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Was ist eine Energiewende?
Veröffentlicht: 8. Juli 2024
Mitwirkende: Alice Gomstyn, Alexandra Jonker
Eine Energiewende ist eine gesellschaftliche Verlagerung des Verbrauchs von einer vorherrschenden Energieform zu einer anderen. Heute bezieht sich der Begriff in der Regel auf die Umstellung der Energiesysteme von fossilen Brennstoffen hin zu sauberen, erneuerbaren Energien. Diese globale Energiewende ist Teil der weltweiten Bewegung zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Eindämmung des Klimawandels.
Die wichtigsten Energiequellen für die moderne Energiewende sind Wasserkraft, Windkraft und Solarenergie. Zu den Technologien, die den Übergang unterstützen, gehören Energiespeichersysteme, elektrische Geräte und Tools für das Lieferkettenmanagement. Zwar stellen Aspekte wie Vorlaufkosten und Zuverlässigkeit eine Herausforderung für die Einführung erneuerbarer Energien dar, doch können staatliche Maßnahmen und die Anerkennung der Vorteile erneuerbarer Energien zu einer Beschleunigung der Umstellung beitragen.
In der Vergangenheit wurde die Energiewende durch Innovation und Notwendigkeit vorangetrieben. So hat die Industrialisierung beispielsweise den Übergang von der Holzverbrennung zur Verbrennung von Kohle vorangetrieben, während der Verbrennungsmotor und die Produktion von benzinbetriebenen Fahrzeugen die Abhängigkeit der Welt von Öl beschleunigten.
In den 1970er Jahren weckten die Ölkrise und die steigenden Energiepreise ein größeres Interesse an erneuerbaren Energien: Energie, die aus Quellen stammt, die schneller wieder aufgefüllt werden, als sie verbraucht werden. Später verlieh das wachsende Bewusstsein für den Klimawandel und seine anthropogenen Ursachen – nämlich die Treibhausgase (THG), die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe freigesetzt werden – der Bewegung zur Einführung erneuerbarer Energielösungen und zur Umgestaltung des Energiesektors noch mehr Dringlichkeit.
Warum konzentriert sich die heutige Energiewende auf erneuerbare Energien?
Die meisten erneuerbaren Energien verursachen wenig bis gar keine CO2- oder andere Treibhausgasemissionen, weshalb sie oft als grüne oder nachhaltige Energien bezeichnet werden. Die Verdrängung von Strom aus fossilen Brennstoffen durch diese grüne Energie kann die Dekarbonisierung auf der ganzen Welt erleichtern.
Solche Emissionsminderungen sind notwendig, um dem von den globalen politischen Entscheidungsträgern vorgegebenen Fahrplan zu folgen: Das Pariser Klimaabkommen von 2015 setzte das Ziel, den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf zwei Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau zu verhindern, und legte Emissionsgrenzwerte für Länder auf der ganzen Welt fest. Um diesen Grad der Erderwärmung zu verhindern, sind den Vereinten Nationen zufolge bis 2050 Netto-Null-Emissionen erforderlich.
Welche Arten von erneuerbaren Energien treiben die derzeitige Energiewende an?
Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) erzeugten erneuerbare Energiequellen im Jahr 2023 weniger als ein Drittel des weltweiten Stroms.1 Um den Anstieg der globalen Temperaturen zu begrenzen, muss der Anteil erneuerbarer Energien am globalen Energiemix jedoch deutlich höher ausfallen. Dementsprechend einigten sich die Regierungen auf der Klimakonferenz der Vereinten Nationen 2023 darauf, die Kapazität erneuerbarer Energien bis 2030 zu verdreifachen. Die wichtigsten Energieressourcen, die zum Erreichen dieses Ziels eingesetzt werden, sind:
Wasserkraft beruht auf der Bewegung von Wasser zu Turbinen, die Strom erzeugen. Wasserkraftwerke können Strom aus Flussläufen und Bächen, Meeres- und Gezeitenenergie, Stauseen und Dämmen gewinnen. Nach Angaben der IEA erzeugte die Wasserkraft im Jahr 2022 15 % des weltweiten Stroms. Die IEA prognostiziert, dass die Wasserkraft bis 2030 der größte Anbieter sauberer Energie bleiben wird.
Windenergie beinhaltet Stromerzeugung in kleinem bis großem Maßstab, je nach Größe der verwendeten Windturbine. Heute werden große Windparks angelegt, um die stärkeren Offshore-Winde zu nutzen und die Offshore-Windkraftkapazität potenziell zu verdoppeln. Windenergie machte im Jahr 2022 mehr als 7 % der weltweiten Stromerzeugung aus.
