Das Projekt "HGHH (Hamburg Green Hydrogen Hub) - Bau eines 100-MW-Elektrolyseurs am Standort Hamburg-Moorburg zur Erzeugung von grünem Wasserstoff, verbunden mit der Installation einer Trailerstation für den Transport von grünem Wasserstoff" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hamburg Green Hydrogen GmbH & Co. KG.
Das Projekt "Forschung 'Klimarechner - Abfallwirtschaft': Entwicklung eines Berechnungssystems für Treibhausgase verschiedener abfallwirtschaftlicher Prozesse" wird/wurde gefördert durch: Technische Universität Dresden. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Bereich Bau und Umwelt, Institut für Abfallwirtschaft und Altlasten, Professur für Abfall- und Kreislaufwirtschaft.Abfallwirtschaftliche Verwertungs- und Beseitigungsverfahren führen zur Freisetzung unterschiedlicher Mengen an Treibhausgasemissionen. Hingegen lassen sich durch die Rückgewinnung von Sekundärmaterialien sowie über die Erzeugung und Abgabe von Strom und Wärme Treibhausgasemissionen vermeiden. Unter der Leitung von Herrn Dr. Wünsch wird gemeinsam mit den Bachelor- und Masterstudenten des Studienganges Abfallwirtschaft und Altlasten ein excelbasiertes Berechnungssystem zur Ermittlung der Treibhausgasbilanzen der folgenden Verwertungs- und Beseitigungsverfahren entwickelt: -Deponierung, -mechanische Aufbereitung, -mechanisch-biologische Stabilisierung, -mechanisch-physikalische Stabilisierung, -mechanisch-biologische (aerobe) Aufbereitung, -mechanisch-biologische (anaerobe) Aufbereitung, -Müllverbrennung, -Verbrennung in Ersatzbrennstoff-kraftwerken, -Verbrennung in Braun- und Steinkohlekraftwerken, -Verbrennung in Zementwerken. Dabei ist es möglich den Abfalloutput eines Verfahrens als Input eines anderen Verfahrens zuzuweisen und somit eine Bilanz um komplette Verwertungs- bzw. Beseitigungsketten zu erstellen. Ziel ist es, eine Berechnungsoberfläche zu entwickeln, die es zum einen ermöglicht, mit der Angabe weniger Daten, wie bspw. der erzeugten Abfallmengen Treibhausgasbilanzen zu ermitteln. Zum anderen soll es aber auch möglich sein sämtliche Parameter, wie bspw. Abfallzusammensetzungen, Treibhausgasemissions- und -substitutionsfaktoren sowie spezifische Daten zu den aufgeführten Verfahren, den Bedingungen des Nutzers anzupassen. Die Ergebnisse lassen sich bezogen auf die Art der freigesetzten und vermiedenen Treibhausgasemissionen darstellen (siehe folgende Grafik), als auch bezogen auf die genutzten Verwertungs- und Beseitigungsverfahren. Aktuell wird daran gearbeitet, automatisch Sankeydiagramme zu erzeugen, welche die verschiedenen Stoff-, Energie und Emissionsflüsse der Einzelverfahren und der kombinierten Verwertungs- und Beseitigungsketten übersichtlich darstellen.
Das Projekt "STARK TRANSFORMATION WILHELMSHAVEN - Teilprojekt: Forschungs- und Transferverbund" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth, Standort Wilhelmshaven, Fachbereich Ingenieurwissenschaften.
Das Projekt "STARK TRANSFORMATION WILHELMSHAVEN (TRANSFORMATION-WHV) - Teilprojekt: Nachhaltige Wasserstoffwirtschaft" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik.
Das Projekt "Oekologische Bewertung des zur Verfuellung im Kalkbergbau Gerstheim vorgesehenen Materials" wird/wurde gefördert durch: Stadtwerke Saarbrücken. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für wassergefährdende Stoffe (IWS) e.V..Zu begutachten war das Eluat der zur Verfuellung der Hohlraeume im Kalkbergwerk Gerstheim vorgesehenen Wirbelschichtasche des Steinkohlekraftwerkes Roemerbruecke. Dabei wurde von der unguenstigen Bedingung ausgegangen, dass Wasser in die bisher ueberwiegend trockenen Kalkbergwerkstollen eindringt und das angereicherte Eluat das Grundwasser kontaminiert.
