2021 zeigen gemischte Bilanz Nutzung erneuerbarer Energien in den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr im 1. Halbjahr (2019 – 2021) Quelle: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im 1. Halbjahr der Jahre 2015 bis 2021 Quelle: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) Zubau der installierten Photovoltaik -Leistung in den Halbjahren von 2015 bis 2021 Quelle: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) Zubau der installierten Windenergie -Leistung (an Land) in den Halbjahren von 2015 bis 2021 Quelle: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) Zubau der installierten Windenergie-Leistung (auf See) in den Halbjahren von 2015 bis 2021 Quelle: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) Wenig Wind sorgte im ersten Halbjahr 2021 bei „grünem“ Strom für einen Rückgang von 10 Prozent. Auch der Biokraftstoff-Absatz sank durch die pandemiebedingt geringe Reisetätigkeit um etwa 13 Prozent, während die Nutzung erneuerbarer Energieträger für Wärme wegen des kalten Frühjahrs um 13 Prozent anstieg. Das zeigen die aktuellen Daten der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat). Strom aus erneuerbaren Energieträgern In den ersten sechs Monaten 2021 wurden in Deutschland insgesamt etwa 122 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh) Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt. Dies entspricht einem Rückgang um über 10 Prozent gegenüber dem ersten Halbjahr 2020 (136 Mrd. kWh). Auch der Wert des ersten Halbjahres 2019 (127 Mrd. KWh) wurde verfehlt. Hauptgrund für diese Entwicklung war das sehr windarme Frühjahr. Zwar kam es auch in der Vergangenheit zu witterungsbedingten Schwankungen im Windangebot, diese Schwankungen konnten in früheren Jahren jedoch oft durch einen kontinuierlichen Zuwachs an neuen Windenergieanlagen ausgeglichen werden. Infolge des zuletzt sehr langsamen Zubaus von Windenergieanlagen an Land gelang dies im aktuellen Jahr nicht. Weil gleichzeitig die wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Einschränkungen durch die Corona-Pandemie in den vergangenen Monaten schrittweise aufgehoben wurden, stieg der Stromverbrauch im Vergleich zu 2020 insgesamt wieder an. Steigender Strombedarf bei gleichzeitig sinkender erneuerbarer Strommenge hatte zur Folge, dass der Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch deutlich zurückging: Nachdem in den ersten 6 Monaten des Vorjahres noch etwa 50 Prozent des Stromverbrauchs durch Erneuerbare gedeckt wurde, liegt der Anteil in diesem Jahr nach derzeitigen Schätzungen bei nur noch etwa 42 Prozent. Das Jahr 2021 führt bisher deutlich vor Augen, dass der Ausbau der erneuerbaren Energien kein Selbstläufer ist – der Rückgang der erneuerbaren Stromerzeugung wegen windschwacher Monate ist vielmehr ein Warnsignal: Die gesetzlich vereinbarten Ziele müssen schnellstmöglich mit konkreten Maßnahmen unterlegt werden. Denn um bis zum Jahr 2030 einen Anteil von 65 Prozent erneuerbare Energien am Stromverbrauch in Deutschland zu schaffen, muss die erneuerbare Stromerzeugung in nur neun Jahren fast verdoppelt werden. Aus Sicht des Umweltbundesamtes müssen die Ausbauziele der erneuerbaren Energien schnell nach oben korrigiert werden, denn erneuerbarer Strom ist die Voraussetzung, um auch den Gebäude-, Verkehrs- und Industriesektor zu dekarbonisieren. Windenergie: Trotz der schlechten Windbedingungen und dem damit einhergehenden starken Rückgang der Stromerzeugung blieb die Windenergie der weitaus wichtigste erneuerbare Energieträger im deutschen Strommix. Im Vergleich zum sehr windreichen Vorjahr sank die Stromerzeugung aus Wind um etwa 20 Prozent auf nunmehr 58 Milliarden Kilowattstunden. Damit steuerte die Windenergie aber weiterhin fast die Hälfte des gesamten erneuerbaren Stroms bei. Etwa vier