Sonnenenergie im Energiemix

Der Sonne im Energiemix kommt eine wachsende Bedeutung zu. Sowohl in Deutschland als auch in Europa und weltweit wächst ihr Anteil beständig. Dennoch ist die Nutzung erneuerbarer Energien allgemein und der Sonnenenergie im Besonderen weiterhin ausbaufähig. Um den wachsenden Energiebedarf bedienen zu können und eine klimafreundliche Energieversorgung sowie Energiesicherheit durch eine hohe Selbstversorgung zu erreichen, müssen Investitionen und Ausbautempo noch deutlich zulegen. 

Der Energiemix beschreibt den Anteil der einzelnen Primärenergieträger zur Energieversorgung – für Strom, Wärme, Verkehr und Industrie (den sogenannten “Sektoren”). In Deutschland kommen die Primärenergieträger Steinkohle, Braunkohle, Erdgas, Erdöl, Uran und erneuerbare Energien wie Sonne, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie zum Einsatz. Energie, die aus "Primärenergieträgern" erzeugt wird, heißt Primärenergie. 

Der Energiemix umfasst somit unterschiedliche Energiequellen, die zur Energieversorgung eines Landes beitragen. Primärenergieträger sind ursprüngliche Ressourcen, die zunächst in nutzbare Energie umgewandelt werden. Zum Beispiel wandeln Raffinerien Rohöl in Benzin um, mit dem Fahrzeuge betankt werden. Erst durch Verbrennen wird Energie freigesetzt, die das Fahrzeug antreibt. Um aus Kohle als Primärenergieträger Strom als nutzbare Endenergie zu gewinnen, wird diese zunächst in Kohlekraftwerken verbrannt. Mit dem Erzeugen von Energie ist immer auch ein gewisser Energieaufwand verbunden. In der Regel ist die Primärenergie daher höher als die gewonnene Endenergie. Die Endenergie ist die Energie, die dem Verbraucher nach Transport und Umwandeln zum Verbrauch zur Verfügung steht. 

Der Strommix hingegen fasst alle Energiequellen zur Erzeugung von Strom zusammen und beschreibt, welchen Anteil die Quellen an der Gesamterzeugung haben.

Regenerative Energien wie Sonne, Wind, Biomasse und Wasserkraft können als primäre Energieträger im Energiemix fossile Energieträger, wie Kohle, Erdöl oder Erdgas ersetzen. Aus ihnen lassen sich Strom, Wärme und Kälte gewinnen. Auch im Verkehrssektor können die Erneuerbaren Energien mit Hilfe spezieller Verfahren in Kraftstoffe umgewandelt zum Einsatz kommen oder in Form elektrischer Energie direkt zum Laden von E-Fahrzeugen genutzt werden. 

Damit bedienen erneuerbare Energien ein breites Einsatzspektrum, das alle Bereiche der Energieerzeugung und -nutzung umfasst. Ihr Einsatz reduziert in großem Maße das Freiwerden klimaschädigender Treibhausgase. Während im Stromsektor in den letzten Jahren bereits große Fortschritte beim Ausbau der erneuerbaren Energien gemacht wurden, hinken der Wärmesektor und der Verkehrssektor noch weit hinterher. Dabei kann die Sonnenenergie mit ihrem Potenzial auch hier eine weitaus größere Rolle im Energiemix spielen, wenn sie im Rahmen der Sektorenkopplung für Verkehr und Wärmegewinnung eingesetzt wird. Der Beitrag legt daher besonderes Augenmerk auf den erneuerbaren Energieträger Sonne. 

Die Stromversorgung in Deutschland basiert auf einen breiten Mix an Energieträgern. In den letzten Jahren hat sich der Trend immer mehr in Richtung erneuerbare Energien verschoben. Lag der Anteil der Erneuerbaren im Jahr 2000 noch bei rund 6 Prozent, liegt er zwanzig Jahre später bei rund 46 Prozent. Bis 2030 sollen 80 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energiequellen stammen. 

