Regenerative Energien - für unsere Zukunft

Schon 1750 v. Chr. gab es in Babylon ein Musikinstrument, das mit Wind betrieben wurde. Zur gleichen Zeit drehten sich in China und Persien erste Windräder, um Getreidemühlen oder Wasserpumpen anzutreiben.

In Europa sind Windmühlen erst seit dem 12.Jahrhundert bekannt. Ihre Blütezeit erlebten diese zwischen 1800 und 1900 mit mehr als 200.000 Stück.

Der US-Ingenieur Daniel entwirft 1853 ein erstes Modell einer selbstregelnden Farmwindpumpe, die 1876 auf der Weltausstellung in Philadelphia internationale Beachtung fand.

Mit dem Beginn der Elektrifizierung ab ca. 1880 rückte auch die Windkraft wieder in den Fokus der Ingenieure. 1881 hielt der britische Physiker Lord Kelvin einen Vortrag über die Endlichkeit der Kohle und die Unendlichkeit natürlicher Energiequellen. Daran hat sich bisher heute nichts geändert.

Charles F. Brush baute 1888 die erste vollautomatische Windanlage zur Stromerzeugung. Diese Windanlage versorgte die Batterien in seinem Haus und lief 20 Jahre lang störungsfrei. Sein Haus war damit das erste in Cleveland, welches Elektrizität hatte. Die Windanlage bestand aus 144 Rotorblättern aus Zedernholz und hatte eine Leistung von 12 kW.

1891 entdeckte der Däne Poul La Cour, dass schnelllaufende Anlagen mit weniger Rotorblättern effizienter für die Stromerzeugung seien.

1920 berechnete der deutsche Physiker Albert Betz die optimal erreichbare Leistungsumsetzung für ein Windrad.

Nach dem 2. Weltkrieg wurde dann durch den Flugzeugingenieur Ulrich Hütter die heute gängige Form des Windrads entworfen, der Dreiflügler mit aerodynamisch optimierten Flügeln. Dieser Urtyp der heutigen Windanlage brachte bereits 100 kW Leistung

Doch mit dem Bau der ersten Atomkraftwerke Ende der 60er Jahre in Deutschland, geriet die Windkraft völlig ins Abseits.

Unter dem Eindruck der Ölkrise und des Ölpreis-Schocks in den 70er Jahren, hielt man nun Ausschau nach anderen Energiequellen. In der deutschen Stromwirtschaft war die jedoch extrem verpönt, man setzte lieber weiter auf die fossile und atomare Energiegewinnung. Zudem steckte die Entwicklung der Windkraft noch in den Kinderschuhen mit bescheidener Leistung, so dass Investitionen als nicht gewinnversprechend galten.

1977 legte die Bundesregierung ein „Programm nichtnuklearer Energieforschung/Energietechnologien“ auf, welches mit 50 Mio. DM ausgestattet war. Das Programm entstand aus der damaligen Einsicht, dass die Endlichkeit fossiler Energieträger gegeben ist, die Umweltbelastung und die Gefährdung der Menschen durch atomare und fossile Energiegewinnung reduziert werden muss. Daran hat sich an der Richtigkeit nichts geändert, nur wurde nicht nach dieser Zielvorgabe gehandelt.

Im Rahmen des Programms, welche auch durch die internationale Energieagentur multilateral durchgeführt wurde, entstand eine 270 kW-Anlage und das GROWIAN-Projekt („Grosse Windenergieanlage“) im Kaiser-Wilhelm-Koog. Hier sollte an der großtechnischen Umsetzung der Windenergiegewinnung und der Eingliederung in den Netzverbund geforscht werden. Im Rahmen dieses Projektes entstand eine 3-MW-Anlage.  Als GROWIAN 1983 im Kaiser-Wilhelm-Koog in Betrieb ging, war er die weltweit größte Windenergieanlage und zog in der kurzen Zeit seines Bestehens Hunderttausende von Neugierigen an. Die Gondel mit dem 345 t schweren Maschinenhaus hatte die Größe eines Einfamilienhauses. Die beiden Rotorflügel erreichten zusammen eine Spannweite von 100 m. Der aus 3 cm dickem Stahl errichtete Turm der Anlage war 96 m hoch und hatte einen Durchmesser von 3,50 m. Bei Windstärke 6 (= 12 m/s) erzeugte die Anlage 1 MW, bei voller Leistung 3 MW. Meistens stand sie aber still, weil technische Probleme auftraten, die nicht vorherberechnet werden konnten. Nach Beendigung des Forschungsprojektes im Sommer 1987 wurde sie deshalb wieder abgebaut. Als Erkenntnis aus dem GROWIAN-Projekt konzentrierte man sich nun zunächst auf den Bau von kleineren Anlagen (25-300 MW).