Das Projekt "Untersuchungen zur Verwendung von Abfaellen aus Entschwefelungsanlagen von Steinkohlekraftwerken auf dem Bindemittel- und Baustoffsektor" wird/wurde gefördert durch: Minister für Wirtschaft, Mittelstand und Verkehr Nordrhein-Westfalen / STEAG AG. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Clausthal, Institut für Nichtmetallische Werkstoffe.Zielsetzung: Verwertung der anfallenden Abfallprodukte a) als Zusatz- oder Zuschlagmittel fuer Baustoffe, b) zur gefahrlosen Lagerung auf Deponien. Vorgehensweise: a) Charakterisierung der Abfaelle (chemisch, physikalisch, Mineralanalyse, thermisches Verhalten), b) Herstellung unterschiedlicher Mischungen und Verwendung von Zementen (Variation der Parameter wie W/Z-Wert, Kornaufbau usw.), c) Untersuchungsmethoden: in Anlehnung an bestehende entsprechende DIN-Normen, noetigenfalls Entwicklung neuer Pruefmethoden.
Die RWE Eemshaven Holding II B.V. betreibt in Eemshaven ein Steinkohlekraftwerk. Zur Erreichung der Klimaschutzziele nach dem niederländischen Klimaschutzgesetz für den Bereich Produktion von Strom und Wärme strebt die RWE die Nutzung der RWE Strategie "Biobased Energy, Carbon Capture, Utilisation & Storage (BECCUS)" an. Vorhabenziel ist die Erhöhung der Einsatzmenge an Biomasse und die Abscheidung von CO2. Die Menge der eingesetzten Biomasse (Primärbrennstoff und Abfälle) soll von derzeit 1,6 Mio Tonnen/Jahr auf 5 - 6 Mio Tonnen/Jahr (Heizwertabhängig) erhöht werden. Auf Steinkohle wird dann ab 2030 vollständig verzichtet. Das abgeschiedene CO2 aus der Verbrennung wird behandelt und per Schiff oder Pipeline abtransportiert. Die Nutzung und unterirdische Lagerung von CO2, d.h. der Teil "Utilisation & Storage" ist nicht Bestandteil des hier geplanten Projektes.
Dem stetig wachsenden Anteil erneuerbarer Energien an der Bruttostromerzeugung steht ein Rückgang der konventionellen Stromerzeugung gegenüber. Erneuerbare Energien wie Wind, Sonne und Biomasse sind zusammen inzwischen die wichtigsten Energieträger im Strommix und sorgen für sinkende Emissionen. Zeitliche Entwicklung der Bruttostromerzeugung Die insgesamt produzierte Strommenge wird als Bruttostromerzeugung bezeichnet. Sie wird an der Generatorklemme vor der Einspeisung in das Stromnetz gemessen. Zieht man von diesem Wert den Eigenverbrauch der Kraftwerke ab, erhält man die Nettostromerzeugung . In den Jahren 1990 bis 1993 nahm die Bruttostromerzeugung ab, da nach der deutschen Wiedervereinigung zahlreiche, meist veraltete Industrie- und Kraftwerksanlagen in den neuen Bundesländern stillgelegt wurden. Seit 1993 stieg die Stromerzeugung aufgrund des wachsenden Bedarfs wieder an. In der Spitze lag der deutsche Bruttostromverbrauch im Jahr 2007 bei 624 Terawattstunden (Milliarden Kilowattstunden). Gegenüber diesem Stand ist der Verbrauch bis heute wieder deutlich gesunken. Im Jahr 2009 gab es einen stärkeren Rückgang in der Stromerzeugung. Ursache dafür war der stärkste konjunkturelle Einbruch der Nachkriegszeit und die folgende geringere wirtschaftliche Leistung (siehe Abb. „Bruttostromerzeugung und Bruttostromverbrauch“). Seit 2017 nimmt die inländische Stromerzeugung ab. Gründe dafür sind ein rückläufiger Stromverbrauch, die Außerbetriebnahme von konventionellen Kraftwerken und mehr Stromimporte. Entwicklung des Stromexportes Importe und Exporte im europäischen Stromverbund gleichen die Differenzen zwischen Stromverbrauch und -erzeugung aus. Die Abbildung „Bruttostromerzeugung und Bruttostromverbrauch“ zeigt, dass die Bruttostromerzeugung in den Jahren 2003 bis 2022 stets größer war als der Verbrauch. Entsprechend wies Deutschland in diesem Zeitraum beim Stromaußenhandel einen Exportüberschuss auf. Im Jahr 2017 erreichte der Überschuss mit etwa 52 