Der Strommix in Deutschland im Jahr 2021

2021 wurden insgesamt 505,3 Terrawattstunden (TWh) Strom in Deutschland erzeugt und ins Netz eingespeist. 

Der Strommix in Deutschland setzte sich 2021 wie folgt zusammen: 

• 57,4 Prozent stammten aus konventionellen Energieträgern wie Steinkohle, Braunkohle, Erdgas und Kernenergie. Sie erzeugten insgesamt 289,9 Terrawattstunden (TWh) Strom.
• 42,6 Prozent der Nettostromerzeugung im deutschen Strommix betrug der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung. Gemeinsam erzeugten Sonne in Form von Photovoltaik, Windkraft, Biomasse und Wasserkraft insgesamt 215,4 Terrawattstunden (TWh) Strom.

Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien hat aufgrund der ungünstigen Wetterbedingungen zwar abgenommen, doch die Photovoltaik konnte ihren Anteil von 45,8 auf 46,6 TWh erhöhen und hielt einen Anteil von 9,3 % an der deutschen Stromerzeugung. 

Der Strommix für 2022

Auch wenn der Stromverbrauch in Deutschland um 4,0 % sank, stieg die Nettostromerzeugung geringfügig auf 506,8 TWh. Davon entfielen auf 

• konventionelle Energieträger 272,9 TWh oder 51,7 Prozent
• erneuerbare Energieträger 233,9 TWh oder 48,3 Prozent

 Damit stieg der Anteil der erneuerbaren Energien erneut Den größten Anteil an der erneuerbaren Stromerzeugung hat die Windkraft, der deutlichste Zuwachs ist aber bei der Photovoltaik zu verzeichnen. Deren Beitrag stieg mit 55,3 TWh gegenüber 46,6 kWh im Vorjahr um etwa ein Fünftel. Damit liefert die Sonne 10,9 % des Stromes.

Den größten Anteil an der Stromerzeugung in Deutschland auf alle Energieträger bezogen, hatte in der Vergangenheit stets die Windkraft. Rund 113 Terawattstunden erzeugte sie im Jahr 2021, etwa 125 TWh in 2022. Das entspricht einem Anteil von 23 bzw. knapp 25 Prozent am Strommix. In den letzten Jahren ist der Anteil der Windenergie zurückgegangen, was wesentlich an der Verlangsamung des weiteren Ausbaus liegt. 

Unter den erneuerbaren Energien belegte die Photovoltaik Platz zwei im Strommix. 2021 speisten Photovoltaikanlagen gut 46,6 Terrawattstunden aus Sonnenenergie gewonnenen Strom ins öffentliche Netz ein, 2022 waren es 55,3 TWh. Solarstrom kam damit auf einen Anteil von gut 10 Prozent am Strommix, der aufgrund eines beschleunigten Zubaus an Anlagen weiter gewachsen ist. In Deutschland sind bereits mehr als 3 Millionen Photovoltaikanlagen installiert.

Bei genauerer Betrachtung dürfte der reale Anteil der Photovoltaik jedoch höher ausfallen, als die Angaben der Bundesnetzagentur nahelegen. Denn gleichzeitig mit der wachsenden Erzeugung wächst auch der Eigenverbrauch an Solarstrom, wodurch der Strombezug aus dem Netz sinkt. Der Stromerzeugung wird jedoch nur der eingespeiste Solarstrom zugerechnet. Hinzu kommt: Immer mehr Solarstrom wird direkt vor Ort für die Erzeugung von Wärme und Warmwasser sowie für das Laden von Elektrofahrzeugen verwendet. Damit werden weniger fossile Primärenergieträger für die Bereiche Wärmeerzeugung und Mobilität benötigt. 

