Energie

Energie und Klima

Der Sektor Energiewirtschaft umfasst alle Emissionen, die bei der Erzeugung von Strom und Wärme in großen Kraftwerken entstehen, wie zum Beispiel in Kohlekraftwerken. Energie benötigen wir in fast allen Bereichen unseres Lebens. Der Wasserkocher bei uns zu Hause, die Beleuchtung in der Schule oder die Maschinen in einer Fabrik sind nur ein paar Beispiele.

Ohne Energie geht es nicht.

Bei der Verbrennung fossiler Energieträger (wie Kohle oder Gas) zur Gewinnung von Energie entstehen Treibhausgase. Treibhausgasneutralität im Energiesektor ist aber eine wichtige Voraussetzung für Treibhausgasneutralität in allen anderen Sektoren: Ohne treibhausgasneutralen Strom gibt es zum Beispiel keine klimafreundliche Elektromobilität und auch keine klimafreundlichen Industrieanlagen. Gleichzeitig ist es wichtig, dass unsere Energieversorgung nicht nur klimafreundlich ist, sondern auch zuverlässig und für alle bezahlbar.

Energiewende

Mit der Energiewende soll die Energieversorgung in Deutschland klimafreundlich werden. Zur Energiewende gehört die Umstellung von fossilen Energieträgern und Kernkraft auf erneuerbare Energien (EE). Die wichtigsten Quellen für erneuerbare Energien in Deutschland sind Windkraft und Solarenergie. Aber auch aus Wasserkraft, Erdwärme und Biomasse kann klimafreundliche Energie gewonnen werden. Wichtig für die Energiewende ist es auch, insgesamt weniger Energie zu verbrauchen oder diese effizienter einzusetzen.

Treibhausgase im Sektor Energiewirtschaft

Der Energiesektor ist der größte Verursacher von Treibhausgasemissionen. Er ist für über 30 % der deutschen Treibhausgase verantwortlich (Umweltbundesamt 2022).
Das bedeutet auch, dass der Energiesektor über die größten Potenziale bei der Einsparung von Treibhausgasen verfügt.

Der Strommix in Deutschland

Stromerzeugung ist ein großer Bereich im Sektor Energiewirtschaft. Im Jahr 2021 lag der Anteil der erneuerbaren Energien bei 39,7 % – das heißt über die Hälfte des Stroms in Deutschland kam aus nicht erneuerbaren Energiequellen.

Bis zum Jahr 2030 soll der Anteil der erneuerbaren Energien bei Strom bei 80 % liegen (Bundesregierung 2022).

Der Strombedarf steigt

Strom aus erneuerbaren Energien soll in Zukunft andere Energieträger ersetzen. Ein Beispiel dafür ist die Elektromobilität: Statt mit Benzin oder mit Diesel werden Autos und andere Fahrzeuge mehr und mehr mit Strom fahren. Dadurch steigt die Menge an Strom, die wir benötigen. Wissenschaftler*innen sind sich überwiegend einig, dass Deutschland den steigenden Energiebedarf trotz Atom- und Kohleausstieg komplett aus erneuerbaren Energien decken kann, wenn die Energiewende schnell genug vorangetrieben wird (Umweltbundesamt 2021 und Hauenstein et al. 2022).

Wichtige Handlungsfelder

Bis zum Jahr 2045 will Deutschland treibhausgasneutral werden. Um dieses Ziel zu erreichen, braucht es Veränderungen im Energiesektor. Hier werden drei wichtige Handlungsfelder vorgestellt.

Raus aus der Kohle

Kohlekraftwerke gehören zu den größten Verursachern von Treibhausgasen in Deutschland. Allerdings nicht mehr lange, denn der Ausstieg aus der Stromerzeugung durch Kohle ist beschlossene Sache. Aktivist*innen wie Fridays for Future haben lange für einen Ausstieg aus der Kohle gekämpft. Im Jahr 2020 wurde gesetzlich festgelegt, dass Deutschland bis spätestens 2038 keinen Kohlestrom mehr produzieren wird. Ein früherer Ausstieg aus der Kohle, bis zum Jahr 2030, wird durch die aktuelle Regierung (SPD, Bündnis 90/Die Grünen, FDP) im Koalitionsvertrag angestrebt, damit Deutschland seine Klimaziele überhaupt erreichen kann.