TWh einen Höchststand, damals wurden 8 Prozent der Stromerzeugung exportiert. In den folgenden Jahren ging der Netto-Export zurück. Seit dem Jahr 2023 ist Deutschland wieder Nettoimporteur - mit einem Nettoimport von etwa 24 TWh wurden im Jahr 2024 knapp 5 Prozent des inländischen Stromverbrauchs gedeckt. Der Netto-Stromimport ist Ergebnis des europäischen Strombinnenmarktes, der es im Rahmen der vorhandenen Interkonnektor-Kapazitäten erlaubt, einen grenzüberschreitenden Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch herzustellen und insofern nationale Schwankungen abzufedern. Die inländische Erzeugung hätte in bestimmten Bedarfsfällen zu höheren Kosten geführt als der Import von Strom aus unseren Nachbarländern. Bruttostromerzeugung aus nicht erneuerbaren Energieträgern Die Struktur der Bruttostromerzeugung hat sich seit 1990 deutlich geändert (siehe Abb. „Bruttostromerzeugung nach Energieträgern“). Im Folgenden werden die nicht-erneuerbaren Energieträger kurz dargestellt. Erneuerbare Energieträger werden im darauffolgenden Abschnitt näher erläutert. Der Anteil der Energieträger Braunkohle , Steinkohle und Kernenergie an der Bruttostromerzeugung hat stark abgenommen. 2024 hatten die drei Energieträger zusammen nur noch einen Anteil von 21 %. Im Jahr 2000 waren es noch 80 %. Der Einsatz von Steinkohle zur Stromerzeugung ist gegenüber früheren Jahren deutlich zurückgegangen. Die Kosten für CO 2 -Emissionszertifikate machten und machen den Betrieb von Kohlekraftwerken zunehmend unwirtschaftlicher. Im Jahr 2024 trugen Steinkohlekraftwerke noch etwa 5% zur gesamten Bruttostromerzeugung bei, im Jahr 2000 waren es noch 25 %. Auch die Stromerzeugung aus Braunkohle verringerte sich in den letzten Jahren deutlich. 2024 lag die Stromerzeugung aus Braunkohle auf dem niedrigsten Wert seit 1990. Mit nur mehr 79 TWh halbierte sich die Stromerzeugung aus Braunkohle innerhalb der letzten 10 Jahre. Ihr Anteil an der Bruttostromerzeugung lag 2024 bei 16 %. Die deutliche Abnahme der Kernenergie seit 2001 erfolgte auf der Grundlage des Ausstiegsbeschlusses aus der Kernenergie gemäß Atomgesetz (AtG) in der Fassung von 2002, 2011 und 2022. Die Stromerzeugung aus Kernenergie betrug 2023 nur noch einen Bruchteil der Erzeugung von Anfang der 2000er Jahre. Im Frühjahr 2023 wurde die Stromerzeugung aus Kernkraft gemäß AtG vollständig eingestellt. Der Anteil von Mineralöl an der Stromerzeugung hat sich nur wenig geändert und bleibt marginal. Er schwankt seit 1990 zwischen 1 % und 2 % der gesamten Stromerzeugung. Die Stromerzeugung auf Basis von Erdgas lag 2024 höher als im Jahr 2000, insbesondere durch den Zubau neuer Gaskraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung. Der Höhepunkt der Erzeugung wurde im Jahr 2020 erreicht (95 TWh). Seitdem ist die Erzeugung auf Basis von Erdgas wieder gefallen. Ein Grund waren insbesondere auch die in Folge des russischen Angriffskrieges in der Ukraine stark gestiegenen Gaspreise und der voranschreitende Ausbau erneuerbarer Energien. Bruttostromerzeugung auf Basis von erneuerbaren Energieträgern Der Strommenge, die auf Basis erneuerbarer Energien (Windenergie, Photovoltaik, Wasserkraft, Biomasse , biogener Anteil des Abfalls, Geothermie) erzeugt wurde, hat sich in den letzten Jahrzehnten vervielfacht. Im Jahr 2023 machte grüner Strom erstmals mehr als 50 % der insgesamt erzeugten und verbrauchten Strommenge aus. Diese Entwicklung setzte sich auch im Jahr 2024 fort. Angestoßen wurde das Wachstum der erneuerbaren Energien maßgeblich durch die Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2000 (siehe Abb. „Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Jahr 2024“). Das EEG hat ganz wesentlich zum Rückgang der fossilen Stromerzeugung