1987 ging der erste Windpark mit 30 Anlagen (insges. 1 MW Leistung) an der Küste in Betrieb, Betreiber war die Schleswag. In dieser Zeit wurden noch mehrere Windparks errichtet, die Anlagen dieser Leistungsgröße waren nun ausgereift.

1990 ging auf Helgoland eine 1,2 MW-Anlage in Betrieb.

Durch die Verknappung geeigneter Standorte ging der Trend nun zu größeren Anlagen. 1992 lag die durchschnittliche Leistung einer Windanlage bei 180 KW, 1994 bei 370 KW, 2001 bei 1,25 MW, 2006 bei 1,8 MW und 2018 bei 3,34 MW.

Gleichzeitig erzielte man an den bisherigen Standorten durch „Repowering“ eine höhere Leistung.

Einen Boom erhielt die Windenergie durch das ab 1991 geltende Stromeinspeisungsgesetz und als Nachfolgerin ab 2000 das EEG (Erneuerbare-Energie-Gesetz).

Die Reihe wird fortgesetzt, gerne können Sie uns aber auch Ihre Fragen zusenden.

Klimawandelleugnung und Anfeindungen gegen Klimaaktivist*innen durch Verfechter der fossilen und atomaren Industrie und Vertreter rückständiger neoliberaler Industriepolitik treten verstärkt in die Öffentlichkeit, um mit Falschbehauptungen und pseudowissenschaftlichen Aussagen, die Energiewende und den Kampf gegen die Klimakrise zu behindern und verächtlich zu machen. Aber auch völkisch nationale Kreise und rechtspopulistische Politiker versuchen, das Thema Naturschutz zu kapern und gegen die Energiewende auszuspielen.

Diese rechten Thinktanks, Pseudo-Klimainstitute, rechte Influencer und dubiose „Naturschutzgruppen“ gilt es zu entlarven.

Im Folgenden sollen einige dieser Falschbehauptung entlarvt und richtig gestellt werden.

1. Windkraftanlagen brauchen viel Fläche, die für immer verloren ist.

Antwort: Der Stromertrag bezogen auf die Fläche ist sehr hoch.  Windkraft hat mit die höchste Flächeneffizienz. Anlagenbetreiber müssen zu Beginn Bürgschaften hinterlegen, um den Rückbau der Anlage zu gewährleisten. Am Ende der Lebenszeit werden Windanlagen ohne Schäden zurückgebaut und ohne Strahlen-oder Giftmüllprobleme.

2. Windkraftanlagen sind nicht effizient

Antwort: Eine Windkraftanlage hat nach 3-7 Monaten die Energie erzeugt, die für den Bau notwendig war (energy payback period). Die Gesamtlaufzeit beträgt ca. 30 Jahre

3. Windkraftanlagen erzeugen „Zappelstrom“ und sind nicht grundlastfähig

Antwort: Wind und Sonne produzieren Strom, der an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden kann. Diese Energie steht im Gegensatz zur Unfähigkeit fossiler und atomarer Großkraftwerke, flexibel auf Bedarfe zu reagieren. Es besteht die Möglichkeit zur Bildung virtueller Kraftwerke, bei denen mehrere Erzeugungsanlagen den Strom gebündelt ins Netz einspeisen, um Lasten und Spitzen zu bedienen.

4. Windanlagen haben negativen Einfluss auf die menschliche Gesundheit durch Infraschall

Antwort: Infraschall von Windkraftanlagen ist weder gefährlich noch macht er krank. Infraschall in der Nähe von Windkraftanlagen liegt deutlich unter der Wahrnehmungsgrenze des Menschen.

