Erneuerbare Energien in Baden-Württemberg – Aktuelle Stromerzeugung in Echtzeit

Die Zukunft der Energie ist nachhaltig und erneuerbar. 100 % Strom aus regenerativen Quellen wie Photovoltaikanlagen, Wind- und Wasserkraft oder Biomasse – das ist das Ziel für die nächsten Jahrzehnte. Noch ist dieses Ziel nicht erreicht. Der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung steigt jedoch täglich. 2020 lag er bundesweit bei 46 %. Aus welchen Quellen der Strom stammt, der in Baden-Württemberg erzeugt wurde, das zeigt die folgende Grafik.

Stand: 18:45 Uhr, 18.10.2021   Quelle: ENTSO-E

Die Abbildung zeigt die Menge des in Baden-Württemberg erzeugten Stroms im Verlauf, unterschieden nach den unterschiedlichen Erzeugungsarten. 

Diese Stromerzeugung wird in Megawatt (MW) angegeben. Je nach Tages- und Jahreszeit schwankt diese gemäß der benötigen Stromleistung zwischen 4.000 und 8.000 MW. Die Farben stellen den jeweiligen Anteil dar, den die unterschiedlichen Erzeugungsarten zu der Gesamterzeugung beitragen. 

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Vergleichswerte zur Stromerzeugung in Baden-Württemberg:

Stromverbrauch in Baden-Württemberg(1)

  • Bruttostromverbrauch pro Jahr in BW (2018): 71,4 TWh (=72.000.000 MWh)
  • Anteil des in Baden-Württemberg erzeugten Strom am Stromverbrauch pro Jahr in BW (2017): 87 %

Anteile an der Bruttostromerzeugung in Baden-Württemberg (2019)(2)

  • Kernenergie: 36,8 %
  • Steinkohle: 20,5 %
  • Solar: 9,2 %
  • Biomasse: 8,4 %
  • Laufwasserkraft & Speicherwasser: 7,9 %
  • Gas: 7 %
  • Windkraft: 5,1 %

Wie viel Strom wird in Baden-Württemberg aktuell verbraucht und erzeugt?

Im Jahr 2019 lag die Bruttostromerzeugung in Baden-Württemberg bei 57,1 Terawattstunden (TWh), wovon Kernenergie mit 20,7 TWh (37 %) den größten Anteil ausmachte. Gleich darauf folgte die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern: 17,6 TWh (31 %) wurden 2019 durch klimaneutrale Verfahren (Solar, Wind, Wasserkraft, Biogas) erzeugt. Dieser Anteil ist in den letzten Jahren stetig gewachsen und liegt erstmals auf dem zweiten Rang. Dazu tragen vor allem die Zuwächse bei Windkraft und Photovoltaikanlagen bei. (1) Das verbleibende Drittel des erzeugten Stroms wird aus der Verstromung von Steinkohle (20 %) und von Erdgas (7 %) gewonnen.

Der Bruttostromverbrauch in Baden-Württemberg betrug 2018 71,4 TWh und ist im Vergleich zum Vorjahr um 1,1 % gesunken. Um den Energiebedarf in Baden-Württemberg zu decken, mussten daher mehr als 10 TWh importiert werden. Der Endenergieverbrauch in Privathaushalten ist ebenfalls gesunken, und zwar auf den Wert von auf 26,1 GJ je Einwohner. Trotz einer mehr als verdoppelten Wirtschaftsleitung in den letzten 30 Jahren – BIP von 198 Mrd. € in 1989 vs. 522 Mrd. € in 2019 – ist der Stromverbrauch um 15 % zurückgegangen. (2) Hier zeigt sich die Wirkung der vielfältigen Maßnahmen zur Energieeinsparung durch Verbesserung der Energieeffizienz.

Warum schwankt die Stromproduktion mit erneuerbarer Energie in Baden-Württemberg?

