Energieversorgung in Deutschland: Wo steht der Energiemarkt?

Die globale Energiepolitik befindet sich im Umbruch. Ziel ist, die Energieversorgung grundlegend zu verändern, gesteckte Klimaziele zu erreichen und unabhängig von fossilen Energien zu werden. Auch wenn viele andere Staaten wie z. B. China, die USA und Indien in den letzten Jahren massiv beim Zubau der erneuerbaren Energien aufgeholt haben, zählt Deutschland nach wie vor zu den Vorreitern und hat insbesondere 2023 wieder stark aufgeholt.

Bis 2030 sollen erneuerbare Energien mindestens 80 % des deutschen Stromverbrauchs decken, bis 2045 will Deutschland in allen 3 Sektoren – Strom, Wärme und Verkehr – klimaneutral werden.

Diese Transformation der Sektoren bringt einige Herausforderungen mit sich: die Umstellung auf erneuerbare, klimaneutrale Energieträger, der Ausbau und die Anpassung der Netze an die neuen Anforderungen und die Erhöhung der Energieeffizienz – alles vor dem Hintergrund, eine stabile und resiliente Energieversorgung für Deutschland sicherzustellen.

Wir geben einen Überblick über den Status Quo der Energieversorgung in Deutschland inklusive eines Vergleiches der Gestehungskosten der einzelnen Energieträger. Außerdem beleuchten wir das Potenzial von Grünen Gasen und innovativen Power-to-X-Technologien.

Inhaltsverzeichnis

• Energieversorgung in Deutschland: Status Quo des Energiemarkts
• Der Stromsektor
• Der Wärmesektor
• Der Verkehrssektor
• Herausforderungen und große Chancen der Energiewende
• Power-to-X: Integration von Elektronen und Molekülen für unsere Energieversorgung
• Grüne Gase für die Wärmewende und die Verkehrswende
• Fazit

Energieversorgung in Deutschland: Status Quo des Energiemarkts

Der deutsche Energiemarkt ist vielschichtig und zunehmend dezentral. Unser Energiemix setzt sich aus den unterschiedlichsten Energieträgern zusammen, erneuerbare Energien gewinnen dabei weiterhin an Bedeutung.

Der Stromsektor ist in Sachen Klimaschutz klarer Vorreiter. 2023 wurde erstmals fast jeden Monat mehr Strom aus erneuerbaren als aus konventionellen bzw. fossilen Energiequellen eingespeist. Der Wärme- und der Verkehrssektor ziehen langsam nach, doch ist hier noch sehr viel Luft nach oben. Nachfolgend betrachten wir die 3 Sektoren im Einzelnen.

Der Stromsektor

Im Stromsektor dreht sich alles um Elektronen, die elektrische Energie übertragen. Laut dem Statistischen Bundesamt wurden 2023 in Deutschland 449,8 Terawattstunden (TWh) Strom erzeugt und eingespeist, 11,8 % weniger als im Vorjahr.¹ Der Bruttostromverbrauch in Deutschland lag bei 525 TWh.²

Der Aufwärtstrend bei Strom aus erneuerbaren Energien setzt sich in diesem Jahr unvermindert fort und gewinnt weiter an Bedeutung für die Energieversorgung in Deutschland. Mit 251,8 Mrd. Kilowattstunden (kWh) erreichten die erneuerbaren Energien im Jahr 2023 einen Rekordanteil von 56 %.³ Im ersten Halbjahr 2024 ist dieser Anteil sogar auf 57 % angestiegen.⁴

Wichtigster Energieträger war im 1. Halbjahr 2024 Windkraft mit einem Anteil von 33,3 % an der deutschen Stromproduktion. Unter den weiteren erneuerbaren Energieträgern hatte Photovoltaik einen Anteil von 13,9 %, Biogas 6,4 % und Wasserkraft 5,0 %. Zum Vergleich: Der Anteil von Kohle lag bei 20,9 %, der von Erdgas bei 14,6 %.⁵

Die Gestehungskosten, ohne die nicht zu berechnenden Folgekosten der einzelnen Energieträger, zeigen, dass erneuerbare Energien inzwischen klar die Nase vorn haben:⁶

• Solar: 4,1 – 14,4 ct/kWh
• Windkraft Onshore: 4,3 – 9,2 ct/kWh
• Windkraft Offshore: 5,5 – 10,3 ct/kWh
• Erdgas: 10,9 – 18,1 ct/kWh
• Biomasse: 11,5 – 23,5 ct/kWh
• Kohle: 15,1 – 29,3 ct/kWh
• Atom: 13,6 – 49 ct/kWh

Es hat sich also viel getan im Stromsektor seit dem Abschalten der letzten 3 Atomkraftwerke 2023. Der Kohleausstieg ist für spätestens 2038 bereits beschlossen und auch der Ausstieg aus Erdgas ist im Rahmen der geplanten Klimaneutralität bis 2045 bereits in Vorbereitung.

