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.

Mit folgenden Maßnahmen könnt ihr an eurer Schule Strom sowie Treibhausgasemissionen einsparen:

Alte Glühbirnen durch LED-Lampen ersetzen

  • 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).
    Überprüft, welche Art von Lampen in eurer Schule verwendet werden. Wenn Glühbirnen oder Halogen-Leuchten verwendet werden, dann ersetzt diese wenn möglich durch energiesparende LED-Lampen oder Energiesparlampen. Durch den verringerten Stromverbrauch spart eure Schule nicht nur Geld, sondern auch eine Menge CO2.

Elektronische Geräte ganz ausschalten

  • Selbst wenn sich Geräte im Stand-by- oder Ruhemodus befinden, verbrauchen sie Strom. Überprüft mit dem Energiekosten-Messgerät, wie viel Strom verschiedene Geräte im Stand-by-Modus verbrauchen.
    Um Energie zu sparen, könnt ihr also darauf achten, Geräte ganz auszuschalten, wenn ihr sie nicht mehr benutzt. Das erkennt ihr daran, dass kein kleines Lämpchen leuchtet – oder ihr zieht den Stecker aus der Steckdose. Mit der Mehrfachsteckdose aus dem KlimaPaket Energie könnt ihr ganz einfach mehrere Geräte auf einmal ganz ausschalten.
    Macht auf das Problem aufmerksam: Klebt zum Beispiel Hinweisschilder mit der Aufschrift „Bitte ganz ausschalten“ an Geräte, um die anderen Schüler*innen und Lehrer*innen an eurer Schule aufmerksam zu machen.
    Zu den energiefressenden Geräten an eurer Schule gehören zum Beispiel:

    • Drucker und Kopierer
    • Computer
    • Fernseher
    • Projektoren
    • Ladegeräte
    • Beleuchtung
    • Haushaltsgeräte
    • Getränkeautomaten

Temperatur von Kühlschränken und Getränkeautomaten optimieren

  • Welche Kühlschränke gibt es im Schulgebäude? Sprecht mit Hausmeister*innen, Mitarbeiter*innen der Mensa oder euren Lehrer*innen und prüft ob die Kühlschränke auf die richtige Temperatur eingestellt sind. Nehmt dafür auch das Kühlschrankthermometer aus dem KlimaPaket Energie zur Hilfe. Die optimale Kühlschranktemperatur beträgt 7 Grad Celsius. Im Gefrierschrank oder -fach sollte es nicht kälter als -18 Grad Celsius sein. Jedes Grad Celcius weniger bedeutet etwa 6 % mehr Energieverbrauch.
    Ebenso könnt ihr die Temperatur eures Getränkeautomaten überprüfen: Reichen evtl. ein bis zwei Grad weniger Kühlung?

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.

Maßnahmen Klimaschutzplan

Im Jahr 2016 hat die Bundesregierung den Klimaschutzplan beschlossen. Der Klimaschutzplan beschreibt Deutschlands Weg zur Treibhausgasneutralität und enthält Ziele und Maßnahmen für jeden Sektor.

Hier fassen wir die geplanten Maßnahmen im Sektor Energiewirtschaft zusammen.

Energieeffizienz: Um den Energieverbrauch zu senken oder zu vermeiden, ist eine effiziente Nutzung von Energie in Deutschland nötig. Um das zu erreichen, hat die Bundesregierung verschiedene Handlungsempfehlungen erstellt. Werden diese umgesetzt, wird der Energieverbrauch in Deutschland deutlich zurückgehen.

Erneuerbare Energien: Der Ausbau der erneuerbaren Energien soll vorangetrieben werden. Es ist dabei geplant, die Ziele des Naturschutzes mitzudenken. Auch Bürger*innen-Energie soll einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten.

Strom 2030: Damit Deutschland seine Klimaziele überhaupt erreichen kann, soll bis 2030 80 % des erzeugten Stroms in Deutschland aus erneuerbaren Energien stammen.1 Um dies zu schaffen, müssen in den nächsten Jahren aber deutlich mehr Windkraft- und Solaranlagen gebaut werden.

Sektorenkopplung: Andere Sektoren werden mit Strom aus erneuerbaren Energien versorgt. Das können z. B. Elektrofahrzeuge im Verkehrssektor oder Wärmepumpen im Gebäudesektor sein. Dafür sollen effizientere Technologien entwickelt werden, die mit möglichst wenig erneuerbarem Strom möglichst viele fossile Brennstoffe ersetzen.

Finanzierung der Energieversorgung: Um die Energieversorgung durch erneuerbare Energien und die dafür notwendige Infrastruktur bezahlen zu können, sollen sich alle energieverbrauchenden Sektoren an der Finanzierung beteiligen.

Forschung und Entwicklung: Forschung mit dem Fokus auf Bereiche wie erneuerbare Energietechnologien, Netze, Speicher und zu Technologien der Sektorenkopplung wird besonders gefördert. Ebenso wird Forschung zu Technologien und Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz verstärkt gefördert. Wichtig ist aber, dass die Ergebnisse dann auch in die Praxis umgesetzt werden.

Kommission „Wachstum, Strukturwandel und Regionalentwicklung“: Es wird eine Kommission eingesetzt, die zur Unterstützung des Strukturwandels* Maßnahmen entwickelt, die wirtschaftliche Entwicklung, Strukturwandel, Sozialverträglichkeit und Klimaschutz zusammenbringen. Dazu gehören notwendige Investitionen in den vom Strukturwandel betroffenen Branchen und Regionen und deren Finanzierung.

ETS (EU Emissions Trading Scheme): Der Emissionshandel auf europäischer Ebene wird gestärkt und bis Ende des Jahrzehnts um die Sektoren Verkehr und Gebäude erweitert. Außerdem werden weniger Zertifikate auf dem Markt sein, wodurch der Preis für den Ausstoß von CO2 in der EU deutlich ansteigen soll. Dies zielt darauf ab, die notwendigen Investitionen in nachhaltige Technologien zu beschleunigen.

1 https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/energiewende-beschleunigen-2040310
* Als Strukturwandel bezeichnet man den wirtschaftlichen oder gesellschaftlichen Wandel einer Region. Zum Beispiel wurde im Ruhrgebiet oder der Lausitz immer viele Jahrzehnte Kohle abgebaut. Da Deutschland aber in Zukunft keine Kohle mehr verbrennen möchte, müssen sich die Menschen in den Regionen andere Jobs suchen. Damit dies auch klappt und nicht viele Menschen arbeitslos werden, sind gezielte Maßnahmen der Bundesregierung notwendig.