Ausbau der erneuerbaren Energien für alle

Bis zum Jahr 2030 sollen mindestens 80 % des Stroms in Deutschland aus erneuerbaren Energien stammen (Bundesregierung 2022). Dafür müssen viele Erneuerbare-Energien- Anlagen in kurzer Zeit gebaut werden. Damit das gelingt, sollen die Verfahren zum Bau neuer Windräder und Photovoltaik- Anlagen einfacher und schneller werden. Zudem müssen Kommunen mehr freie Flächen für den Bau neuer Anlagen zur Verfügung stellen. Außerdem ist geplant, dass die Menschen in Deutschland stärker an der Energiewende beteiligt werden. Ein Beispiel: Sie werden durch Bürger*innen-Energie-Gesellschaften, die regional Strom aus erneuerbaren Energien erzeugen, selbst zu Energieproduzent*innen.

Weniger Energie verbrauchen

Um das Ziel Treibhausgasneutralität bis zum Jahr 2045 zu erreichen, müssen wir unseren Energieverbrauch in Deutschland deutlich reduzieren. Dafür ist es wichtig, die Energie in allen Sektoren effizienter zu nutzen. Das bedeutet, dass weniger Energie verbraucht wird, um zum gleichen Ziel zu gelangen. Ein Beispiel dafür sind Leuchtmittel: LED-Lampen benötigen bis zu 40 % weniger Energie als Energiesparlampen (Deutsche Energie-Agentur (dena) 2018). Sie haben also eine bessere Energieeffizienz.

Energiewende in Deutschland

Um das Ziel Treibhausgasneutralität bis zum Jahr 2045 zu erreichen, wird die Energieversorgung in Deutschland Schritt für Schritt umgebaut – weg von fossilen Energieträgern und Kernkraft, hin zu 100 % erneuerbaren Energien und weniger Energieverbrauch. Der Überbegriff für diesen Prozess heißt Energiewende. Die Energiewende geht über den Sektor Energiewirtschaft hinaus: Sie betrifft die Stromerzeugung, aber auch den Verkehr und den Wärmebereich. Die Energieversorgung eines ganzen Landes umzustellen, ist eine große Herausforderung für alle: für die Politik, für Energie-Produzierende und Energie- Nutzende. Der wichtigste Baustein, damit dies funktioniert, ist der Ausbau der erneuerbaren Energien. Weitere wichtige Bausteine für die Energiewende sind der Netzausbau und der Ausbau der Energiespeicher.

Die Energiewende macht die Energieversorgung in Deutschland nicht nur klimafreundlich, sondern auch weniger abhängig von anderen Ländern oder einzelnen großen Unternehmen. Zudem sind viele erneuerbare Energien unbegrenzt verfügbar und somit langfristig auch günstiger (Co2online 2022).

Netzausbau

Wind- und Solarenergieanlagen sind in Deutschland sehr ungleichmäßig verteilt. An den Küsten in Norddeutschland gibt es mehr Wind, im Süden von Deutschland mehr Sonne. Deshalb muss der Strom über weite Strecken transportiert werden. Um diese Herausforderung zu meistern, muss das Stromnetz ausgebaut werden.

Energiespeicher

Wenn der Wind besonders stark ist oder die Sonne sehr lange scheint, wird manchmal durch Wind- und Solarenergieanlagen mehr Energie erzeugt als in diesem Moment benötigt wird. Um die überschüssige Energie nutzen zu können – zum Beispiel für Zeiten, in denen kein Wind weht und die Sonne nicht scheint –, braucht es mehr Möglichkeiten, um Energie zu speichern.

Handel mit CO2-Emissionen

Der Handel mit CO2-Emissionen ist ein politisches Werkzeug, um die Menge der ausgestoßenen Treibhausgase zu begrenzen. In der Europäischen Union gibt es seit 2005 den Europäischen Emissionshandel (EU-ETS).

Vereinfacht erklärt, funktioniert der Europäische Emissionshandel so: Es wird festgelegt, wie viele Tonnen CO2 in einem bestimmten Zeitraum insgesamt ausgestoßen werden dürfen. Diese Menge wird immer weiter reduziert, um das europäische Ziel bis zum Jahr 2050 treibhausgasneutral zu werden zu erreichen.

