Die Energiewende – Gestern, heute und morgen

Nur im Vergleich zum historischen Startpunkt der Energiewende lässt sich heute ermessen, welche Meilensteine die Baubranche und die gesamte Energiewende seitdem genommen haben. Dieser Artikel zeichnet den langen Weg anhand der zentralen Techniken nach und beleuchtet dabei Vergangenheit, Gegenwart und Zukunftsperspektiven.

Eigentlich sind regenerative Energien fast ein alter Hut – immerhin betrieb man schon in der Antike Getreide- und Ölmühlen mit Wind- und Wasserkraft. Die erste funktionierende Solarzelle entwickelten die amerikanischen Bell-Laboratories allerdings erst im Jahre 1954. Bis Privatleute und der öffentliche Energiesektor sie nutzen sollten, vergingen weitere Jahrzehnte, denn zunächst wurde Photovoltaik allein im Weltraum für die Energieversorgung von Satelliten eingesetzt.

Mit der Ölkrise in den 1970ern investierten Staaten weltweit mehr in die Forschung zu regenerativen Energiequellen und legten die ersten kleinen Förderprogramme auf. So rief etwa die Bundesregierung im Jahre 1990 das „1000-Dächer -Photovoltaik-Programm“ aus. In der Folge wurden zwischen 1991 und 1995 knapp 2000 Solaranlagen installiert – die meisten davon auf den Dachflächen von Privatleuten. Denn obgleich Fördermöglichkeiten existierten, mussten die ersten Betreiber von Solaranlagen Idealismus und Investitionsbereitschaft mitbringen: Im Jahre 1991 stand die Einspeisevergütung von 8,5 Cent pro Kilowattstunde noch in einem krassen Missverhältnis zu den Produktionskosten von 90 Cent pro Kilowattstunde.

Schon vor 20 Jahren definierte das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) sein Ziel: Bis 2050 soll Deutschland 80 Prozent seines Stroms aus Quellen wie Solarenergie, Windkraft, Wasserkraft und Biogas gewinnen. Kern der Strategie waren eine hohe garantierte Einspeisevergütung für Ökostrom-Produzenten und die sogenannte EEG-Umlage. Diese Abgabe sollte die Lücke zwischen der fixen Einspeisevergütung und dem schwankenden Strompreis auf dem freien Markt schließen. Die Anstrengung der Energiewende sollte den Privatverbraucher nach Aussage der Politik nur wenig kosten. Im Jahre 2004 warb die Regierung Schröder dafür, dass der durchschnittliche deutsche Haushalt nur etwa 99 Cent pro Monat dafür investieren müsse.

Laut der Neufassung des EEG, die am 01.01.21 in Kraft trat, soll bis 2030 mindestens 65 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien stammen, bis 2050 soll 100 Prozent der Stromerzeugung klimaneutral ablaufen. Doch das Versprechen, den Verbraucher dafür lediglich mit einem Euro monatlich zur Kasse zu bitten, konnte die Regierung nicht halten. Zwischenzeitlich stieg die EEG-Umlage aufgrund hoher Altförderungen und sinkender Strompreise auf dem freien Markt auf über 6,7 Cent pro Kilowattstunde. Damit brachte der durchschnittliche Privathaushalt fast 25 Prozent seiner Stromkosten für die Energiewende auf.

Zwar deckelt die EEG-Novelle von 2021 die Abgabe auf 6,5 Cent, doch ist dies nur durch milliardenschwere Bundeszuschüsse möglich. Hausbesitzer und Autofahrer werden zukünftig auf anderer Seite zur Kasse gebeten: Die neue CO₂-Steuer setzt für Sprit, Heizöl und Erdgas einen Aufschlag von 25 Euro pro Tonne Kohlendioxid fest. Diese Abgabe soll bis 2025 auf 55 Euro steigen. In der Summe sinken damit die Förderungen für erneuerbare Energien, während die Kosten für konventionelle Energiequellen steigen. Doch der Erfolg kann sich sehen lassen: Der Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch stieg von 6 Prozent (Jahr 2000) auf 42 Prozent (2019). Damit übertraf Deutschland das Zwischenziel von 35 Prozent für das Jahr 2020 deutlich.