Damit liegt er auch unterhalb der Grenze, ab der Infraschall eine gesundheitliche Belastung darstellen kann. Wesentlich höhere Belastungen entstehen durch einen Spaziergang an der Küste, die Waschmaschine oder das Autofahren mit offenem Fenster.

Ein wissenschaftlicher Zusammenhang zwischen Infraschall einer Windkraftanlage und gesundheitlichen Belastungen ist nicht existent.

5. Auf 1 Grad mehr oder weniger kommt es bei der Klimakrise nicht an

Antwort: Bei der Bekämpfung der Klimakrise kommt es auf jedes Zehntel Grad an. Eine Begrenzung auf 1,5 Grad Temperaturanstieg würde der Erde unumkehrbare, massive Folgen des Klimawandels ersparen (Tipping-Points)

6. Windkraft im Wald ist schädlich. Die gefällten Bäume hätten mehr CO2 aufgenommen, als durch die Windanlagen eingespart wird

Antwort: Wind im Wald kann bis zu 1000 x mehr CO2 einsparen, als die Bäume an gleicher Stelle hätten speichern können. Bei kluger Standortwahl leistet Wind im Wald einen hohen Klimaschutzbeitrag und schützt Wälder.

7. In Windanlagen sterben Unmengen an Vögeln und Fledermäusen

Antwort: Vögel können gegen Masten oder Rotoren fliegen. Die Zahl getöteter Vögel liegt bei 1-2 Tieren pro Windanlage. Es werden bei den Genehmigungsverfahren ausführliche Untersuchungen zum Tierwohl gemacht. Folgen sind umfangreiche Maßnahmen zum Schutze der Fauna wie Einbau von technischen Einrichtungen, Fledermausradare oder es erfolgt zu bestimmten Zeiten eine Abschaltung der Anlage, z.B. bei Vogelzug oder aber Umsiedelung von Tieren. Windanlagen werden immer „tiersicherer“. Fakt ist aber auch, dass durch den Verkehr, Glasscheiben und Hauskatzen ein Vielfaches an Tieren getötet wird.

Am 01.April 2020 feierte das EEG seinen 20.Geburtstag.

Das EEG ist der Wegbereiter für den Ausbau der Erneuerbaren Energien und die Integration in den Strommarkt. Das EEG hat sich als eines der wichtigsten Instrumente im Klimaschutz gezeigt und wurde mittlerweile als Vorbild von mehr als 140 Staaten auf nationaler oder regionaler Ebene weltweit übernommen. Als Väter gelten Hermann Scheer (SPD) und Hans-Josef Fell (CDU). Von Beginn an wurde das EEG von FDP und CDU bekämpft.

Geschichte: 

Als Vorläufer des EEG trat am 01.01.1991 als Stromeinspeisungsgesetz in Kraft. Dieses regelte erstmals die Pflicht für Stromversorger, elektrische Energie aus regenerativer Erzeugung abzunehmen und zu vergüten. Im Dezember 1996 tritt die EU-Richtlinie 96/92/EG in Kraft, die gemeinsame Vorstöße für den europäischen Elektrizitätsbinnenmarkt in den Bereichen Erzeugung, Übertragung und Verteilung beinhaltet. Außerdem ist nun der Vorrang für Erneuerbare Energien in den Mitgliedsstaaten zulässig.

1997 findet in Kyoto die UN-Klimakonferenz statt. Im sog. Kyoto-Protokoll wird beschlossen, dass die Industriestaaten ihren Ausstoß an Treibhausgasen bis 2012 um 5,2 % verringern gegenüber dem Stand von 1990.

Am 29.4.1998 tritt das Energiewirtschaftsgesetz in Kraft. Hiermit wurde die EU-Richtlinie zum Energiebinnenmarkt umgesetzt. Ziel war es, größeren Wettbewerb innerhalb der EU zu ermöglichen und die Monopole der bisherigen Anbieter, bei denen Erzeugung und Netzbetrieb in einer Hand war, zu durchbrechen (Das sog. „Unbundling“ nach § 7 EnWG). Auch wurde mehr Wert auf die Umweltverträglichkeit der Energieversorgung gelegt.