Gleichzeitig boomt die Photovoltaik und führt an sonnigen Tagen zur Mittagszeit immer häufiger zu Überproduktion und negativen Strompreisen. Dynamische Stromtarife für Kund*innen und Stromspeicher bieten zukünftig bereits erprobte Lösungskonzepte, um das Verbrauchsverhalten zu verändern bzw. überschüssigen Sonnenstrom zu speichern und bei Bedarf zur Verfügung zu stellen.

Außerdem werden sich im Zuge der Sektorenkopplung durch den Einsatz erneuerbaren Stroms zur Erzeugung von Wärme oder Antriebsenergie weitere Möglichkeiten auftun wie z. B. die Nutzung von E-Autos als Batteriespeicher. Großes Potenzial birgt auch die Umwandlung von Gaskraftwerken zu H₂-Kraftwerken.

Der Wärmesektor

In Deutschland wird Wärme vor allem über Moleküle, also durch das Verbrennen von fossilen Brennstoffen in Gas- und Ölheizungen, aber auch über Elektronen in Nachtspeicherheizungen oder Wärmepumpen generiert. 2023 hat Deutschland rund 810 TWh Gas verbraucht, 5 % weniger als im Vorjahr. 37 TWh Erdgas stammte aus inländischen Förderstätten, ca. 968 TWh kamen aus Erdgasimporten hinzu.⁷ Zusätzlich wurde Gas aus anderen Quellen wie z. B. rund 29 TWh aus der Biogasproduktion bereitgestellt.⁸

Gas spielt in Deutschland eine Schlüsselrolle bei der Wärmeerzeugung: 2023 lag sein Anteil beim Heizen mit 48,3 % an der absoluten Spitze. Auf Platz 2 und 3 lagen Öl mit 23,4 % und Fernwärme mit 15,2 %.⁹

Für die Stabilität und Sicherheit der Gasversorgung in Deutschland ist es wichtig, dass die Bezugsquellen und -wege möglichst breit gefächert sind. Neben der Diversifizierung der Importländer spielen auch Alternativen zu Erdgas eine Rolle.

Zeigte sich zuvor in puncto Wärmewende im Wärmesektor eher wenig Dynamik, ist in den letzten 3 Jahren die Bedeutung von Wärme aus erneuerbaren Energien aufgrund der hohen Gaspreise stark gestiegen. 2023 lag der Anteil erneuerbarer Wärme bei fast 19 %.

Wichtigste Rolle 2023 spielte hier die feste Biomasse, also z. B. Holz mit einem Anteil von 64 % und somit 131,6 Mrd. kWh. Gasförmige Biomasse trug 21,6 Mrd. kWh, biogene Abfälle 14,9 Mrd. kWh und flüssige Biobrennstoffe 2,6 Mrd. kWh zum Energieverbrauch im Sektor bei. Weitere Quellen erneuerbarer Wärme sind Solarthermie und Geothermie. Letztere spiegelte mit einem Anteil von 25,7 Mrd. kWh das deutliche Wachstum des Wärmepumpenmarkts wider.¹⁰

Der Verkehrssektor

Auch im Verkehrssektor gibt es in Hinblick auf den Klimaschutz noch einiges zu tun. Aktuell zählt der Sektor trotz technologischer Fortschritte noch zu den größten Verursachern von Treibhausgasen. Laut Umweltbundesamt stammten 2023 gerade einmal 7,3 % der genutzten Energie im Verkehrssektor aus erneuerbaren Quellen.¹¹

Nach wie vor ist der Sektor stark auf Kraftstoffe auf Basis fossiler Moleküle angewiesen. Der Anteil der neu zugelassenen Pkw mit Elektroantrieb lag 2023 bei 18,4 %.¹² Nachdem die Bundesregierung die Förderung für private Käufer*innen Ende letzten Jahres gestrichen hat, ist der Markt für elektrisch betriebene Autos in diesem Jahr geschrumpft.