Die Sonnenenergie als erneuerbare Energie nimmt somit nach der Windkraft eine besonders wichtige Rolle im deutschen Strommix ein. Sie ist die Quelle mit den niedrigsten Stromgestehungskosten und damit die günstigste erneuerbare Energien-Technologie. Daher wird ihr auch aus wirtschaftlichen Gründen ein weiteres Marktwachstum attestiert, was sich an den steigenden Ausbauzahlen ablesen lässt.

Prognosen gehen davon, dass die Kosten für erneuerbare Energien – allen voran für Sonne und Wind – weiter fallen werden. Zudem wurde Anfang Juli 2022 – im sogenannten Osterpaket 2022 – der beschleunigte Ausbau der erneuerbaren Energien vom Deutschen Bundestag beschlossen. Das Osterpaket enthält Regelungen, welche die Ausbaupfade und Ausschreibungsmengen für die einzelnen erneuerbaren Energien festgelegt – insbesondere für die Windenergie und Photovoltaik wurden diese deutlich angehoben. So soll der jährliche Zubau zusätzlich installierter Photovoltaikleistung 22 Gigawatt betragen und bis 2030 damit auf rund 215 GW installierter Solarleistung steigen. Das im Sommer 2023 verhandelte Solarpaket I bringt verschiedene Maßnahmen auf den Weg, um diese Ziele zu erreichen. 

So werden Strommarktdaten ermittelt

SMARD Strommarktdaten – Die Bundesnetzagentur hat eine Internetplattform geschaffen, um den deutschen Strommarkt transparent abzubilden. Diese veröffentlicht seit 2017 vom Verband der Europäischen Übertragungsnetzbetreiber nahezu in Echtzeit zur Verfügung gestellter Strommarktdaten (ENTSO-E). Die Bundesnetzagentur steht im ständigen Austausch mit den Datenlieferanten. Dargestellt sind Stromerzeugung und -verbrauch, Markt, Systemstabilität sowie Erläuterungen zum Marktgeschehen (Strommarkt aktuell). Sonderartikel greifen aktuelle Geschehnisse auf und monatliche Berichte geben das Marktgeschehen rund um Stromerzeugung und Stromhandel wieder. Mit SMARD erhält eine breite Öffentlichkeit Zugang zu Daten sowie Hintergrundinformationen zur Verfügung gestellt.

Auch in Europa schreitet der Ausbau der erneuerbaren Energien voran. 2020 wurden in der EU-27 aus allen erneuerbaren Quellen zusammen gut 1.081 Terawattstunden Strom erzeugt - das entspricht einem Anteil von 38,5 Prozent an der gesamten Bruttostromerzeugung. Im Vergleich: 2005 waren es nur 477 Terawattstunden.  

Im Jahr 2005 war die Wasserkraft noch die wichtigste erneuerbare Energiequelle in Europa, 2020 ist es die Windkraft. Ihr Anteil an der Bruttostromerzeugung lag bei den erneuerbaren Energien bei rund 37 Prozent, gefolgt von Biomasse mit rund 15 Prozent. Doch die Photovoltaik holt auf. Sie erreicht mittlerweile einen Anteil von 13 Prozent an der Bruttostromerzeugung in der EU. So gewann die Solarenergienutzung und Stromerzeugung aus Photovoltaik 2020 weiter an Fahrt mit rund 19 Gigawatt neu installierter Photovoltaikleistung und einem Wachstum von rund 14 Prozent. 

Verteilt auf die einzelnen europäischen Länder wurden 2020 in Deutschland mit rund 5 Gigawatt die meisten Photovoltaikanlagen gebaut, gefolgt von den Niederlanden mit 3 Gigawatt und Spanien mit ebenfalls rund 3 Gigawatt. In Polen wurden rund 2 Gigawatt installiert. Ende 2020 waren damit in der EU-27 insgesamt knapp 137 Gigawatt Photovoltaikleistung installiert. 