Vor 20 Jahren fiel der Startschuss in die energetische Zukunft: Damals ersetzte die rot-grüne Bundesregierung unter Kanzler Schröder das sogenannte Stromeinspeisegesetz durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG). Damit einher ging nicht nur das Ziel, bis 2050 rund 80 Prozent der Energieversorgung durch Öko-Strom abzudecken, sondern auch das Prinzip, dass Strom aus erneuerbaren Energien im öffentlichen Netz Vorrang gegenüber fossil gewonnener Energie hat. Der ursprüngliche Plan lockte mit hohen Förderungen, z.B. wurde die Einspeisevergütung für Solarstrom von ehemals 8,5 Cent auf 50,62 Cent mehr als versechsfacht. Die Kosten dafür sollte jeder Stromverbraucher über die EEG-Umlage tragen.

Nicht nur die Nutzung erneuerbarer Energiequellen senkt klimaschädliche Emissionen, sondern auch das Einsparen von Energie. Ein zentraler Punkt hierbei ist das Heizen von Gebäuden – immerhin gehen 26 Prozent der CO₂-Emissionen in Deutschland auf das Konto der Heizenergie. Je schlechter ein Haus gedämmt ist, desto mehr Energie ist nötig, um die Raumtemperatur zu halten. Der erste Ansatz, deutschlandweit Heizenergie einzusparen, lag und liegt deshalb in der Wärmedämmung.

Die erste Wärmeschutzverordnung, die den Energieverbrauch durch bauliche Maßnahmen regelt, wurde in Deutschland im Jahre 1977 verabschiedet und 1982 sowie 1995 überarbeitet. Seit 2002 löste sie die Energieeinsparverordnung (EnEV) ab, die den maximalen Energieverbrauch eines Gebäudes über den Vergleich mit einem Referenzgebäude bestimmt. Die Vorgaben, die für Neu- und Altbauten festgesetzt wurden, werden seitdem flankiert durch zahlreiche Förderprogramme der KfW.

Wie viel Energie ein Gebäude verbrauchen darf, legt seit November 2020 das neue Gebäudeenergiegesetz (GEG) fest, das an den Platz der Energieeinsparungsverordnung (EnEV) tritt. Hier ist festgelegt, wie viel Primärenergiebedarf Neu- und Altbauten haben dürfen. Wer seine eigenen vier Wände durch Sanierungsmaßnahmen energieeffizienter gestalten will, muss sich ebenfalls an die Vorgaben des GEG halten. Sie bestimmen für Wände, Fenster, Geschossdecken und weitere Verglasungen einen maximalen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert). Diese Investition zahlt sich nicht nur in sinkenden Emissionen aus, sondern kann dem Hausbesitzer auch bare Kosten ersparen. So zeigen Rechenbeispiele, dass eine gedämmte 130-Quatratmeter-Außenwand, deren U-Wert von 1,4 W/m²K auf 0,2 W/m²K sinkt, in 30 Jahren 24.000€ an Heizkosten spart. EnEV und finanzielle Anreize haben bislang deutliche Erfolge in Sachen Dämmung gebracht: Das Forschungsinstitut für Wärmeschutz kalkuliert mit 279 Millionen Tonnen Kohlendioxid, die seit 1980 durch Gebäudedämmung in Deutschland eingespart wurden.