Große Chancen für die Transformation des Verkehrssektors liegen in der Weiterentwicklung alternativer, dekarbonisierter Kraftstoffe wie z. B. Wasserstoff, insbesondere für den Schwerlastverkehr und öffentliche Verkehrsmittel oder synthetische Kraftstoffe (E-Fuels).

Herausforderungen und Chancen der Energiewende

Ziel der Bundesregierung ist es, dass Deutschland bis 2045 klimaneutral ist. Im Stromsektor lassen sich erneuerbare Energien gut etablieren und machen bereits einen hohen Anteil an der Versorgung aus. Somit ist der Stromsektor beim Thema Energiewende also schon weiter vorangeschritten als der Wärme- oder Verkehrssektor.

Mit dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) hat die Bundesregierung die Weichen für die Wärmewende und somit für den Umstieg auf klimafreundliches Heizen gestellt. Eine ähnliche Entwicklung beim Verkehrssektor steht noch aus.

Um in Deutschland die Energiewende zu erreichen, gilt es, in allen 3 Sektoren verschiedene Herausforderungen zu meistern:

• entwickeln neuer Technologien, die sowohl wirtschaftlich als auch klimafreundlich sind, z. B. kosteneffizientere Verfahren für die Wasserstoffproduktion
• voranbringen effizienter Speicherlösungen, die Energie bedarfsgerecht vorhalten, wie z. B. die Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien
• ausbauen der Infrastruktur, um die flächendeckende Energieversorgung in Deutschland sicherzustellen, z. B. der Ausbau der Stromtrassen
• steigern der Energieeffizienz bspw. durch die energetische Sanierung von Gebäuden und energetisch optimiertes Bauen
• gewährleisten der Versorgungssicherheit während der Transformationsphase auch bei schwankender Verfügbarkeit erneuerbarer Energieträger

Die untenstehende Grafik zeigt die Zahlen von 2021 für Deutschland und macht deutlich, dass es gerade bei den Molekülen im Wärmesektor noch ein weiter Weg bis zur Transformation ist. Während bei den Elektronen bereits 40 % aus erneuerbaren Energiequellen stammten, waren es bei den Molekülen gerade einmal 11 %. Mineralöl sowie Erdgas, Kohle und Co. haben mit 41 % bzw. 40 % eindeutig dominiert.

Power-to-X: Integration von Elektronen und Molekülen für unsere Energieversorgung

Eine der größten Herausforderungen im Zusammenhang mit der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen ist derzeit das Speichern. Power-to-X ist ein vielversprechendes Verfahren, um Energie unabhängig von Tages- und Jahreszeiten oder Wetter konstant zur Verfügung zu stellen.

Und so funktioniert das Verfahren: Wenn erneuerbare Energiequellen einen Stromüberschuss erzeugen, kann Power-to-X diese überschüssigen Elektronen nutzbar machen. Entsprechende Anlagen können Elektronen sogar in Moleküle wie Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe umwandeln und die Energie anderen Sektoren wie Wärme oder Verkehr zur Verfügung stellen. Diese Moleküle lassen sich auch speichern und sind dann bei Bedarf „abrufbar“. Das X steht hier für die möglichen Umwandlungsprodukte.

Durch Power-to-Gas können beispielsweise Elektronen mittels eines Elektrolyseurs in Wasserstoff und in einem weiteren Schritt auch in synthetisches Erdgas umgewandelt werden.

Weitere Varianten sind Power-to-Fuel, dessen Ergebnis klimafreundlicher Treibstoff (E-Fuels) ist, oder Power-to-Chemicals, wobei Rohstoffe für die Chemieindustrie hergestellt werden.

Das Power-to-X-Verfahren leistet einen wichtigen Beitrag zur Sektorenkopplung, also der Vernetzung von Strom, Wärme und Verkehr, und ermöglicht die Integration von klimaneutralen Elektronen und erneuerbaren Molekülen.

In Deutschland laufen bereits mehrere Pilotprojekte in verschiedenen Bereichen von Power-to-X. Die Bundesregierung fördert als Teil ihrer Energiepolitik die Weiterentwicklung der Technologie z. B. mit dem Ptx-Wachstumsfonds oder mit den geplanten Innovations- und Technologiezentren (ITZ).

