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Analyse zum Energieverbrauch in Deutschland

Anschaulich aufbereitet: Der Energieverbrauch pro Kopf der Bevölkerung in Deutschland, zugeordnet dem Anwendungszweck in kWh pro Jahr und pro Person.1)
Die Summe beträgt ziemlich genau 30 000 kWh pro Kopf und Jahr.

Der größte Brocken ist: der Verkehr (dunkelgrün)! (30%)
Es folgt: Raumwärme (rot), (27%)
dann: Prozesswärme (dunkelrot). (21%)

Weil derzeit vor allem der Energieträger „Erdgas“ in der Diskussion ist, haben wir die Aufteilung nach Anwendungen auch speziell für Erdgas hier aufbereitet. Um einen weiteren Bezugspunkt zum Vergleich zu haben: mit 1 m² Solarpaneelen (PV) können in Deutschland etwa 120 kWh/a Strom erzeugt werden.

Kommentar I: Am einfachsten geht die Umstellung auf erneuerbare Energie, wenn überall wo dies möglich ist auf elektrische Energie umgestellt wird (also z.B. reinelektrische Fahrzeuge und Wärmepumpen zur Heizung)

Kommentar II: Mit Photovoltaik (PV) im Inland allein geht das nicht… allein schon wegen des Jahresgangs.

Kommentar III: Windenergie muss den Hauptanteil bringen.

Kommentar IV: Das führt aber auf etwa 3mal soviel Strombedarf wie heute (die höhere Effizienz der Elektrofahrzeuge und der Wärmepumpen ist dabei schon berücksichtig). Das bedeutet einen hohen Bedarf an Netzausbau, bis in die Unterverteilung, und es bedingt einen so nicht ausgewiesenen Flächenbedarf für Wind und PV. Entscheidend ist es daher, zugleich die Effizienz zu verbessern; damit das leistbar und bezahlbar bleibt. Die Alternative ist sonst der Import von zusätzlichen erneuerbar erzeugten Energieträgern z.B. aus Nordafrika.

Kommentar V : Insbesondere bei Raumwärme und Warmwasser ist die Effizienzverbesserung gut erreichbar (siehe EnerPHit) - dann funktioniert die Umstellung schon mit etwa 1,6mal soviel Gesamtstrom wie heute und zusätzlich etwa 0,5 vom heutigen Strombedarf an erneuerbar erzeugtem Gas (z.B. Wassersoff oder EE-Synthesegas; die werden aber nahezu ausschließlich in der Industrie und für spezielle Verkehrsmittel eingesetzt2)); und das ist vollkommen realistisch umsetzbar (klar, das sind dann schon eine Menge zusätzlicher Windräder; 4 bis 5 mal so viele, wie heute ins deutsche Netz einspeisen).

Kommentar VI: Ohne eine nachhaltige Verkehrswende (30% des Verbrauchs) geht es gar nicht. Und die reinelektrischen Autos sind da zwar ein wichtiger Beitrag, reichen aber allein nicht und sind ja auch nicht morgen schon überall im Einsatz. Somit:

  • Temporegelungen (auch wenn die unpopulär sind)
  • Einsatz elektrischer Kleinfahrzeuge für einen weit höheren Teil des Nahverkehrs und des Freizeitverkehrs (siehe DLR Leichtfahrzeuge),
  • Ausbau des öffentlichen Verkehrs,
  • Fußgänger- und Fahrrad- freundlichere Städte

…all das wird gebraucht werden.

Bei den Gebäuden führt kein Weg an der energetischen Modernisierung nach dem Prinzip „Wenn schon, denn schon“ vorbei - und an einer zügigen Umstellung auf einerseits wärmepumpenbasierte Heizsysteme und andererseits Nah- bzw. Fernwärme, die allerdings auch CO2-frei (und d.h. NICHT mit Öl, Kohle und auch nicht mit Erdgas) betrieben werden muss. Welche Quellen gibt es dann für die Fernwärme? Im Sommer z.B. thermische Solarenergie3) und/oder Großwärmepumpen. Im Winter nachhaltige Brennstoffe. Für diesen Zweck geht dann auch ausnahmsweise ein Anteil Biobrennstoffe in Kraftwärmekopplung - sowie Wasserstoff oder EE-Gas aus umgewandelter Windenergie; auch ein Anteil Erdwärme (Tiefenbohrung) ist denkbar.

Natürlich macht eine doppelte Erzeugungsstruktur die Fernwärme nicht billiger4). Der Betrieb mit fossilen Brennstoffen ist aber letztlich sehr viel teurer für uns alle5). Klug ist es auch hier, den Heizwärmebedarf so gering wie möglich zu halten - denn dann ist der Bedarf an teuren Winter-Wärmequellen gering genug, um bezahlbar zu bleiben.