Solarenergie ist die Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität durch zwei Methoden: Photovoltaik (PV) und konzentrierende Solarthermie (CSP). PV ist die gebräuchlichere Umwandlungsmethode und nutzt Sonnenkollektoren, um Sonnenenergie zu sammeln und in Strom umzuwandeln. Nach Angaben der IEA produzierte die Photovoltaik im Jahr 2022 4,5 % des weltweiten Stroms. Die IEA geht jedoch davon aus, dass die Stromerzeugung aus Solarenergie die aus Windkraft bis 2028 übersteigen wird.
Geothermische Energie und Biomasse tragen ebenfalls zur weltweiten Energieversorgung bei, wenn auch in deutlich geringeren Mengen.
Welche erneuerbaren Technologien unterstützen die heutige Energiewende?
Die wichtigsten Energietechnologien, die die heutige Energiewende unterstützen, sind:
Energiespeichersysteme können helfen, den Stromfluss zu stabilisieren, indem sie Energie zu Zeiten bereitstellen, in denen erneuerbare Energiequellen keinen Strom erzeugen. Dies geschieht beispielsweise nachts bei Solarenergie-PV-Anlagen und an windstillen Tagen, wenn sich die Windräder nicht drehen. Zu den Energiespeichertechnologien gehören Lithium-Ionen-Batterien, Pumpspeicher und komprimierte Luftspeicher.
Elektrifizierung bezeichnet die Umwandlung eines Geräts, Systems oder Prozesses, das von nichtelektrischen Energiequellen abhängig ist, in ein Gerät, das mit Elektrizität betrieben wird. Wenn elektrische Geräte, die mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden, Geräte ersetzen, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, unterstützen sie die Energiewende. Die Elektrifizierung findet sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich statt. So ersetzen beispielsweise erdgasbetriebene Herde in vielen Haushalten Induktionskochfelder, während einige Produktionsstätten auf industrielle Wärmepumpen anstelle von Heiztechnologien auf Basis fossiler Brennstoffe umsteigen.
Elektrofahrzeuge (EVs) ersetzen zunehmend mit fossilen Brennstoffen betriebene Fahrzeuge und sind damit eines der prominentesten und am weitesten verbreiteten Beispiele für die Elektrifizierung. Elektrofahrzeuge können die Energiewende aber auch auf andere Weise unterstützen: bei der Energiespeicherung. Elektrofahrzeuge können als Energiespeicher für Stromnetze dienen, wenn sie an Ladestationen angeschlossen werden. Mithilfe der Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) kann ungenutzte Energie, die in der Batterie des Elektrofahrzeugs gespeichert ist, in ein Stromnetz eingespeist werden.
Bei der Kohlendioxidabscheidung und -speicherung werden Kohlendioxidemissionen abgefangen und gebunden, bevor sie in die Erdatmosphäre gelangen. Die CO2-Abscheidung und -Speicherung ist zwar Teil der umfassenderen Bemühungen um die Eindämmung des Klimawandels und das Erreichen von Klimaneutralität, spielt aber auch eine Rolle bei der heutigen Umstellung auf erneuerbare Energien, indem sie die Emissionen aus mit fossilen Brennstoffen betriebenen Energiequellen reduziert. Wie Energiespeichertechnologien kann auch Energie aus fossilen Brennstoffen dazu beitragen, die Energieversorgung zu stabilisieren, wenn die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien nur sporadisch erfolgt. Die Technologie zur Kohlendioxidabscheidung kann bei Bedarf eine kohlenstoffarme Energieerzeugung aus fossilen Brennstoffen ermöglichen.
Laut einem Bericht des Carbon Disclosure Project (CDP) sind die Lieferketten von Unternehmen für mehr als 90 % ihrer gesamten Treibhausgasemissionen verantwortlich, einschließlich der CO2-Emissionen. Nachhaltiges Lieferkettenmanagement integriert Umweltaspekte in die Beschaffung, Produktion und den Vertrieb von Waren und Dienstleistungen. Zu diesen Umweltaspekten kann auch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen anstelle fossiler Brennstoffe gehören. Lieferkettenmanagement-Tools, die künstliche Intelligenz und IoT-Geräte (Internet der Dinge) umfassen, können dabei helfen, den Energieverbrauch zu überwachen und Entscheidungen über die Energiebeschaffung zu treffen.
Welche Vorteile und Herausforderungen bringt die heutige Energiewende mit sich?
Während Emissionsreduzierungen und die Eindämmung des Klimawandels die wichtigsten Treiber der derzeitigen Energiewende sind, bietet der Wechsel zu erneuerbare Energien eine Reihe weiterer Vorteile.
Erneuerbare Energiequellen diversifizieren die Energiemärkte und stärken die Sicherung der Energieversorgung der Länder in Zeiten, in denen geopolitische Konflikte und Unterbrechungen der Lieferkette weltweit den Zugang zu fossilen Brennstoffen verringern. Der Einsatz von Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energien und Elektrifizierung führt häufig zu einer höheren Energieeffizienz und einem geringeren Wartungsbedarf und trägt so zur Senkung der Energie- und Wartungskosten bei. Untersuchungen haben gezeigt, dass Projekte für erneuerbare Energien das Wirtschaftswachstum ankurbeln, Arbeitsplätze schaffen, die Energiearmut lindern und Entwicklungsländer auf den Weg in eine sauberere Zukunft bringen können, was als ein gerechter Übergang bezeichnet wird.