Parallel dazu nahm die Stromerzeugung aus Photovoltaikanlagen in der EU-27 gegenüber dem Vorjahr deutlich zu. Sie stieg um knapp 17 Prozent auf rund 140 Terawattstunden im Vergleich zu 2019 mit 120 Terawattstunden. Neben Photovoltaikanlagen werden in der EU auch solarthermische Kraftwerke zur Stromerzeugung aus Sonnenenergie genutzt. Sie kommen vor allem in südeuropäischen Regionen mit einer hohen Zahl an Sonnenstunden zum Einsatz. 

Solarthermie – Sonnenenergie zur Wärmebereitstellung 

Nach einer längeren Schwächephase nahm der Markt der Solarthermieanlagen 2018 und 2019 wieder zu, erlebte jedoch 2020 erneut einen Rückgang. In der EU-27 wurde insgesamt eine Fläche von knapp 1,9 Millionen Quadratmetern Solarkollektorfläche neu installiert. Das entspricht einer thermischen Leistung von rund 1,4 Gigawatt. Ende 2020 war in der EU-27 insgesamt eine Kollektorfläche von knapp 54 Millionen Quadratmetern mit einer thermischen Leistung von rund 38 Gigawatt installiert. 

Im Jahr 2020 legte insbesondere der deutsche Solarthermiemarkt zu. Er erzielte ein Plus von 26 Prozent mit einer neu installierten Kollektorfläche von 643.000 Quadratmetern. Damit machte der deutsche Markt ein Drittel des gesamten EU-Marktes aus.

Das Wachstum der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien geht global vor allem auf die Nutzung von Wind- und Sonnenenergie zurück. Der Anteil der Photovoltaik an der globalen Stromerzeugung lag im Jahr 2020 bereits bei über 9 Prozent. In einigen Ländern lag der PV-Anteil sogar um ein Vielfaches höher, wie zum Beispiel in Dänemark, Uruguay oder Irland. Deutschland lag auf Platz vier vor Griechenland. 

Weltweit neu installierte Photovoltaikleistung 

Betrachtet man die im Stromsektor weltweit neu installierte Leistung, so wird auch hier der Trend zu erneuerbaren Energien mehr als deutlich: 83 Prozent der im Jahr 2020 neu installierten Leistung zur Stromerzeugung entfielen auf erneuerbare Energien. Mit insgesamt 256 Gigawatt wurde ein neues Allzeithoch beim Leistungszubau erneuerbarer Stromerzeugung erreicht. 

Allein 139 Gigawatt oder 54 Prozent entfielen davon auf die Photovoltaik. Im Vergleich zum Vorjahr stieg der weltweite Zubau der Photovoltaikleistung um 26 Prozent. Ende des Jahres 2020 waren damit weltweit 760 Gigawatt Photovoltaikleistung installiert.

Den größten Anteil am Zubau bei der PV-Leistung hatte China, gefolgt von den USA, Vietnam und Japan. Derzeit ist mit 253 Gigawatt mehr als ein Drittel der PV-Leistung in China installiert . 

Trotz des stetigen Zubaus und dem wachsenden Anteil der erneuerbaren Energien allgemein und der Sonnenenergie im Besonderen, haben fossile Energieträger, wie Erdgas, Erdöl und Kohle sowie Atomkraft im weltweiten Strommix nach wie vor die Nase vorn. Die erneuerbaren Energien sind demnach noch immer unterrepräsentiert und können so nicht den notwendigen Beitrag zur Reduzierung von klimaschädigenden Treibhausgasemissionen leisten. Zudem wächst auch der weltweite Energiebedarf weiter. Um die im Pariser Klimaabkommen vereinbarten Ziele zu erreichen, muss das Ausbautempo der erneuerbaren Energien daher weltweit deutlich beschleunigt werden. 

Bis 2030 wären insgesamt rund 10.800 Gigawatt neu installierter Stromerzeugungskapazitäten aus erneuerbaren Energien nötig. Das entspricht einem Zubau von jährlich rund 800 Gigawatt – bei der Wind- und Sonnenenergie mit ihrem Potential die tragenden Säulen weltweit sein können.