Die Stromerzeugung durch erneuerbare Energien in Baden-Württemberg schwankt aufgrund wechselnder Witterungsbedingungen und sich jahreszeitlich verändernder Intensität der Sonneneinstrahlung. Deswegen spielen vor allem bei der Solarenergie Jahres- und Tageszeiten eine wichtige Rolle.

Je nach Einfallswinkel der Sonnenstrahlen produzieren Photovoltaikanlagen mehr oder weniger Strom. Die Stromerzeugung wird also von den Jahreszeiten und der Ausrichtung des Standorts der Solarpanels beeinflusst. Im Sommer ist der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung steiler als im Winter und daher die Energieeinwirkung größer. Außerdem beeinflussen Wolken die Intensität der Sonneneinstrahlung: Bei bewölktem Himmel erreicht weniger Energie die Erdoberfläche. Allerdings trifft auch bei dichter Wolkendecke immer noch Sonnenenergie auf die Erdoberfläche. Eine weitere Einflussgröße ist die Dauer der Sonneneinstrahlung. Solarpanels erzeugen deshalb nachts keine Energie. Insgesamt weist Baden-Württemberg im Vergleich zu den anderen Regionen in Deutschland eine hohe Sonneneinstrahlung auf. Während in Schleswig-Holstein nur etwa 950 kWh auf einen Quadratmeter im Jahr einwirken, werden in Württemberg 1.100 kWh gemessen und im südlichen Breisgau sogar über 1.200 kWh. 

Die Stromerzeugung durch Windkraft ist ebenfalls von der Witterung und den Jahreszeiten abhängig. Wind entsteht, um unterschiedliche Luftdruckgebiete auszugleichen. Kalte Luftmassen strömen dabei zu den wärmeren Gebieten. Denn die warme Luft dehnt sich aus und steigt nach oben. Kalte Luftmassen füllen die entstandene Lücke. Je größer die Temperaturunterschiede sind, desto stärker weht der Wind und desto mehr Energie wird dementsprechend von den Windrädern erzeugt. Wind entsteht auch durch die Kraft der Sonne: Die Luftmassen in Bodennähe werden bei Sonnenschein erwärmt. Daraufhin steigt die Luft auf und kalte Luft strömt nach. Dieses Phänomen lässt sich vor allem an den Küsten beobachten, wenn tagsüber immer eine leichte Brise weht, während es nachts windstill ist. 

Aus all diesen Einflussfaktoren lässt sich ableiten, dass die Menge der erneuerbaren Energien in Baden-Württemberg an einem wolkenlosen, windigen und sehr sonnigen Sommertag mittags am höchsten ist. Im Gegensatz dazu ist die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen bei einer so genannten Dunkelflaute – dichte Bewölkung in Kombination mit Windstille – am niedrigsten. 

Hoher Anteil von Photovoltaik und Wasserkraft an erneuerbarer Stromerzeugung in Baden-Württemberg

In Baden-Württemberg wächst der Anteil Erneuerbarer Energien an der Stromproduktion seit Jahren. Inzwischen beträgt er fast ein Drittel. Auffällig an den oben dargestellten Werten ist der relativ hohe Anteil von Photovoltaik und Wasserkraft, während die Windkraft eher eine kleine Rolle spielt – zumindest bei der Erzeugung im Südwesten. Hier wird deutlich, dass man in Baden-Württemberg unter anderen natürlichen Bedingungen erneuerbaren Strom erzeugt als zum Beispiel in Schleswig-Holstein. In dem flachen Küstenland zwischen Nord- und Ostsee spielt die Windkraft eine zentrale Rolle. 600 km weiter südlich ist im sonnenverwöhnten Baden-Württemberg erheblich mehr mit Solarmodulen möglich. Denn die Sonne scheint hier wesentlich stärker als im Norden. Das macht etwa ein Plus von 20 %(3) bei den möglichen Ergebnissen der Stromerzeugung mit Photovoltaik aus.