und dem damit verbundenen Ausstoß von Treibhausgasen beigetragen (vgl. Artikel „ Erneuerbare Energien – Vermiedene Treibhausgase “). Die verschiedenen erneuerbaren Energieträger tragen dabei unterschiedlich zum Anstieg der Erneuerbaren Strommenge bei. Die Stromerzeugung aus Wasserkraft war bis etwa zum Jahr 2000 für den größten Anteil der erneuerbaren Stromproduktion verantwortlich. Danach wurde sie von Photovoltaik -, Windkraft - und Biomasseanlagen deutlich überholt. Im Jahr 2024 wurden auf Basis der Wasserkraft noch etwa 8 % des erneuerbaren Stroms erzeugt – und ca. 4 % der insgesamt erzeugten Strommenge. In den letzten Jahren stieg die Bedeutung der Windenergie am schnellsten: Im Jahr 2024 wurde knapp die Hälfte des erneuerbaren Stroms und etwa 28 % des insgesamt in Deutschland erzeugten Stroms durch Windenergieanlagen an Land und auf See bereitgestellt (siehe Abb. „Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“). Bemerkenswert ist zudem die Entwicklung der Stromerzeugung aus Photovoltaik , die im Jahr 2024 26 % des erneuerbaren Stroms beisteuerte und inzwischen 15 % der gesamten Bruttostromerzeugung ausmacht. Ausführlicher werden die verschiedenen erneuerbaren Energieträger im Artikel „ Erneuerbare Energien in Zahlen “ beschrieben. Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Jahr 2024 Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat Diagramm als PDF Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat Diagramm als PDF
Die Energiewende ändert die Zusammensetzung des deutschen Kraftwerksparks. Die Anzahl an Kraftwerken zur Nutzung erneuerbarer Energien nimmt deutlich zu. Kraftwerke mit hohen Treibhausgas-Emissionen werden vom Netz genommen. Gleichzeitig muss eine sichere regionale und zeitliche Verfügbarkeit der Stromerzeugung zur Deckung der Stromnachfrage gewährleistet sein. Kraftwerkstandorte in Deutschland Die Bereitstellung von Strom aus konventionellen Energieträgern verteilt sich unterschiedlich über die gesamte Bundesrepublik. Das UBA stellt verschiedene Karten mit Informationen zu Kraftwerken in Deutschland zur Verfügung. In der Karte „Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland“ sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke mit einer elektrischen Bruttoleistung ab 100 MW verzeichnet. Basis ist die Datenbank „Kraftwerke in Deutschland“ . Weiterhin sind die Höchstspannungsleitungstrassen in den Spannungsebenen 380 Kilovolt (kV) und 220 kV eingetragen. In der Karte „ Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland “ sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke ab einer elektrischen Bruttoleistung von 50 MW bzw. mit einer Wärmeauskopplung ab 100 MW verzeichnet. Auch hier ist die Basis die Datenbank „Kraftwerke in Deutschland“ . Die Karte „Kraftwerke und Windleistung in Deutschland“ zeigt die installierte Windleistung pro Bundesland und die Kraftwerke ab 100 MW. Die Karte „Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland“ vermittelt ein Bild des Zusammenspiels von Photovoltaikleistung und fossilen Großkraftwerken. Aus der Karte "Kraftwerksleistung in Deutschland" werden bundeslandscharf die jeweiligen Kraftwerksleistungen ersichtlich. Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland, Stand Januar 2025. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als pdf herunterladen Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland, Stand Januar 2025. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland, Stand Januar 2025 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als PDF herunterladen Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland, Stand Januar 2025 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerke und Windleistung in Deutschland Karte Kraftwerke und Windleistung in Deutschland, Stand Dezember 2024 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als pdf herunterladen Karte Kraftwerke und Windleistung in Deutschland, Stand Dezember 2024 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Dezember 2024 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als pdf herunterladen Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Dezember 2024 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerksleistung in Deutschland Installierte Kraftwerksleistung in Deutschland 2024 (Stand: Januar 2025) Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt Karte als pdf herunterladen Installierte Kraftwerksleistung in Deutschland 2024 (Stand: Januar 2025) Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Kraftwerke auf Basis konventioneller Energieträger Der deutsche Kraftwerkspark beruhte vor der Energiewende vor allem auf konventionellen Erzeugungsanlagen auf Grundlage eines breiten, regional diversifizierten, überwiegend fossilen Energieträgermixes (Stein- und Braunkohlen, Kernenergie, Erdgas, Mineralölprodukte, Wasserkraft etc.). Die gesamte in Deutschland installierte Brutto-Leistung konventioneller Kraftwerke ist basierend auf Daten des Umweltbundesamtes in der Abbildung „Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern“ dargestellt. Die aktuelle regionale Verteilung der Kraftwerkskapazitäten ist in der Abbildung „Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern“ dargestellt. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien sehr dynamisch entwickelt. Gleichzeitig wurden mit dem im Jahr 2023 erfolgten gesetzlichen Ausstieg Deutschlands aus der Nutzung der Kernenergie und dem fortschreitenden Ausstieg aus der Braun- und Steinkohle konkrete Zeitpläne zur Reduktion konventioneller Kraftwerkskapazitäten festgelegt (siehe Tab. „Braunkohlen-Kraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz“ im letzten Abschnitt). Unabhängig davon übt der CO2 -Preis einen wesentlichen Einfluss auf die Rentabilität und insofern den Einsatz fossiler Kraftwerke aus. Braunkohlenkraftwerke : Mit Einsetzen der „Kommission für Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ wurde der Prozess zum Ausstieg aus der Kohlestromerzeugung in Deutschland gestartet. Im Januar 2020 wurde im Rahmen des Kohleausstiegsgesetzes ein Ausstiegspfad für die Braunkohlestromerzeugung zwischen Bund, Ländern und beteiligten Unternehmen erarbeitet, welcher Entschädigungsregelungen für die Unternehmen und Förderung für die betroffenen Regionen enthält. Die Leistung von Braunkohlenkraftwerken als typische Grundlastkraftwerke lässt sich nur unter Energieverlust kurzfristig regeln. Sie produzieren Strom in direkter Nähe zu den Braunkohlenvorkommen im Rheinischen und Lausitzer Revier sowie im Mitteldeutschen Raum. Steinkohlenkraftwerke: Im Rahmen des Kohleausstiegs wird auch der Ausstieg aus der Steinkohle angestrebt. 2019 wurde bereits aus ökonomischen Gründen der Abbau von Steinkohle in Deutschland eingestellt. Im Gegensatz zur Braunkohle wird der Ausstieg aus der Steinkohle durch einen Auktionsmechanismus geregelt, der die Entschädigungszahlungen bestimmt. Steinkohlenkraftwerke produzieren Strom in den ehemaligen Steinkohle-Bergbaurevieren Ruhr- und Saarrevier, in den Küstenregionen und entlang der Binnenwasserstraßen, da hier kostengünstige Transportmöglichkeiten für Importsteinkohle vorhanden sind. (Weitere Daten und Fakten zu Steinkohlenkraftwerken finden sie in der Broschüre „Daten und Fakten zu Braun- und Steinkohle“ des Umweltbundesamtes.) Gaskraftwerke: Die Strom- und Wärmeerzeugung mit Gaskraftwerken erzeugt niedrigere Treibhausgasemissionen als die mit Kohlenkraftwerken. Des Weiteren ermöglichen sie durch ihre hohe Regelbarkeit und hohe räumliche Verfügbarkeit eine Ergänzung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Dennoch muss zum Erreichen der Klimaziele die gesamte Stromerzeugung dekarbonisiert werden, etwa durch Umrüstung auf Wasserstoffkraftwerke. Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Tab: Braunkohlenkraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz Quelle: UBA-Kraftwerksliste und BMWi Diagramm als PDF Kraftwerke auf Basis erneuerbarer Energien Im Jahr 2024 erreichte der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland einen neuen Höchststand: In diesem Jahr wurden über 20 Gigawatt (GW) an erneuerbarer Kraftwerkskapazität zugebaut. Dieser Zubau liegt damit nochmals höher als die vorherige Ausbaurekord aus dem Jahr 2023. Insgesamt stieg damit die Erzeugungskapazität erneuerbarer Kraftwerke auf 188,8 GW. (siehe Abb. „Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“) Getragen wurde der Erneuerbaren-Zubau in den vergangenen Jahren vor allem von einem starken Ausbau der Photovoltaik (PV). Seit Anfang 2020 wurden mehr als 50 GW PV-Leistung zugebaut, damit hat sich die installierte Leistung in den letzten fünf Jahren verdoppelt. Mit einem Zubau von über 16,7 GW wurde im Jahr 2024 darüber hinaus ein neuer Zubaurekord erreicht. Nach den Ausbaustarken Jahren 2011 und 2012 war der Photovoltaikausbau zunächst stark eingebrochen, seit etwa 10 Jahren wächst der Zubau aber kontinuierlich mit einer deutlichen Beschleunigung innerhalb der letzten fünf Jahre. Um das im EEG 2023 formulierte PV-Ausbauziel von 215 GW im Jahr 2030 zu erreichen, wurde ein Ausbaupfad festgelegt. Das Zwischenziel von 89 GW zum Ende des Jahres 2024 wurde deutlich übertroffen. In den Folgejahren bis 2030 bleibt allerdings ein weiterer Zubau von jährlich fast 20 GW zur Zielerreichung notwendig. Auch wenn das Ausbautempo bei Windenergie zuletzt wieder zulegt hat, sind die aktuelle zugebauten Anlagenleistungen weit von den hohen Zubauraten früherer Jahre entfernt. Im Jahr 2024 wurden 3,4 GW neue Windenergie-Leistung zugebaut (2023: 3,3 GW; 2021: 2,4 GW). In den Jahren 2014 bis 2017 waren es im Schnitt allerdings 5,5 GW. Insgesamt lag die am Ende des Jahres 2023 installierte Anlagenleistung von Windenergieanlagen an Land und auf See bei 72,8 GW. Um die im EEG 2023 festgelegte Ausbauziele von 115 GW (an Land) und 30 GW (auf See) im Jahr 2030 zu erreichen, ist jeweils eine deutliche Beschleunigung des Ausbautempos notwendig. Durch die Abhängigkeit vom natürlichen Energiedargebot unterscheidet sich die Stromerzeugung der erneuerbaren Erzeugungsanlagen teilweise beträchtlich. So kann eine Windenergieanlage die vielfache Menge Strom erzeugen wie eine PV-Anlage gleicher Leistung. Ein einfacher Vergleich der installierten Leistungen lässt deshalb noch keinen Schluss über die jeweils erzeugten Strommengen zu. Neben Photovoltaik- und Windenergieanlagen mit stark witterungsabhängiger Stromerzeugung liefern Wasserkraftwerke langfristig konstant planbaren erneuerbaren Strom, sowie Biomassekraftwerke flexibel steuerbare Strommengen. Beide Energieträger haben in Deutschland aber nur ein begrenztes weiteres Ausbaupotential. Weitere Informationen und Daten zu erneuerbaren Energien finden Sie auf der Themenseite „Erneuerbare Energien in Zahlen“ . Wirkungsgrade fossiler Kraftwerke Im Brutto-Wirkungsgrad ist im Vergleich zum Netto-Wirkungsgrad der Eigenverbrauch der Kraftwerke enthalten. Insgesamt verbesserte sich der durchschnittliche Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten deutschen Kraftwerksparks seit 1990 um einige Prozentpunkte (siehe Abb. „Durchschnittlicher Brutto-Wirkungsgrad des fossilen Kraftwerksparks“). Diese Entwicklung spiegelt nicht zuletzt die kontinuierliche