Nutzung regenerativer Energien

Um die Klimaziele zu erreichen, die Emission von Treibhausgasen zu reduzieren und die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu verringern, erweist sich die Nutzung regenerativer Energien als sinnvoll. Entsprechend hat der Ausbau in den vergangenen Jahren nicht nur auf nationaler Ebene zugenommen. Auch für Unternehmen bietet sich der Einbau von Photovoltaikanlagen an, um den eigenen Energiebedarf mindestens in Teilen zu decken und damit die Energiekosten deutlich zu reduzieren.

Definition erneuerbarer Energien

Wie der Name bereits vermuten lässt, fallen unter erneuerbare Energien all jene Energien, die erneuerbar oder unendlich sind, d. h. Sonnenenergie, Wasser oder auch Wind sowie Biomasse und Geothermie. Im Gegensatz dazu stehen die fossilen Energieträger, deren Entstehung über einen Zeitraum von mehreren Millionen Jahren verlief, sodass die Vorräte endlich sind. Hierzu gehören Kohle, Öl und Gas. Zu den erneuerbaren Energien gehören damit:

Anders als fossile Brennstoffe entsteht bei der Nutzung regenerativer Energien kein CO2 bei der Energiegewinnung. Auch bei der Nutzung von Holz fällt nur die Menge CO2 an, die die Biomasse der Atmosphäre während ihres Wachstums entzogen hat.

Beitrag erneuerbarer Energien zum Endenergieverbrauch

Im Jahr 2021 wurden knapp 20 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland durch erneuerbare Energien gedeckt. Dabei wurde insgesamt eine Energiemenge von 467 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh) aus erneuerbaren Energieträgern gewonnen, davon

  • Ca. 50 Prozent auf die Stromproduktion

  • 43 Prozent auf den erneuerbaren Wärmesektor

  • 7 Prozent auf biogene Kraftstoffe im Verkehrsbereich

Dabei ist Biomasse mit einem Anteil von 55 Prozent der wichtigste Energieträger, gefolgt von Windenergie mit 24 Prozent an zweiter Stelle. Die Ausweitung der Nutzung regenerativer Energien verlief dabei in den Sektoren sehr unterschiedlich. So hat sich deren Anteil am Bruttostromverbrauch in den letzten zehn Jahren verdoppelt, während er in den Bereichen Wärme und Verkehr nur langsam zunimmt.

Strom aus regenerativen Energien

Der Anteil der erneuerbaren Energien im Bereich Strom ist im Jahr 2021 von 45,2 auf 41,1 Prozent gesunken. Zurückzuführen ist die vor allem auf die ungünstigen Witterungsverhältnisse einer geringen Sonneneinstrahlung und vergleichsweise wenig Wind.

Dabei leistete Wind dennoch den größten Beitrag bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Der Ausbau sowohl bei den Landanlagen als auch auf hoher See ging im Jahr 2021 jedoch nur langsam voran. Um die beschlossenen Klimaziele der Bundesregierung zu erreichen, ist zeitnah ein deutlich höheres Tempo für den Ausbau notwendig.

Das Wachstum von Strom aus Photovoltaikanlagen hat zwischen 2020 und 2021 kaum zugenommen. Dabei wurde die geringe Sonneneinstrahlung durch einen massiven Ausbau der Anlagen kompensiert, sodass für 2022 mit einem deutlichen Anstieg zu rechnen ist.

Bei der Stromgewinnung aus Biomasse ist vor allem Biogas von Bedeutung, wobei der Ausbau der Kapazitäten insbesondere der Flexibilisierung der Stromerzeugung diente, d. h. dass Zeiten mit geringer Wind- oder Sonneneinstrahlung besser überbrückt werden können.

Auch Wasserkraft und Geothermie kommen für die Stromerzeugung zum Einsatz. Während die Werte bei der Wasserkraft seit mehreren Jahren recht konstant bleiben, steigt die Nutzung von Geothermie aufgrund des Ausbaus der Anlagen weiter an.

Die Nutzung regenerativer Energien bei der Wärmeerzeugung

Bei der Nutzung regenerativer Energien zur Wärmeerzeugung steht Biomasse an erster Stelle, wobei Holz hier den Spitzenplatz einnimmt. Daneben lässt sich Wärme auch durch Solarthermie und Geothermie erzeugen. Der Anteil an der gesamten Wärmeerzeugung liegt allerdings bislang lediglich bei rund 10 Prozent.

Erneuerbare Energien im Verkehrssektor

Im Verkehrsbereich ist der Einsatz erneuerbarer Energien bislang nur wenig verbreitet. Neben dem Stromverbrauch im Schienen- und Straßenverkehr kommen hier Biokraftstoffe wie Biodiesel und Bioethanol zum Einsatz.