Auch bei der Stromerzeugung aus Wasserkraft profitiert Baden-Württemberg von den geographischen Gegebenheiten. Die Laufwasserkraftwerke am Neckar, diverse Pumpspeicherkraftwerke (z.B. die Schluchseewerke) sowie Kraftwerke an Talsperren im Schwarzwald machen es möglich, dass in Baden-Württemberg mit 7,9 % mehr als doppelt so viel Strom aus Wasserkraft erzeugt wird wie im Bundesdurchschnitt (2019: 3,2 %)(4).

Wie viel Strom wird aus Kraft-Wärme-Kopplung in Baden-Württemberg erzeugt?

Im Jahr 2018 wurden durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Baden-Württemberg pro Jahr 8,7 Terawattstunden Strom erzeugt. Das entspricht etwa 15 % der Nettostromerzeugung in Baden-Württemberg. Im Vergleich zum Vorjahr ist dieser Anteil leicht rückläufig. (3) Sogenannte KWK-Anlagen erzeugen gleichzeitig Wärme und Strom. Sie sind allerdings zumeist wärmegeführt: Nur wenn Energie zum Heizen oder für Warmwasser gebraucht wird, laufen die Anlagen und es wird Strom erzeugt. Durch die Kombination von Wärme- und Stromerzeugung steigt die Effizienz der eingesetzten Energie. Die Anlagen können flexibel eingesetzt werden, beispielsweise als kleine Blockheizkraftwerke in Privathaushalten oder verbunden mit dem Anschluss an eine Fernwärmeleitung als Wärmeversorgung von Stadtbezirken.

Im Bereich erneuerbare Energie werden KWK-Anlagen vor allem mit Holz betrieben. Diese Art der Energieerzeugung ist zum einen CO2-neutral, weil es sich bei Holz um einen nachwachsenden Rohstoff handelt, und zum anderen wird der ländliche Raum gestärkt, wo die Holz- bzw. Pellet-Produktion im Wesentlichen stattfindet.

Was bedeutet die Erzeugung und Nutzung von Strom aus Biogas für das Klima?

Da Biogas nahezu klimaneutral genutzt werden kann, ist der erhöhte Einsatz dieses Energieträgers wünschenswert. Der Einsatz von Biogas ist klimaneutral, weil dabei biogene Reststoffe zum Einsatz kommen. Diese Reststoffe bestehen aus Pflanzen, die zuvor das Klimagas CO2 aus der Atmosphäre absorbiert und in ihre Wachstumszellen integriert haben. Das bedeutet: Es wird bei der Verbrennung des Biogases, das aus den pflanzlichen Reststoffen mittels Vergärung gewonnen wird, nur soviel CO2 freigesetzt, wie zuvor von den Pflanzen eingelagert wurde. 

Die Nutzung von Biogas ist insofern sinnvoll, da es klimaschädliche, fossile Energieträger ersetzen kann. Denn das in der Biomasse eingelagerte CO2 würde, wenn die Pflanzen verrotten, in jedem Falle wieder in die Atmosphäre abgegeben werden. Nur die Nutzung von Holz, z.B. im Baugewerbe oder als Möbel, würde das CO2 dauerhaft binden. 

Die Stromerzeugung aus Biogas, das aus pflanzlichen Reststoffen oder auch tierischen Hinterlassenschaften gewonnen wird, weist aktuell den höchsten Zuwachs auf. Die dabei verwendeten Rohstoffe (z.B. Mais, Getreide) werden zum Teil speziell für diesen Zweck angebaut. Bakterien zersetzen die Pflanzen und erzeugen dabei Biogas als Nebenprodukt, dessen Methangehalt zwischen 50 und 75 % liegt. Dabei entweichen derzeit rund 5 % Methangas in die Atmosphäre. Das Biogas wird in Blockheizkraftwerken in Wärme und Strom umgewandelt. Methangas ist klimaschädlich und leicht entzündlich, weshalb Biogasanlagen ein gewisses Gefahrenpotenzial besitzen. Entstandene Gärreste oder Gülle werden in der Landwirtschaft weiterverwendet. Allerdings können auch diese ein gewisses Risiko darstellen, indem sie durch eine mögliche Umwandlung in Nitrat das Grundwasser gefährden.