Fünftel des Windstroms wird an Land (Onshore) erzeugt, ein Fünftel von Windenergieanlagen auf See (Offshore). Der Netto-Zubau neuer Windkraftanlagen an Land zeigt im ersten Halbjahr 2021 mit etwa 854 Megawatt (MW) einen leicht positiven Trend. Das Niveau der neu installierten Leistung befindet sich aber weiter deutlich unter dem Niveau der ausbaustarken Jahre 2014 bis 2017. Die installierte Leistung stieg in den ersten sechs Monaten des Jahres von 54.420 MW um nur 1,5 Prozent auf 55.275 MW. Nach Abschluss der zweiten Offshore-Ausbauphase Mitte letzten Jahres gab es keine weiteren Inbetriebnahmen neuer Offshore-Windenergieanlagen mehr. Mit neuen Windenergieparks auf See kann erst ab dem Jahr 2022 gerechnet werden. Derzeit sind Offshore-Windenergieanlagen mit einer Leistung von 7.748 MW installiert. Photovoltaik: Auch für die Photovoltaik (PV) waren die Witterungsbedingungen über weite Teile des ersten Halbjahres ungünstig. In Summe lag die Sonneneinstrahlung trotz des sehr sonnigen Junis deutlich unter dem Wert des Vorjahres. Das eher ungünstige Wetter konnte jedoch durch eine hohe Anzahl neu installierter PV-Anlagen kompensiert werden: Die Stromerzeugung aus PV-Anlagen lag mit etwa 28 Milliarden Kilowattstunden leicht (1 Prozent) über dem Vorjahreswert. In den ersten sechs Monaten 2021 wurden etwa 2.377 Megawatt (MW) an neuer PV-Leistung installiert. Damit stieg die installierte Leistung von 53.848 MW Ende 2020 um fast 5 Prozent auf nunmehr 56.225 MW. Bioenergie, Wasserkraft, Geothermie: Aus Biomasse und biogenem Abfall wurde im ersten Halbjahr 2021 eine Strommenge von knapp 26 Milliarden Kilowattstunden erzeugt. Dies sind etwa 1 Prozent mehr als im Vorjahr. Auch Wasserkraftanlagen verzeichneten auf Grund höherer Niederschläge einen Anstieg der Stromerzeugung auf etwas mehr als 10 Milliarden Kilowattstunden (plus 4 Prozent). Die Geothermie trägt mit etwa 0,1 Milliarden Kilowattstunden weiterhin nur marginal zur Stromversorgung in Deutschland bei. Erneuerbare Energien im Wärmesektor Der Einsatz erneuerbarer Energieträger im Wärmesektor ist stark von der Witterung abhängig. So führten die relativ kalten Temperaturen in den ersten Monaten des Jahres in Deutschland zu einem kräftigen Anstieg des Wärmebedarfs und somit auch zu einem Anstieg der Nutzung erneuerbarer Energieträger zu Heizzwecken. Nach ersten Schätzungen stieg die Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmebereich von gut 100 Milliarden Kilowattstunden im ersten Halbjahr 2020 auf fast 114 Milliarden Kilowattstunden (und damit um über 13 Prozent) an. Ein Blick auf die Wärmequellen zeigt, dass neben der energetischen Biomassenutzung insbesondere auch die Wärmenutzung aus Wärmepumpen deutlich zulegte. Da die kalte Witterung auch für einen Zuwachs an fossiler Wärme sorgt, geht die AGEE-Stat zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht von einem dynamischen Sprung im Anteil der Erneuerbaren am gesamten Endenergieverbrauch für Wärme aus. Erneuerbare Energien im Verkehr Im Jahr 2020 stieg der Einsatz von Biokraftstoffen in Deutschland bedingt durch die Anhebung der gesetzlich festgelegten Treibhausgas -Minderungsquote auf 6 Prozent sehr stark an. Im Jahr 2021 liegt die Nutzung allerdings bislang deutlich unter den Vorjahreswerten. Vorläufige Daten zeigen, dass der Absatz von Biokraftstoffen im ersten Halbjahr 2021 deutlich zurückging. Unter Berücksichtigung der Nutzung von erneuerbarem Strom im Verkehr sank die Nutzung erneuerbarer Energieträger im Verkehr von 20 Milliarden Kilowattstunden in den ersten sechs Monaten 2020 auf gut 17 Milliarden Kilowattstunden im ersten Halbjahr 2021 (minus 13 Prozent). Als wesentlicher Grund für den Rückgang kann insbesondere die durch die Corona-Pandemie deutlich eingeschränkte Reisetätigkeit im ersten Quartal 2021 angenommen werden – so ist auch von einem deutlichen Rückgang der Nutzung fossiler Kraftstoffe im gleichen Zeitraum auszugehen. Die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) Die Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) bilanziert im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie ( BMWi ) die Nutzung der erneuerbaren Energien und erstellt kontinuierlich Berichte zu deren Entwicklung auf Grundlage aktuell verfügbarer Daten. Die Geschäftsstelle der AGEE-Stat befindet sich am Umweltbundesamt in Dessau-Roßlau.