Gefördert werden zum Beispiel Neubauten, die maximal 40 bis 55 Prozent der Energie eines Referenzhauses benötigen, oder Altbauten unter Denkmalschutz, die 160 Prozent dessen Primärenergiebedarf haben. Gleichzeitig schrieb die EnEV Hausbesitzern bis 2015 vor, die oberste Geschossdecke beziehungsweise das Dach einer Immobilie zu dämmen. Ausgenommen von dieser Pflicht waren lediglich Eigennutzer eines Ein- bis Zweifamilienhauses, die ihr Heim bereits vor 2002 bewohnten.

Laut einer Studie des Fraunhofer Instituts ist es problemlos möglich, 100 Prozent des deutschen Energiebedarfs über regenerative Energiequellen zu decken. Eine der wichtigsten Rollen spielt dabei die Sonnenenergie – denn der zentrale Stern unseres Sonnensystems liefert genug Energie, um die Erde über Milliarden Jahre lang zu versorgen. Dieses Potenzial wird hierzulande lange noch nicht ausgeschöpft, was auch an den aktuellen Gesetzesänderungen liegt:

Mit Verabschiedung des EEG im Jahre 2000 beabsichtigte die Politik, möglichst viele Privatleute zum Aufbau einer eigenen Solaranlage zu motivieren. Neben den hohen Einspeisevergütungen diente dazu auch das „100.000-Dächer-Programm“, das günstige Kredite für die Anschaffung bereitstellte. Als dieser Topf im Jahre 2003 ausgeschöpft war, beschloss man eine jährliche Absenkung der Einspeisevergütung von 5 Prozent, um Interessenten zu einer frühen Anschaffung zu motivieren. Als durch steigende Produktionskapazitäten im Ausland die Solarmodule immer günstiger wurden, kam es zu einem weiteren Boom: Zwischen 2009 und 2010 verdoppelte sich Deutschlands Solaranlagenleistung von 3,8 auf 7,4 GWp. Der Preissturz der Module und die sinkende Einspeisevergütung führten allerdings dazu, dass viele deutsche Hersteller in der Solarbranche insolvent gingen. Heutzutage steht durch die veränderten gesetzlichen Grundlagen nicht mehr die finanzielle Rendite, sondern die Eigennutzung einer Solaranlage im Fokus. Und hier liegt großes Potenzial. Wissenschaftler berechnen für Deutschland eine mögliche Nutzungsfläche von 2.845 Quadratmetern mit einer elektrischen Leistung von 400 GW. Zum Vergleich: Aktuell produzieren die Photovoltaikanlagen rund 49 GW.

Umgerechnet 50,62 Cent pro Kilowattstunde über 20 Jahre brachte ein Photovoltaikanlage ihrem Besitzer im Jahr 2000 für die Einspeisung – damit ließ sich auf die Anschaffungskosten eine satte Rendite erwirtschaften. Demgegenüber finanzierte jeder deutsche Bürger die geplante Energiewende mit einer EEG-Umlage von 0,19 Cent pro Kilowattstunde über die private Stromrechnung. Heute sehen die Verhältnisse dagegen ganz anders aus: Für jede ins Netz eingespeiste Kilowattstunde erhalten Besitzer kleiner Dachanlagen bis 10 kWp nur noch 8,16 Cent. Auf der anderen Seite stieg die EEG-Umlage zwischenzeitlich auf 6,5 Cent pro Kilowattstunde – ein Preis, den selbst Eigenverbraucher in den vergangenen Jahren zahlen mussten.

Im Jahre 2021 gelten zahlreiche Photovoltaikanlagen, die bis zum Jahr 2000 auf deutschen Dächern gebaut wurden als „ausgefördert“. Für die Besitzer stellt sich angesichts niedriger Strompreise und hoher EEG-Umlagen die Frage, wie sich die Alt-Anlagen wirtschaftlich weiterbetreiben lassen. Eine Chance liegt hier im Eigenverbrauch, z.B. durch einen zusätzlichen Stromspeicher oder eine Wallbox für das Elektroauto. Allerdings müssen alte Anlagen, die einst zur Volleinspeisung konzipiert wurden, dafür modernisiert werden.