Perspektiven für eine klimafreundliche Energiezukunft in Baden-Württemberg

Die Zahlen sprechen für sich: Noch stammen etwa zwei Drittel des in Baden-Württemberg erzeugten Stroms nicht aus Erneuerbarer Energie. Das Ziel, diesen Anteil auf 100 % bis zum Jahr 2050 zu steigern, scheint also noch weit entfernt. Jedoch liegen erste Strategien vor, die nun Schritt für Schritt umgesetzt werden, um dieses Ziel zu erreichen. 

Neben dem Ausbau der erneuerbaren Stromproduktion aus Windkraft werden folgende Themen in den nächsten Jahren den Umbau der Energiewirtschaft in Baden-Württemberg prägen:

Ausbau der erneuerbaren Stromproduktion aus Photovoltaik

Mit Photovoltaikanlagen Strom zu erzeugen, ist eine der klimafreundlichsten und nachhaltigsten Methoden der Bereitstellung von Energie. Im Vergleich zur konventionellen Stromerzeugung in Kraftwerken besteht bei der Photovoltaik allerdings ein erhöhter Flächenbedarf. Doch man muss nicht Deutschland komplett mit PV belegen, um ausreichende Energiemengen für die Selbstversorgung zu produzieren. Baggerseen, in denen gewerblich Sand oder Kies abgebaut wird, sind aus Sicherheitsgründen kaum öffentlich nutzbar. Mit neuen Technologien kann man auf diesen Flächen schwimmende Photovoltaikanlagen errichten.
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Schwimmende Photovoltaikanlage in Renchen
Schwimmende Photovoltaikanlage in Renchen

Ausbau der Energieversorgung mit Biogas

Grüne Gase werden wie konventionelle Gase für die Energiegewinnung genutzt, also für die Erzeugung von Wärme, Strom oder kinetischer Energie. Allerdings zeichnen sie sich dadurch aus, dass sie entweder einen wesentlich geringeren oder gar keinen CO₂-Ausstoß aufweisen. Das macht sie für eine Nutzung in der Energie- und Verkehrswende so interessant. Der Energiemarkt unterliegt einem starken Wandel und in diesem Veränderungsprozess spielen Grüne Gase eine entscheidende Rolle. In Zukunft werden Gase aber noch an vielen anderen Stellen zur Anwendung kommen, um die Energiewende umzusetzen. Diese Gase sind CO₂-neutral und werden daher als Grüne Gase bezeichnet.
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Biogasanlage
Biogasanlage

Nutzung von Erdgas als Übergangstechnologie

Erdgas ist zwar ein fossiler Energieträger, schließt aber eine wichtige Lücke bei der Herstellung der Versorgungssicherheit in den nächsten Jahrzehnten. Der Umbau der Energieerzeugung in Richtung erneuerbarer Quellen ist beschlossene Sache, jedoch in der Praxis eine komplexe Angelegenheit. Das hängt vor allem damit zusammen, dass die Erzeugung aus Wind, Sonne und Wasser aufgrund natürlicher Gegebenheiten stark schwankt. Die Versorgungssicherheit steht damit in Frage. Diese Lücke könnte der fossile Energieträger Erdgas zumindest zeitweise schließen und somit zu einer wichtigen Brückentechnologie in der Energiewende werden.
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Erdgas_als_Brücke_zur_Erneuerbaren_Energie
Gas-Aufbewahrungs-Tanker