Im September 1998 kam es in Deutschland zu einem Regierungswechsel hin zu Rot-Grün, von dem man sich endlich deutlichere Impulse für mehr Nachhaltigkeit und den Ausbau der Erneuerbaren Energien versprach.

1999 wurde das Stromsteuergesetz eingeführt. Dies geschah im Rahmen des „Gesetzes zum Einstieg in die ökologische Steuerreform“, kurz “Ökosteuer“. Die Idee hinter diesem Gesetz war, Energie durch zusätzliche Steuern zu verteuern, damit man sparsamer mit ihr umging. Gleichzeitig sollten mit dem Erlös die Lohnnebenkosten gesenkt werden, um Arbeit billiger zu machen.

Zum 01.04.2000 trat dann das Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) in Kraft, welches das Stromeinspeisungsgesetz ablöste. Ziele des EEG waren die Einführung des Vorrangprinzips für Erneuerbare Energien und der allgemeine Anschub von Windenergie, Photovoltaik (PV), Wasserkraft, Biomasse und Geothermie. Als Anschubfinanzierung wurden feste Vergütungssätze eingeführt, so bekam man für PV-Anlagen, die 2001 in Betrieb gingen, 50,60 ct/kwh (Cent pro Kilowattstunde) vergütet. Diese Vergütungssätze waren notwendig, um die Technologien anzuschieben und in den Markt zu bringen.

Die Erneuerbaren Energien haben bis heute keine Subventionen erhalten, im Gegensatz zur Atomkraft und fossilen Energie.

Am 01.04.2002 tritt das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz in Kraft mit dem Ziel, KWK auszubauen und zu modernisieren.

Am 22.04.2002 tritt mit der Neufassung des Atomgesetzes der 1. Atomausstieg in Kraft.

2004 wurde das EEG überarbeitet, Änderungen gab es in der Höhe der Vergütungssätze und eine bessere rechtliche Stellung der Anlagenbetreiber gegenüber den lokalen Netzbetreibern. Der Erneuerbare Energien-Anteil sollte bis 2020 auf 20% steigen.

2008 kam es zu einer erneuten Überarbeitung des EEG. Ziel war nun, den Anteil der Erneuerbaren Energien bis 2020 auf 30% zu erhöhen. Vergütungsregeln wurden angepasst, so wurde z.B. bei der Vergütung von Strom aus PV-Anlagen eine sogenannte „gleitende Degression“ (genaueres dazu hier) eingeführt. Ebenfalls eingeführt wurde ein Einspeisemanagement inklusive Entschädigungsmechanismen zum Umgang mit Netzengpässen. Ziel war hier, die Erneuerbaren Energien weiter auszubauen, ohne erst auf den Netzausbau zu warten. Wichtigster Bestandteil des Einspeisemanagements ist die direkte Zugriffsmöglichkeit über die Netzleitwarten auf die Steuerung der Erzeugungsanlagen. In den letzten Jahren hat sich die Anzahl der Netzeingriffe zur Netzstabilisierung deutlich erhöht, auch stiegen die zu zahlenden Entschädigungen deutlich an. Bezahlen tun dies die Kunden, die im jeweiligen Gebiet des Netzbetreibers leben. Mit der Einführung des Gesetz zur Modernisierung der Netzentgeltstruktur (NEMoG) werden die Netzentgeltkosten nach und nach gerechter über die ganze Republik verteilt, um Gebührenspitzen zu glätten. Mit der Einführung der Systemdienstleistungsverordnung im gleiche Jahr werden Anforderungen geregelt, um die bessere Netzintegration von Windanlagen zu gewährleisten.

Im Jahre 2010 beschließt die Bundesregierung ein Energiekonzept, bei dem vor allem Wind onshore und offshore die tragenden Säulen der zukünftigen Energieversorgung sein sollen.

Am 28.10.2010 erfolgt nach dem 1. Atomausstieg von 2002 eine Reform des Atomgesetzes durch die CDU/CSU/FDP-Koalition, mit der eine Laufzeitverlängerung der Atomkraftwerke beschlossen wird.