Fazit

Eine Energiewende zu einer nachhaltigen Energiestruktur auf der Basis von erneuerbaren Energiequellen ist praktisch durchführbar; sie erfordert eine nahezu vollständig Umstellung auf Strom als Endenergieträger. Mit vertretbarem Aufwand geht das allerdings nur, wenn auch die Energieeffizienz spürbar verbessert wird. Dies ist aber ohne weiteres möglich: Es muss aber bereits heute angegangen werden, weil die entsprechenden Nutzungen meist auf Systemen mit langen Lebensdauern6) beruhen7).

Quellen

Dem Kuchendiagramm liegen die Daten aus „Zahlen und Fakten: Energiedaten“ des BMWK zu Grunde:

  • verwendet wurden die Endenergiedaten für das Jahr 2019 aus Tabelle 7 der Mappe (download von Energiedaten des BMWK),
  • diese sind dort bereits den Anwendungsfeldern zugeordnet; „mechanische Energie“ wurde von uns aber noch einmal aufgeteilt in „Verkehr“ (nach Tabelle 6a) und „sonstige mechanische Energie“,
  • der Anschaulichkeit halber haben wir die Daten in kWh (Kilowattstunden) umgerechnet8); in dieser Einheit werden schon seit langem Strom und Gas abgerechnet; unter 1 kWh können sich die meisten Anwender am ehesten etwas vorstellen (nebenbei: 1 Liter Heizöl hat ziemlich genau 10 kWh; 1 m³ Erdgas übrigens auch ca. 10 kWh)
  • …und in kWh je Person angegeben (mit der Wohnbevölkerung von 2019, nämlich 83,093 Mio)
1)
Vielfach mag das überraschen: Wieso die hohe Bedeutung der Raumwärme? In den meist sonst gezeigten Statistiken wird die Energie nicht nach Anwendungszweck aufgeteilt, sondern nach dem Ort der Endenergieumwandlung: Eben z.B. Heizwerk oder Kraftwerk. Diese Umwandlungssysteme „erzeugen“ aber nur eine andere Energieform (z.B. Wärme), welche dann für die jeweilige Anwendung (z.B. Warmwasser oder Raumheizung) eingesetzt wird. Auch die „Sektoren“ Kleinverbraucher und Industrie „brauchen“ eine Menge Heizwärme. Die Aufteilung auf Anwendungen wurde unverändert aus der vom Bundeswirtschaftsministerium veröffentlichten Tabelle 7 übernommen; auch wenn die dort gemachten Zuordnungen vermutlich Warmwasser und Prozesswärme noch überbewerten (also vermutlich noch mehr Raumwärme). Das Problem dabei ist, dass die Daten aufgeteilt nach Anwendungen nicht präzise erhoben werden. Die Größenordnungen stimmen aber so einigermaßen.
2)
keinesfalls für die Raumheizung
3)
In großen Anlagen zur Unterstützung der Fernwärme ist dies auch sinnvoll und ökonomisch tragfähig
4)
Es ist auch nicht ganz so „schlimm“; die Leistung der Wärmepumpen z.B. kann auf die sommerliche Last ausgelegt bleiben; das ist dann vielleicht ein Viertel der Gesamtleistung; und die GUD-Kraftwärmekopplungs-Erzeuger, die sind ja ohnehin schon da, die müssen nun aber stromgeführt 'fahren'
5)
Inzwischen wird dafür nun auch wieder „moderne Kernkraft“ ins Spiel gebracht. Die IEA hat das eingehend analysiert und kommt zu dem gleichen Ergebnis, das ich hier 'zu Protokoll' gebe: Eine Kernkraft-Lösung würde sehr teuer werden; bisher ist die noch nicht einmal in der praktischen Anwendung demonstriert - und das Versprechen von der 'billigen Kernkraft', das ist immer wieder gegeben worden - aber nie Realität geworden. Warum wird das teuer? Für die Raumheizung müssten diese Anlagen nur etwa maximal 3000h im Jahr laufen; das ist für kapitalintensive Systeme (übrigens natürlich auch für PV und Windkraft) ungünstig.
6)
z.B. Gebäuden mit Lebensdauern von Jahrzehnten
7)
Dass die Lebensdauern lang sind, ist für die Nachhaltigkeit im übrigen ein Vorteil.
8)
1 kWh = 3,6 MJ; k =1000; M=1000000; h=3600s
grundlagen/analyse_zum_energieverbrauch_in_deutschland.txt · Zuletzt geändert: 2022/05/01 13:45 von wfeist