Neue, effiziente Heizungen erzeugen Wärme und Strom

Brennstoffzellenheizungen (BZH) werden mit Wasserstoff betrieben, das aus Erdgas erzeugt wird. Sie produzieren Wärme und Strom und zwar mit höchster Effizienz. Deshalb zählen sie zu den modernsten Heizungssystemen unserer Zeit. Die Brennstoffzellenheizung gilt als DIE nachhaltige und zukunftsweisende Heizungstechnologie an sich. Bis zu 40 % der eingesetzten Energie können im Vergleich zu herkömmlichen Heizungen eingespart werden. Zusätzlich werden die CO₂-Emissonen glatt halbiert. Wie also funktioniert das Wunderding Brennstoffzellenheizung, das inzwischen weltweit in hunderttausenden Haushalten zuverlässig zum Einsatz kommt?
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Brennstoffzellenheizung Vitovalor von Viessmann
Brennstoffzellenheizung Vitovalor von Viessmann

Erzeugung von grünem Wasserstoff

Welche Rolle wird Wasserstoff in der Energiewende spielen? Darüber diskutierten Experten auf Einladung der Stiftung Energie und Klimaschutz in Stuttgart. In der Diskussion wurde deutlich, dass es unterschiedliche Vorstellungen gibt, wie Wasserstoff für den Klimaschutz eingesetzt werden kann. Unbestritten ist, dass Wasserstoff in der Energiewende eine zentrale Rolle als Speicher von erneuerbaren Energien spielen kann. Allerdings ist die Herstellung von Wasserstoff bislang teuer und wenig effizient. Ob für Verkehr, Heizung oder Industrie: Welche Rolle kann der Wasserstoff spielen, um die völkerrechtlich festgezurrten Klimaschutzziele zu erreichen?
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Wasserstoff Debatte Teasergrafik
Wasserstoff Debatte Teasergrafik

Aufbau eines intelligenten Stromnetzes (smart grid)

Die drei Sektoren der Energieversorgung Strom, Wärme und Mobilität wachsen immer mehr zusammen. Strom treibt auf einmal Autos an und Heizungen liefern auch Strom. Die Energiewende ist ein historisch einmaliger Prozess. Noch nie zuvor wurde ein Energiesystem derart vollständig umgekrempelt. Dieser Prozess der Dekarbonisierung von Energieerzeugung und -verbrauch ist allerdings notwendig, um den Klimawandel abzuwenden, der auf Grund des von Menschen verursachten CO2-Ausstoßes unsere Lebensgrundlagen negativ beeinflusst. Wir stehen dabei vor einer enormen Herausforderung. Es bedarf innovativer Denkansätze, einer neuen Sicht auf die Herausforderungen, ja, auch neuer Begriffe für neue Konzepte.
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Grafik Energiewelt Sektorenkopplung
Die Kopplung der verschiedenen Energiesektoren zeichnet die Energiewelt der Zukunft aus.

Ausbau von Systemen, um in Baden-Württemberg erzeugten Strom zu speichern

Die Anschaffung einer Solaranlage in Kombination mit einem Stromspeicher ist eine sinnvolle Investition in den Klimaschutz – aber: Lohnt sich das denn? Vor dieser Frage stehen Verbraucherinnen und Verbraucher, wenn sie sich mit der Investition in eine Solaranlage in Kombination mit einem Stromspeicher beschäftigen. Denn unbestritten sind die klimaschützenden Aspekte einer solchen Anlage. Die Nutzung von Solarstrom ist Klimaschutz pur. Wie schnell sich diese Kosten wieder amortisieren, hängt von vielen Faktoren ab. Hier gibt es Infos, wie die Größe der Anlage auf das eigene Verbrauchsverhalten optimal ausgelegt wird.
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Photovoltaik auf Hausdächern mit Stromspeichern
Photovoltaik auf Hausdächern mit Stromspeichern

Belege
(1) https://www.statistik-bw.de/Presse/Pressemitteilungen/2020265
(2) https://www.statistik-bw.de/Presse/Pressemitteilungen/2020345
(3) https://www.solarwatt.de/solarmodule/wissen/einstrahlungskarte
(4) https://de.statista.com/statistik/daten/studie/233230/umfrage/anteil-der-wasserkraft-an-der-stromerzeugung-in-deutschland/