Unternehmen in der EU erhalten die Berechtigung in einem bestimmten Zeitraum eine bestimmte Menge CO2 auszustoßen – diese Berechtigungen heißen Emissionszertifikate. Ein Zertifikat entspricht meistens einer Tonne CO2 . Wenn ein Unternehmen mehr Treibhausgase ausstoßen will, sodass die Zertifikate nicht reichen, muss es neue Zertifikate dazukaufen. Wenn ein Unternehmen, weniger Treibhausgase ausstößt, kann es die übrigen Zertifikate verkaufen. So wird klimaschädliches Wirtschaften teurer und Unternehmen, die weniger Treibhausgase ausstoßen haben einen Vorteil.

Der Europäischen Emissionshandel deckt nicht alle Sektoren ab. Bisher sind nur Teile der Energiewirtschaft, die besonders energieintensive Industrie und der innereuropäische Flugverkehr zum Kauf von Emissionszertifikaten verpflichtet. Insgesamt werden so etwa 36 % der europäischen Emissionen vom EU-ETS abgedeckt.*

Mehr Informationen zum Handel mit CO2 -Emissionen findet ihr zum Beispiel im Buch „Machste dreckig – Machste sauber: die Klimalösung“ aus dem StartPaket.

*Umweltbundesamt (2022): Der Europäische Emissionshandel. Unter: https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/der-europaeische-emissionshandel#teilnehmer-prinzip-und-umsetzung-des-europaischen-emissionshandels, letzter Zugriff: 31.10.2022

Werdet aktiv: Klimaschutz an eurer Schule

Strom-Check

Worum geht’s? Mit Hilfe der Materialien im KlimaPaket Energie und einigen stromsparenden Maßnahmen verringert ihr den Stromverbrauch eurer Schule und verhindert so Treibhausgasemissionen. Dabei seid ihr natürlich nicht allein – ganz im Gegenteil! Ihr habt geeignetes Fachpersonal an eurer Schule, das euch sicherlich hilft. Sprecht doch einmal mit den Hausmeister*innen oder Physiklehrer*innen. Der Strom-Check ist eine gute Gelegenheit, aus eurem Klassenzimmer herauszukommen und gemeinsam das Schulgebäude zu erkunden. Im KlimaPaket Energie sind verschiedene Materialien wie zum Beispiel Energiemessgeräte oder ein Kühlschrankthermometer beigelegt. Macht euch vertraut mit den Materialien und überlegt euch gemeinsam, wo im Schulgebäude ihr diese ausprobieren möchtet.

Habt ihr noch alte Glühbirnen? Allein durch den Austausch der alten Birnen durch stromsparende LED-Leuchten kann eine durchschnittliche Schule bis zu 1 t CO2 pro Jahr einsparen (Berechnung basierend auf Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung Hamburg & Destatis 2016).

Drei weitere Ideen

Exkursion zu einer Erneuerbare- Energien-Anlage in der Umgebung (z. B. Windpark)

Wie wird eigentlich aus Wind oder Sonne Strom hergestellt? Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, könnt ihr einen Wind- oder Solarpark in eurer Nähe besuchen und dadurch spannende Einblicke in die Energiewende gewinnen.

Messprojekt: Wie viel Energie benötigt dein Handy?

Euer Handy verbraucht auch viel Strom, wenn ihr es gar nicht nutzt. Vor allem die mobilen Daten verbrauchen viel Akku. Schaltet für einen Tag während des Unterrichts die mobilen Daten eures Handys aus und vergleicht, wie viel Akku ihr am Ende dieses Schultages noch habt.

Solar-Karussell

Wie kann die Kraft der Sonne genutzt werden? Das könnt ihr selbst herausfinden, indem ihr ein SolarKarussell bastelt. Das ist gar nicht schwer und ihr benötigt nur wenige Materialien, die ihr bestimmt zu Hause habt.

Anleitung Solar-Karussell

Wie kann die Kraft der Sonne genutzt werden? Das könnt ihr selbst herausfinden, indem ihr ein Solar-Karussell bastelt, welches nur mit der Energie der Sonne in Bewegung versetzt wird.

Das benötigt ihr:

  • Dickeres schwarzes Papier
  • Alufolie
  • einen Faden
  • ein möglichst breites Glas (Ideal: Einmachgläser)
  • Schere
  • Kleber
  • Lineal
  • Stift

Schritt 1:
Beklebt das schwarze Papier auf einer Seite mit Alufolie und schneidet zwei schmale Streifen (ca. 2 cm breit) ab. Die Länge wählt ihr so, dass die Streifen gefaltet in euer Glas passen. Im Zweifel könnt ihr aber auch später kürzen.