Allerdings stehen die Bemühungen um die Energiewende vor mehreren Herausforderungen. Zu diesen Problemen zählen die unstete Natur der Energieproduktion aus erneuerbaren Quellen, die hohen Vorlaufkosten für den Bau und die Installation von Equipment und Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien sowie der Mangel an Netzkapazität und Infrastruktur zur Unterstützung der Elektrifizierung.
Welche politischen Maßnahmen unterstützen die heutige Energiewende?
Regierungen von Europa bis Asien haben in den letzten Jahren politische Initiativen gestartet, um die Einführung erneuerbarer Energien in Verbindung mit anderen Klimaschutzmaßnahmen zu fördern. Diese Programme tragen dazu bei, die Kosten für die Umstellung auf erneuerbare Energien zu decken und die dafür notwendige Infrastruktur zu stärken.
- In der Erneuerbare-Energien-Richtlinie der Europäischen Union wurde das Ziel festgelegt, bis 2030 mindestens 42,5 % des Energieverbrauchs in der EU aus erneuerbaren Energien zu beziehen. Die Richtlinie fordert die Mitgliedstaaten auf, Anreize für die Einführung erneuerbarer Energien zu schaffen.
- In den Vereinigten Staaten bietet der Inflation Reduction Act Anreize, um die Kosten für erneuerbare Energien für Unternehmen, gemeinnützige Organisationen und lokale Behörden zu senken, während der Bipartisan Infrastructure Act Subventionen bereitstellt, um die Flexibilität und Zuverlässigkeit von Energienetzen zu verbessern.
- In Afrika laufen derzeit zahlreiche Initiativen zur Entwicklung erneuerbarer Energien im Rahmen von Partnerschaften zwischen afrikanischen Regierungen, privaten Investoren und Organisationen wie der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA). Im Juni 2024 kündigte der Africa 50 Fund an, dass er in Zusammenarbeit mit IRENA bis zu 100 Millionen US-Dollar in Energiewendeprojekte auf dem Kontinent investieren werde.
- Sowohl China als auch Indien machen Fortschritte bei den von der IEA als „ehrgeizig“ bezeichneten Zielen für erneuerbare Energien. Im Jahr 2023 hat China 216 Gigawatt Solarkapazität hinzugefügt – ein neuer Rekord –, während die indische Regierung plant, bis 2030 500 Gigawatt saubere Energie zu installieren.
Weiterführende Lösungen
Berechnen Sie Treibhausgasemissionen genau, erstellen Sie Berichte darüber und verfolgen Sie die Fortschritte im Hinblick auf Ihre Dekarbonisierungsziele mit der Software zum Management von Treibhausgasemissionen.
Konsolidieren Sie Energiedaten und verbessern Sie das Energiemanagement in Ihrem Unternehmen mit der Dekarbonisierungssoftware von IBM Envizi.
Nutzen Sie die richtige Kombination aus Mitarbeitern, Prozessen und Technologie, um Nachhaltigkeitsziele in die Tat umzusetzen und ein verantwortungsbewussteres und profitableres Unternehmen zu werden.
Ressourcen
Erneuerbare Energie ist Energie, die aus natürlichen Quellen gewonnen wird, die sich schneller regenerieren als sie verbraucht werden.
Die Dekarbonisierung ist sowohl eine Methode zur Bekämpfung des Klimawandels als auch der Prozess, bei dem der Ausstoß von Treibhausgasen in der Atmosphäre deutlich reduziert oder eliminiert wird.
Elektrifizierung ist die Umwandlung eines Geräts, Systems oder Prozesses, das von nicht-elektrischen Energiequellen wie fossilen Brennstoffen abhängig ist, in ein elektrisch betriebenes Gerät, System oder Prozess.
In allen Branchen besteht dringender Handlungsbedarf, insbesondere in den Sektoren, die am meisten zu den globalen CO2-Emissionen beitragen.
Die Möglichkeit, Energie zu speichern, kann die Umweltauswirkungen der Energieerzeugung und des Energieverbrauchs verringern und den Ausbau sauberer, erneuerbarer Energie erleichtern.
Unternehmen nutzen erneuerbare Energien, um den Betrieb zu betreiben, die Energieeffizienz zu optimieren, nachhaltige Lieferketten aufzubauen und den Ruf ihrer Marke zu verbessern.
Fußnoten
1 „Erneuerbare Energien 2023: Strom.“ (Link befindet sich außerhalb von ibm.com). International Energy Agency. 2023.