Kleine Klimaschule – Lektion 1

Datum: Dienstag, 30. April 2019 13:23

Das deutsche Energiesystem und das energiepolitische Dreieck

Im Familienmagazin wird die jeweilige Lektion nur verkürzt wiedergegeben. Für eine ausführliche Darstellung mit mehr Infografiken nutzen Sie bitte www.kleine-klimaschule.de (bis Mitte Mai online).

Übersicht zur Lektion 1

  • So funktioniert unser Energiesystem
  • Der Energiemix in Deutschland
  • Das energiepolitische Dreieck
  • Speicher und Übertragung im Stromsystem
  • Ausblick


Klimaschutz und Energiewende betreffen in Deutschland in erster Linie fünf Bereiche: Energiewirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft, Gebäude und Industrie. In der öffentlichen Diskussion geht es derzeit vor allem um den Bereich Energiewirtschaft. Zu einem besseren Verständnis dieser Diskussion ist deshalb vorab die Kenntnis der Grundlagen unseres Energiesystem sehr hilfreich.

1. So funktioniert unser Energiesystem

Korrekt müsste man in dieser Lektion statt vom Energie- eigentlich vom Stromsystem und Stromnetz sprechen – da Energie eigentlich mehr als nur den Strom umfasst, wir aber nur letzteren betrachten. Wir handhaben diese Begriffe hier weniger streng, was auch der öffentlichen Diskussion entspricht. Vereinfacht dargestellt, stehen sich in Deutschland die Erzeuger und Verbraucher von Energie immer in einem Gleichgewicht gegenüber. Auf einer Seite speisen Erzeuger genau die Menge Energie in das System ein, die auf der anderen Seite von den Verbrauchern gerade benötigt wird. Das Energienetz sorgt für die Übertragung der Energie.

Energieerzeugung und Energieträger: Energie wird aus fossilen oder erneuerbaren Energieträgern sowie aus Kernkraft erzeugt. Zu den fossilen Energieträgern zählen Kohle, Gas und Erdöl. Aus ihnen wird in Kraftwerken Energie erzeugt. Erneuerbare Energien werden mit Windkraftanlagen aus Wind- und mit Photovoltaikanlagen aus der Sonnenenergie sowie in entsprechenden Anlagen aus Biomasse und Geothermie gewonnen. Zu den erneuerbaren Energieträgern zählt zudem Energie aus Laufwasser, die z.B. mit Hilfe von Staudämmen in Wasserkraftwerken gewonnen werden kann. Eine Sonderform davon stellen die Pumpspeicherkraftwerke dar. Kernkraft wird in Kernkraftwerken gewonnen.

Energienetz: Beim Energienetz wird in das Übertragungsnetz und das Verteilnetz unterschieden. Das Übertragungsnetz liefert Strommengen über größere Entfernungen z.B. mit Hochspannungsleitungen oder Erdkabeln. Das Verteilnetz liefert den Strom dann vom Übertragungsnetz in Haushalte und Betriebe und wird z.B. von Stadtwerken betrieben.

Gesicherte und volatile Energie: Wichtig ist zudem die Unterscheidung von gesicherter und volatil erzeugter Energie. Kraftwerke können ständig Energie ins System einspeisen, weshalb die Energieträger Kohle, Gas, Öl, Kernkraft und Biomasse gesicherte Energie liefern können, man spricht von sicherer Leistung (Grundlast). Sie ist für den stabilen Betrieb des Energienetzes notwendig. Die Erzeugung von Energie aus Wind und Solar ist abhängig vom Wind und dem aktuell verfügbaren Sonnenschein – und gilt damit als nicht gesichert bzw. geregelt verfügbar.

Energieverbrauch: Die Energie wird auf der anderen Seite vorwiegend durch Privathaushalte und die Wirtschaft (Unternehmen, Industrie etc.) verbraucht. Der Verbrauch ist abhängig von Jahres- und Tageszeiten. Nachts, wenn alle schlafen und weniger Unternehmen arbeiten, ist der Energieverbrauch geringer und steigt tagsüber mit der Aktivität der Wirtschaft an – in kalten Jahreszeiten mit weniger Sonnenstunden wird mehr Energie für Wärme und Licht benötigt.

Das Gleichgewicht: Erzeuger und Verbraucher werden durch das Stromnetz verbunden. Dessen Betreiber müssen minutenscharf immer für ein Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch sorgen. Würde entweder zu viel oder aber zu wenig Energie ins Stromnetz eingespeist als auf der anderen Seite bei den Verbrauchern benötigt, würde das Stromnetz zusammenbrechen. Elektrische Energie kann in den Verbundnetzen kaum gespeichert, sondern nur zwischen Erzeuger und Verbraucher verteilt werden. Der eingespeisten Energie muss deshalb zu jedem Zeitpunkt ein gleich großer Verbrauch gegenüberstehen. Deshalb sorgt ein ausgeklügeltes System für ein beständiges Gleichgewicht im Stromnetz und jederzeit für eine einheitliche Frequenz. Im europäischen Stromsystem beträgt diese Frequenz 50 Hertz.

Potenziale der Energieträger: Erneuerbare Energie aus Laufwasser und Biomasse gilt in Deutschland als ausgeschöpft und kaum erweiterbar. Geothermie spielt in Deutschland aufgrund fehlender geografischer Rahmenbedingungen und vor allem Risiken kaum eine Rolle. Erdöl ist im Bereich der Energieerzeugung aufgrund hoher Kosten zu vernachlässigen. Die weiteren Energieträger (Wind, Solar, Kohle, Atom, Gas) können grundsätzlich in ihren Potenzialen abhängig vom politischen Willen gemindert oder gesteigert werden, weshalb sich Betrachtungen zum Klimaschutz auch auf diese Energieträger fokussieren.

Verfügbarkeit der Energieträger: Hierbei lassen wir Energieträger mit bereits ausgeschöpftem Potenzial sowie die Kernenergie aufgrund des beschlossenen Atomausstiegs unbeachtet. Wind und Sonne sind in Deutschland natürlich verfügbar. Gas und Erdöl werden in Deutschland nur in sehr geringen Mengen gewonnen und deshalb importiert. Bei der Kohle muss man in Stein- und Braunkohle unterscheiden. Steinkohle wird in Deutschland seit 2019 nicht mehr abgebaut, sie kommt in der Regel per Schiff aus Australien, Asien oder Südafrika. Braunkohle ist in Deutschland verfügbar und wird noch in drei Regionen abgebaut.