Schritt 2:
Faltet die beiden Streifen in der Mitte, sodass ein V entsteht. Die Seite mit der Alufolie ist dabei innen.

Schritt 3:
Schneidet das eine ‚V‘ am Knick ein Stückchen von rechts ein und das andere ein Stückchen von links. Steckt die beiden Streifen an den Schlitzen ineinander.

Schritt 4:
Bindet nun ein Stück Bindfaden in der Mitte des ‚V‘ fest. Befestigt das andere Ende des Fadens an einem Stift und legt diesen quer über das Glas, sodass die Papierstreifen im Glas hängen und sich gut bewegen können.

Schritt 5:
Fertig ist euer Solar-Karussell. Stellt es nun an einen warmen Ort in die direkte Sonne, damit es sich drehen kann.

Die Idee für das Solar-Karussell stammt von envia M: Energiewissen für Schüler: Solarenergie und ist hier zu finden. Wir haben die Anleitung ausprobiert und an einigen Stellen angepasst.

Bilder: BildungsCent e.V.

Quellen

Energie und Klima

Umweltbundesamt (2022): Trendtabellen THG nach Sektoren. Unter: https://www. umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/361/dokumente/2022_03_15_ trendtabellen_thg_nach_sektoren_v1.0.xlsx, letzter Zugriff 24.06.2022.
Bundesregierung (2022): Energiewende beschleunigen – Mehr Energie aus erneuerbaren Quellen. Unter: https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/ energiewende-beschleunigen-2040310#:~:text=Um%20die%20Klimaschutzziele%20zu%20 erreichen,auf%20mindestens%2080%20Prozent%20steigen, letzter Zugriff 14.09.2022.
DESTATIS (2022): Bruttostromerzeugung in Deutschland für 2019 bis 202. Unter: https:// www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Energie/Erzeugung/Tabellen/ bruttostromerzeugung.html, letzter Zugriff 07.10.2022. Umweltbundesamt (2021): Stromversorgung. Unter: https://www.umweltbundesamt.de/ themen/klima-energie/energieversorgung/stromversorgung#die-stromversorgung-ist-auchmit-einem-kohleausstieg-bis-2030-sicher, letzter Zugriff 14.09.2022.
Hauenstein, C.; Hainsch, K.; Herpich, P.; von Hirschhausen, C.; Holz, F.; Kemfert, C.; Kendziorski, M.; Oei, P.-Y. und Rieve, C. (2022): Stromversorgung auch ohne russische Energielieferungen und trotz Atomausstiegs sicher – Kohleausstieg 2030 bleibt machbar. DIW Aktuell 84. Unter: https://www.diw.de/documents/publikationen/73/diw_01.c.839634.de/diw_aktuell_84.pdf, letzter Zugriff 14.09.2022.

Wichtige Handlungsfelder

Bundesregierung (2022): Energiewende beschleunigen – Mehr Energie aus erneuerbaren Quellen. Unter: https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/ energiewende-beschleunigen-2040310#:~:text=Um%20die%20Klimaschutzziele%20zu%20 erreichen,auf%20mindestens%2080%20Prozent%20steigen, letzter Zugriff 14.09.2022.
Deutsche Energie-Agentur (dena) (2018): Energiespartipps für die Beleuchtung. Unter: https://www.dena.de/fileadmin/dena/Publikationen/PDFs/2018/Energiespartipps_fuer_die_ Beleuchtung.pdf, letzter Zugriff 06.09.2022.
co2online (2022): Erneuerbare Energien im Überblick: Wie groß ist ihr Anteil? Was sind die Vor- und Nachteile? Unter: https://www.co2online.de/klima-schuetzen/energiewende/ erneuerbare-energien/, letzter Zugriff 12.09.2022.

Werdet aktiv: Klimaschutz an eurer Schule

Landesinstitut für Lehrerbildung und Schulentwicklung Hamburg: CO2 Einsparungen berechnen. Unter: https://li.hamburg.de/themenuebergreifend/4495728/ themenuebergreifend-co2einsparung/, letzter Zugriff 28.09.2022.
Destatis (2016): Schulen auf einen Blick. Ausgabe 2016. Unter: https://www.destatis.de/DE/ Themen/Gesellschaft-Umwelt/Bildung-Forschung-Kultur/Schulen/Publikationen/DownloadsSchulen/broschuere-schulen-blick-0110018169004.pdf?__blob=publicationFile, letzter Zugriff 28.09.2022.