Am 11.03.2011 kam es im Atomkraftwerk Daichii bei Fukushima zu einem Reaktorunglück mit Kernschmelze. unter dem Eindruck dieser Katastrophe wird am 06.08.2011 der 2. Atomausstieg in Deutschland beschlossen.

Ebenfalls 2011 beschließt der Bundestag den Umbau der Energieversorgung, die sog. „Energiewende“. In der Folge tritt 2012 eine erneute Neufassung des EEG in Kraft.

Nun sind die Ausbauziele als Mindestziele formuliert. Spätestens 2020 sollen mindestens 35% der Stromversorgung durch Erneuerbare Energien gedeckt sein, bis 2030 mindestens 50%. Ebenso wird das Marktprämienmodell eingeführt. Die Differenz zwischen der festen EEG-Vergütung und dem Strombörsenpreis wird als Marktprämie erstattet. Auch werden Prämien gezahlt für die Errichtung von Gasspeichern an Biogasanlagen. Außerdem gibt es Anpassungen bei den Vergütungsregeln für Biomasse, PV, Wind onshore und offshore.

Vor der Bundestagswahl 2013 legen Bundesumweltminister Peter Altmaier und Bundeswirtschaftsminister Philipp Rösler Vorschläge zu einer Strompreisbremse vor. Diese waren für die Erneuerbaren Energien wenig zielführend und zielten auf ein Ausbremsen der Erneuerbaren Energien ab. Den Erneuerbaren Enrgien und besonders der PV wurden einseitig und fälschlicherweise die Kosten der Energiewende angelastet. Durch die Aktivitäten Röslers wurde die PV-Branche in Deutschland nahezu zerlegt.

Klar war jedoch, dass eine europarechtlich konforme Überarbeitung des EEG erfolgen musste. Ein Eckpunktepapier legte fest, dass bis 2035 zwischen 55% und 60% des Stromverbrauchs durch Erneuerbare Energien gedeckt werden sollen.

Diese überarbeitete Fassung trat am 01.08.2014 in Kraft. Eine verpflichtende Direktvermarktung wurde eingeführt, die Ermittlung der Vergütungshöhe solle von 2017 an durch Ausschreibungen ermittelt werden.

Für Wind onshore wurde ein „atmender Deckel“ eingeführt. Das ist ein Instrument, um den Zubau der Onshore-Windenergie in Deutschland steuern. Seine genaue Definition ist im EEG festgelegt. Um den Zubau der Windenergie in Deutschland zu regeln, hat die Bundesregierung erstmals mit dem EEG 2014 einen Ausbaukorridor von 2.400 bis 2.600 Megawatt (MW) pro Jahr (netto) für Windenergie an Land festgelegt. Abhängig davon, ob dieser Korridor innerhalb eines bestimmten 12-monatigen Betrachtungszeitraums über- oder unterschritten wird, steigt oder sinkt die Vergütung in festgelegten Stufen. Dieses Prinzip bezeichnet man als „Atmenden Deckel“.

Änderungen gab es ebenfalls bei der Befreiung energieintensiver Unternehmen von der EEG-Umlage.

Man konnte aber bereits 2014 sehen, dass die Ausbaukorridore für die Erneuerbaren Energien zu gering sind, um den Strombedarf zu decken, zumal bis 2021 alle Atomkraftwerke vom Netz gehen werden.

Diese Neufassung behinderte also den Ausbau der Erneuerbaren Energien und griff die Grundpfeiler des EEG massiv an. Ein Beispiel ist die „Sonnensteuer“, bei der selbst erzeugter und verbrauchter Eigenstrom aus der PV mit einer Abgabe belegt wurde.

Im April 2015 gab es die ersten Ausschreibungen für Freiflächen-PV. Ab 01.01.2017 müssen sich auch Windanlageninvestoren im Rahmen von Ausschreibungen auf eine Vergütung bewerben.

Die Ausschreibungsrunden haben gezeigt, dass sie kein geeignetes Mittel sind, um die Ziele des EEG zu erreichen. Obgleich das EEG wegen seiner Umlagebeiträge immer wieder in der Kritik steht, ist es ein Erfolgsmodell, ohne welches der Ausbau der Erneuerbaren Energien nicht so weit fortgeschritten wäre. Von Anfangs vier Paragraphen ist es mittlerweile auf über 100 Paragraphen angewachsen.