Die Nutzung erneuerbarer Energien in der Gebäudetechnik

Auch in der Gebäudetechnik setzt sich der Einsatz regenerativer Energien immer weiter durch. Dies ist nicht nur immer strengeren gesetzlichen Vorgaben bei der Modernisierung und dem Neubau von Gebäuden erforderlich, sondern erweist sich auch hinsichtlich weiter steigender Energiepreise als Vorteil. Die Anschaffung einer Anlage hat sich binnen weniger Jahre amortisiert und Unternehmen sind durch moderne Technologien bestens für die Zukunft gerüstet.

Sonnenenergie

Mit Photovoltaikanlagen lässt sich aus der Sonnenenergie Strom erzeugen, der innerhalb eines Gebäudes beispielsweise zur Warmwasseraufbereitung oder auch den Betrieb einer Wärmepumpe genutzt werden kann. Gespeichert wird der erzeugte Strom in Akkus oder Batterien, daneben ist eine Einspeisung in das öffentliche Stromnetz möglich.

Solarkollektoren nutzen auch die Sonnenenergie, nutzen die Wärmeenergie jedoch direkt für die Heizung und Warmwasseraufbereitung, wobei die Speicherung in Pufferspeichern erfolgt, die Wasser als Speichermedium nutzen.

Wäremepumpen

Wärmepumpen entziehen der Außenluft Energie, die an eine Trägereinheit übergeben wird. Mit dieser lässt sich im Inneren die Heizung, die Warmwasseraufbereitung oder geräteabhängig auch die Kühlung betreiben. Alternative Bauweisen verfahren nach dem ähnlichen Prinzip, entziehen jedoch auch der Abluft aus dem Inneren Wärme, sodass sie als Teil der Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung zu betrachten sind.

Geothermie

Bei der Geothermie erfolgt die Nutzung der regenerativen Energie aus dem Boden. Dies erfolgt entweder über eine Bohrung in die Tiefe oder der Nutzung von Flächenkollektoren. Das Prinzip ist das Gleiche wie bei einer Wärmepumpe, hat jedoch den Vorteil, dass die Temperatur des Bodens ganzjährig deutlich konstanter ist. Auch hier ist eine Nutzung für Heizung, Warmwasseraufbereitung oder die Kühlung möglich.

Biomasse

Biomasse eignet sich nach der Aufbereitung zur Warmwasseraufbereitung, Heizung oder auch der Stromerzeugung. Unterscheiden lassen sich hier biogene Feststoffe wie Pellets, Hackschnitzel oder Scheitholz sowie regenerative Brennstoffe. Hierzu gehören Biogas, Pflanzenöl, Hackschnitzel, Holzpellets. Schließlich ist in dieser Auflistung Biogas zu nennen. Bioenergie kommt in Gebäuden dabei zur Anwendung bei Gas-Wärmepumpen, Brennstoffzellengeräten, Blockheizkraftwerken sowie in Pelletheizungen und anderen Holzöfen.

Wasser- und Windkraft

Seltener verbreitet, aber dennoch möglich sind kleine Windkraftanlagen, die der Stromerzeugung dienen. Gleiches gilt für kleine Wasserkraftanlagen, die ebenfalls Strom für den Eigengebrauch erzeugen können.

H2-ready-Heizungsanlagen

Ein Beispiel für die Planung zukunftsorientierter Heizungsanlagen sind beispielsweise Geräte, die H2 ready sind. Dieses Label bedeutet, dass die Anlage dafür geeignet ist, Gas mit einer Beimengung von Wasserstoff von 10 Prozent und mehr zu nutzen. Wenngleich dieser Aspekt derzeit noch kaum relevant erscheint, so ist die Bundesregierung bestrebt, die Nutzung von grünem Wasserstoff massiv auszuweiten.

Regenerative Energien in Gebäuden optimal nutzen

Um erneuerbare Energien bestmöglich zum Beheizen, der Warmwasseraufbereitung oder Stromerzeugung in Gebäuden nutzen zu können, sind zunächst bauliche Maßnahmen wie beispielsweise eine dichte Gebäudehülle und ausreichende Wärmedämmmaßnahmen hilfreich. Daneben spielen jedoch die richtige Dimensionierung, Ausrichtung und Kombination einzelner Komponenten eine tragende Rolle, die stets von den individuellen Eigenschaften eines Gebäudes abhängt

Um diese zu ermitteln, empfiehlt sich die Beratung durch fachkundige Personen, die mit ihrer Expertise ein optimales Lösungskonzept entwickeln. Hier erhalten Sie auch Informationen zu Fördermöglichkeiten von Bund und Ländern, die den Einbau moderner Heizungs- und Lüftungsanlagen in verschiedenen Förderprogrammen finanziell bezuschussen.