Zumindest schafft die Novelle des EEG ab 01.01.21 neue gesetzliche Voraussetzungen. Anlagen zur Eigenversorgung bis 30 kWp werden von der EEG-Umlage befreit, ausgeförderte Anlagen dürfen bis 2027 zum aktuellen Marktpreis (rund 3 bis 4 Cent) abzüglich einer Vermarktungsgebühr von 0,4 Cent weiter einspeisen. Die „Verlierer“ der EEG-Novelle sind hingegen vornehmlich Landwirte, die bis zum Jahr 2000 Anlagen über 300 kWp auf großen Dachflächen errichteten und heute nur noch für 50 Prozent des eingespeisten Stroms eine niedrige Vergütung erhalten.

Parallel zur Einspeisevergütung sanken in den letzten Jahren auch die Investitionskosten für eine neue Solaranlage um etwa 40 Prozent. Die Anschaffung lohnt sich heutzutage in erster Linie für Selbstversorger, die zusätzlich zum Stromverbrauch auch ihre Warmwasserbereitung mit Solarenergie unterstützen.

Zwei Drittel des Endenergieverbrauchs privater Haushalte wird für das Heizen aufgewendet. Dabei stehen Erdgas und Öl immer noch an Platz 1 und 2 der meistgenutzten Energiequellen. Günstig entwickelt sich jedoch die Effizienz der Brennöfen sowie die Breite der neuen Heizmöglichkeiten:

Die Effizienz und Umweltfreundlichkeit von Heizungsanlagen zu regeln, lag bereits seit den 1970er Jahren im Interesse der Gesetzgeber. Die erste Heizungsanlagenverordnung trat 1978 in Kraft und regelte die maximalen Abgasverluste privater Heizanlagen. Im Jahre 1989 definierte eine Novelle des Gesetzes zusätzlich die Dicke der Rohrleitungsdämmung; 1994 schrieb es den Einsatz elektronischer Steuerungselemente vor, die den Energieverbrauch verringern sollten. Im Jahre 2002 gingen die älteren Verordnungen schließlich in der EnEV auf.

Neue Gasheizungen sind weit besser als ihr Ruf: Sie erreichen einen Wirkungsgrad bis zu 98 Prozent und sind damit 25 Prozent effizienter als Öl-Brenner bzw. um ein Drittel klimaschonender als Gas-Heizungen älterer Bauart. Den überholten Modellen erteilt das Gebäudeenergiegesetz eine Absage: Hausbesitzer sind verpflichtet Öl- und Gasheizkessel auszutauschen, die älter als 30 Jahre sind, und dürfen ab 2026 keine neue Ölheizung mehr verbauen. Förderungen gibt es dagegen noch für Gas-Heizungen, die ein Hybridsystem haben, welches mindestens 25 Prozent der Energieleistung aus erneuerbaren Energiequellen gewinnt. Für das klimaschonende Heizen stehen heutzutage diverse Techniken zur Verfügung, die allesamt staatlich gefördert werden:

• Solarthermie: Flüssigkeitsgefüllte Sonnenkollektoren auf dem Dach können sowohl die Heizung als auch die Warmwasserbereitung eines Haushalts unterstützen. Im Sommer sie können sie bis zu 100 Prozent des nötigen Bade- und Waschwassers erwärmen. Wer zusätzlich den Pufferspeicher seiner Heizung mit Solarthermie unterstützt, kann im Durchschnitt 20 Prozent des Gesamtenergiebedarfs damit abdecken.

• Pelletheizungen: Industrie und Forstwirtschaft erzeugen Holzabfälle, die eine Pelletheizung klimaschonend verbrennen kann. Immerhin entweicht dabei nur so viel Kohlendioxid, wie der Baum zuvor absorbiert hat. Zudem ähneln die Heizungen in Wartung und Betrieb den klassischen Öl- und Gas-Heizungen.