Momentan bremst die Große Koalition allerdings den dringend notwendigen Ausbau der Erneuerbaren Energien aus. Wir brauchen einen deutlich stärkeren Ausbau und schnelleren Zuwachs an Kapazitäten, allein schon im Hinblick auf das Ende der Atomkraft und den Kohleausstieg.

In letzter Zeit reden sich Politiker aller Parteien beim Thema „Wasserstoff“ fast schon besoffen und scheinen das Allheilmittel gefunden zu haben. Hierbei wird leider nur allzu gerne auf das Prinzip Hoffnung gesetzt.

Wasserstoff wird ein wichtiger Baustein der Energiewende sein. Vor allem im Bereich Industrie, wie z.B. zur Herstellen „Grünen Stahls“, im Transportsektor oder im Schwerlastverkehr wird er eine Rolle spielen. Aber auch im Bereich Speicherung, E-Fuels oder künstlichem Methan sind Anwendungsgebiete gegeben.

Aber es muss klar sein, dass eine Wasserstoffstrategie nur eine Grüne Wasserstoffstrategie sein kann.

Eine grüne Wasserstoffstrategie bedeutet immer einen starken und ambitionierten  Ausbau der Erneuerbaren Energien zur Erzeugung des benötigten Stroms, v.a. Wind und PV, diese haben aktuell und in Zukunft die niedrigsten Gestehungskosten und stehen unbegrenzt klimaneutral zur Verfügung. Gleichzeitig muss aber auch im Wärmebereich, hier liegt der Anteil der EE bei gerade einmal 16%, kräftig auf Erneuerbare gesetzt werden, ebenso muss die Renovierungsquote deutlich von zurzeit ca. 1% erhöht werden.

Zur Stärkung der heimischen Wirtschaft und des Technologiestandortes muss Deutschland hier die Technologieführerschaft übernehmen, um das Thema „Grüner Wasserstoff“ weltweit voran zu bringen, hier spielt eine wohl überlegte Importstrategie eine wichtige Rolle. Umwelt-und Menschenrechts-Standards durch die  Erzeugerländer müssen garantiert sein. Weder dürfen wir uns in eine erneute Importabhängigkeit von totalitären Staaten begeben, noch darf es zu einem Energiekolonialismus kommen.

Hierauf muss weiter in den nationalen Methanstrategien und der EU-Methanstrategie gedrängt werden.

Nur Grüner Wasserstoff leistet einen Beitrag zum Klimaschutz.

Nachfolgend eine Farbenlehre zum Wasserstoff:

Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt, wobei dafür ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz kommt. Unabhängig von der gewählten Elektrolysetechnologie wird der Wasserstoff CO2-frei hergestellt, da der eingesetzte Strom zu 100% aus erneuerbaren Quellen stammt.

Grauer Wasserstoff wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen und ist derzeit noch die am meisten angewendete Methode. In der Regel wird bei der Herstellung Erdgas unter Hitze in Wasserstoff und CO2 umgewandelt (Dampfreformierung). Das bei der Produktion angefallene CO2 wird meist nicht genutzt.

Blauer Wasserstoff ist grauer Wasserstoff, dessen CO2 bei der Entstehung jedoch abgeschieden und im Untergrund gespeichert wird (engl. Carbon Capture and Storage, CCS). Das bei der Wasserstoffproduktion erzeugte CO2 gelangt so nicht in die Atmosphäre und die Wasserstoffproduktion kann bilanziell als CO2-neutral betrachtet werden.

Pinker Wasserstoff wird durch Elektrolyse mittels Atomstrom gewonnen.

Türkiser Wasserstoff wird über die thermische Spaltung von Methan (Methanpyrolyse) hergestellt. Anstelle von CO2 entsteht dabei fester Kohlenstoff. Voraussetzungen für die CO2-Neutralität des Verfahrens sind die Wärmeversorgung des Hochtemperaturreaktors aus erneuerbaren Energiequellen, sowie die dauerhafte Bindung des Kohlenstoffs.

Roter Wasserstoff durch Elektrolyse mittels Atomstrom