Oldenburg. Der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) hat der Antragstellerin ONE-Dyas B.V. am Freitag (19.07.) die bestehenden Genehmigungen zur Verlegung eines Seekabels zur Stromversorgung der geplanten Gasförderplattform N05-A aufgrund des 2023 entdeckten Biotoptyps Riffe verändert und in geänderter Form bestätigt. Der niederländische Öl- und Gaskonzern plant nördlich der Emsmündung eine bereits genehmigte und mittlerweile vollziehbare Gasförderplattform zu errichten und zu betreiben. Durch das jetzt vollziehbare Seekabel soll die Plattform mit Strom vom Offshore-Windpark Riffgat versorgt werden. Der Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) hat der Antragstellerin ONE-Dyas B.V. am Freitag (19.07.) die bestehenden Genehmigungen zur Verlegung eines Seekabels zur Stromversorgung der geplanten Gasförderplattform N05-A aufgrund des 2023 entdeckten Biotoptyps Riffe verändert und in geänderter Form bestätigt. Der niederländische Öl- und Gaskonzern plant nördlich der Emsmündung eine bereits genehmigte und mittlerweile vollziehbare Gasförderplattform zu errichten und zu betreiben. Durch das jetzt vollziehbare Seekabel soll die Plattform mit Strom vom Offshore-Windpark Riffgat versorgt werden. Der geplante Standort der Plattform liegt im Erdgasfeld N05-A etwa 20 Kilometer nördlich der Insel Schiermonnikoog und etwa 22 Kilometer nordwestlich der Insel Borkum im niederländischen Küstenmeer. Zur Stromversorgung der Gasförderplattform soll ein Seekabel vom Offshore-Windpark Riffgat zur Plattform verlegt werden. Die hierzu erforderliche Änderungsgenehmigung der wasserrechtlichen Anlagengenehmigung vom 21.10.2022 zur Verlegung eines Seekabels hat der Geschäftsbereich „Wasserwirtschaftliche Zulassungen“ des NLWKN als zuständige Zulassungsbehörde jetzt erteilt. Basis der Entscheidung sind die Bestimmungen des Wasserhaushaltsgesetzes in Verbindung mit dem Niedersächsischen Wassergesetz. Die sofortige Vollziehung dieser Entscheidung wurde angeordnet. Der NLWKN Geschäftsbereich Naturschutz des NLWKN in Oldenburg hat zudem gemäß Antrag der Vorhabenträgerin die naturschutzrechtliche Befreiung nach dem Bundesnaturschutzgesetz wegen der Beeinträchtigung des Biotops „Steiniges Riff des Sublitorals (KMR)“ erteilt und die Regelungen zu Ersatzzahlungen und Auflagen geändert. Die sofortige Vollziehung dieser Befreiung wurde ebenfalls angeordnet. Gleichzeitig wurde auch die sofortige Vollziehung der bereits am 01.09.2022 erteilten naturschutzrechtlichen Befreiung von dem Verbot der Beeinträchtigung des Biotops „Tiefwasserzone des Küstenmeers - Artenreiche Kies-, Grobsand- und Schillgründe (KMTk)“ angeordnet. Dem NLWKN lagen zudem fünf Widersprüche gegen die wasserrechtliche Anlagengenehmigung von 2022 und zwei Widersprüche gegen die naturschutzrechtliche Befreiung von 2022 vor. Drei Widersprüche gegen die wasserrechtliche Genehmigung wurden als unzulässig zurückgewiesen. Den beiden zulässigen Widersprüchen wurde durch die Änderung der wasserrechtlichen Genehmigung und Berücksichtigung des neu entdeckten Biotoptyps „Riffe“ in Teilen Rechnung getragen und diese im Übrigen zurückgewiesen. Die beiden Widersprüche gegen die naturschutzrechtliche Befreiung wurden als zulässig aber unbegründet zurückgewiesen.