• Wärmepumpen: Hier wird Wärme aus Erdwärme, Grundwasser oder Außenluft gewonnen und mit einer elektrischen Pumpe konzentriert. Für eine optimale Effizienz müssen sowohl die Umweltbedingungen gewisse Anforderungen erfüllen als auch die Gebäudesubstanz und die Verteilung der Heizkörper.

Für klimafreundliche Energie braucht es nicht nur regenerative Quellen, sondern auch eine kluge Energiewirtschaft im privaten Umfeld. Eine große Rolle wird dabei in Zukunft die Smart-Home-Technologie übernehmen:

Die Smart-Home-Technik ist relativ jung. Die ersten Häuser im Luxus-Segment, in denen sich Lüftung, Heizung und Beleuchtung digital steuern ließen, wurden um 2002 gebaut. Im Jahre 2005 wurde sein Prinzip dann im „Haus der Gegenwart“ anlässlich der Bundesgartenschau in München-Riem einem breiten Publikum präsentiert. Ab 2006 errichteten dann die ersten privaten Bauherren Eigenheime mit smarter Technologie. Bis 2015 wurden in Europa laut Schätzungen 1 Million vernetzte Gebäude gebaut.

Das Licht in unbewohnten Räumen abschalten, den Thermostaten beim Lüften senken und die Fenster in Abwesenheit der Bewohner selbststätig schließen – diese Aufgaben kann das Haus im Jahr 2021 selbst übernehmen. Im Bereich Smart Home ging die Entwicklung in den vergangenen 5 Jahren schneller voran als in den vorherigen Jahrzehnten. Sehr viele junge Bauherren setzen bei ihrem Eigenheim auf den Einsatz smarter Technologie. Doch auch das Nachrüsten in Mietwohnungen fällt dank WLAN-gesteuerter Thermostaten und Steckdosen oft leicht. Insgesamt sind laut Schätzungen bereits über 5 Millionen Haushalte hierzulande mit smarter Technik ausgerüstet, die den Energieverbraucht managt.

Wissenschaftliche Studien bescheinigen es: Europa hat die geografischen Voraussetzungen, sich autark und zu 100 Prozent mit regenerativer Energie zu versorgen – hier liegt das geschätzte Potenzial bei rund 15.000 Terrawattstunden. Verschiedene Maßnahmen sollten dafür eine Wende im Bewusstsein der Verbraucher anstoßen: So macht die steigende CO₂-Steuer erneuerbare Energien gegenüber den konventionellen attraktiver, während energieeffiziente Häuser und innovative Heizungsanlagen weiterhin von Förderungen profitieren.

Ob die Energiewende glückt, bestimmt nicht allein der Verbraucher, sondern auch die technische Umsetzbarkeit. Denn Naturphänomene wie Wind und Sonnenschein unterliegen nur teilweise kalkulierbaren Schwankungen. Die Lösung liegt hier in einer Netzstruktur, die durch ein kluges Lastenmanagement Überangebote und Unterversorgungen ausgleichen kann. Kraftwerke, die witterungsunabhängige Komponenten wie Biogas oder Erdwärme nutzen, können ebenfalls zur stabilen Versorgung beitragen. Schlussendlich eröffnen innovative Speichertechnologien wie „Power-to-Gas“ die Möglichkeit, Ökostrom in Wasserstoff bzw. Methan umzuwandeln, die ohne Verluste transportiert werden können.

Bereits in den 1990ern anvisiert, kommt die Energiewende aktuell in großen Schritten auf den deutschen Verbraucher zu. Nicht nur die gesetzlichen Rahmenbedingungen, sondern auch die steigenden Preise für Benzin, Heizöl und Gas motivieren zum Wechsel auf regenerative Energiequellen für die eigenen vier Wände und das Auto. Es bleibt abzuwarten, ob sich damit auch die ehrgeizigen Ziele der Politik erreichen lassen.