Modernisierung des Kraftwerksparks und die damit verbundene Außerbetriebnahme alter Kraftwerke wider. Der Brennstoffausnutzungsgrad von Kraftwerken kann durch eine gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung, KWK) gesteigert werden. Dies kann bei Großkraftwerken zur Wärmebereitstellung in Industrie und Fernwärme, aber auch bei dezentralen kleinen Kraftwerken wie Blockheizkraftwerken lokal erfolgen. Dabei müssen neue Kraftwerke allerdings auch den geänderten Flexibilitätsanforderungen an die Strombereitstellung genügen, dies kann beispielsweise über die Kombination mit einem thermischen Speicher erfolgen. Obwohl bei konventionellen Kraftwerken in den letzten Jahren technisch eine Steigerung der Wirkungsgrade erreicht werden konnte, werden die dadurch erzielbaren Brennstoffeinsparungen nicht ausreichen, um die erforderliche Treibhausgasreduktion im Kraftwerkssektor für die Einhaltung der Klimaschutzziele zu erreichen. Dafür ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung notwendig. Kohlendioxid-Emissionen Folgende Aussagen können zum Kohlendioxid-Ausstoß von Großkraftwerken für die Stromerzeugung getroffen werden: Braunkohlen : Die spezifischen Kohlendioxid-Emissionen von Braunkohlenkraftwerken variieren je nach Herkunft des Energieträgers aus einem bestimmten Braunkohlerevier und der Beschaffenheit der mitverbrannten Sekundärbrennstoffe (siehe „Emissionsfaktoren eingesetzter Energieträger zur Stromerzeugung“). Mit mindestens 103.153 kg Kilogramm Kohlendioxid pro Terajoule (kg CO 2 / TJ) war der Emissionsfaktor von Braunkohlen im Jahr 2023 höher als der der meisten anderen Energieträger. Steinkohlen : Der Kohlendioxid-Emissionsfaktor von Steinkohlenkraftwerken betrug im Jahr 2023 94.326 kg CO 2 / TJ. Erdgas : Erdgas-GuD-Anlagen haben mit derzeit 56.221 kg CO 2 / TJ den geringsten spezifischen Emissionsfaktor fossiler Kraftwerke (abgesehen von Kokerei-/Stadtgas): Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht pro erzeugter Energieeinheit weniger Kohlendioxid als bei der Verbrennung von Kohle. Weitere Entwicklung des deutschen Kraftwerksparks Um die Klimaschutzziele zu erreichen, ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Kraftwerkskapazitäten notwendig. Um den Herausforderungen der Energiewende begegnen zu können, wird es außerdem einen zunehmenden Fokus auf Flexibilisierungsmaßnahmen geben. Dabei handelt es sich um einen Ausbau von Speichern (etwa Wasserkraft, elektro-chemische Speicher, thermische Speicher) sowie um den Ausbau der Strominfrastruktur (Netzausbau, Außenhandelskapazitäten) und Anreize zur Flexibilisierung des Stromverbrauchs.
Im Rahmen des Projekts „Untersuchung der Krankheitslast in Deutschland durch Kohlekraftwerke“ (offizieller Titel „Erfassung potentiell gesundheitsförderlicher Effekte durch die Reduktion der Kohlefeuerung zur Energiegewinnung“) (Laufzeit 2018-2022) wurde für das Jahr 2015 die Krankheitslast in der deutschen Bevölkerung quantifiziert, welche auf die Luftschadstoffemissionen von Kohlekraftwerken in Deutschland zurückgeführt werden kann. Neben der Betrachtung von deutschen Kohlekraftwerken insgesamt wurden auch nach Stein- und Braunkohlekraftwerken differenzierte Analysen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Braunkohlekraftwerke, im Vergleich mit Steinkohlekraftwerken, zu einer höheren Krankheitslast in der deutschen Bevölkerung beigetragen haben. Ein Ausstieg aus der Nutzung fossiler Brennstoffe kann durch den Wegfall entsprechender Schadstoffemissionen zur Verbesserung der Gesundheit beitragen und unterstützt Deutschland bei die Zielerreichung auf dem Pfad der europäischen Zero Pollution Ambition. Veröffentlicht in Texte | 83/2024.
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