Grüne Gase für die Wärmewende und die Verkehrswende

Ein enormes Potenzial in der Wärmewende liegt in der Nutzung von klimaneutralen Grünen Gasen, neue bzw. erneuerbare Gase genannt. Dazu zählen neben Biogas auch Wasserstoff und synthetische Gase. Grüne Gase werden klimaneutral hergestellt und können z. B. in der Industrie fossile Brennstoffe ersetzen.

Beim Thema Heizen spielt aktuell Biogas eine wachsende Rolle, denn es hat den Vorteil, dass es mit der bestehenden Gasinfrastruktur kompatibel ist. Zusammen mit dem durch Power-to-X hergestellten synthetischen Gas ergibt das einen zentralen Baustein der Wärmewende.

Auch Wasserstoff ist ein Hoffnungsträger im Heizsektor. Hier lässt sich die Integration in das bestehende Gasnetz allerdings nicht ohne Weiteres umsetzen. Dafür muss das Gasnetz erst ertüchtigt werden, damit ein sicherer Transport und eine zuverlässige Verteilung des Wasserstoffs gewährleistet werden kann.

Für die Verkehrswende können Grüne Gase wie Wasserstoff einen zentralen Beitrag leisten, z. B. im Schwerlastverkehr als emissionsfreier Antrieb. Auch im Flugverkehr und in der Schifffahrt wird geforscht und erprobt, wie mit Wasserstoff zukünftig fossile Brennstoffe zumindest teilweise ersetzt werden können.

Welche enormen Potenziale gerade auch in Wasserstoff für die Wärmewende und die Verkehrswende stecken, lesen Sie in unserem Blogbeitrag Wasserstoff – alles, was man wissen muss.

Fazit

Aktuell befinden wir uns in einer Übergangsphase: Die Transformation des Energiemarktes hin zur Klimaneutralität in Deutschland ist in vollem Gange und erneuerbare Energien bleiben konstant auf dem Vormarsch.

Der Stromsektor ist beim Thema Energiewende absoluter Vorreiter. Hier gilt es, Problemstellungen wie Dunkelflauten oder Speicherkapazitäten zu begegnen. Durch die seit der Energiekriese gestiegen Gaspreise ist beim Wärmesektor inzwischen Bewegung ins Spiel gekommen und der Anteil erneuerbarer Energiequellen steigt.

Das Schlusslicht bildet der Verkehrssektor, der bisher noch stark auf fossile Treibstoffe baut. Hier liegt großes Potenzial in der Elektromobilität und in der Weiterentwicklung alternativer Kraftstoffe wie Wasserstoff und E-Fuels.

Auch wenn Grüne Gase und Wasserstoff im Kommen sind, steht die Energiewende derzeit noch vor vielen Herausforderungen und erfordert technologische Innovationen, Umstrukturierungen und Investitionen.

Power-to-X-Technologien bieten vielversprechende Lösungen für die Speicherung und flexible Nutzung erneuerbarer Elektronen und in Form der Sektorenkopplung bei der Umwandlung in Moleküle. So leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Transformation und Kopplung der 3 Sektoren Strom, Wärme und Verkehr. Elektronen und Moleküle werden sich zunehmend gegenseitig ergänzen in einem immer weiter dekarbonisierten Energiemix.

Die Umstellung auf erneuerbare und ressourcenschonende Energieträger ist für eine planbare, stabile, unabhängige und auf lange Sicht wirtschaftlichere Energie- und Wärmeversorgung von zentraler Bedeutung.

Trotz aller Herausforderungen bietet die klimafreundliche Transformation der Sektoren enorme Chancen: Die Anschaffung einer PV-Anlage steigert den Wert einer Immobilie und abgasfreier Verkehr sowie emissionsfreies Heizen machen unsere Innenstädte lebenswerter. Durch den Klimaschutz erhalten wir unseren Lebensraum auf diesem Planeten.

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Belege

1. https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2024/03/PD24_087_43312.html ↩︎
2. https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/stromverbrauch ↩︎
3. https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2024/03/PD24_087_43312.html#:~:text=2023%20war%20das%20erste%20Jahr,Anteil%20von%2056%2C0%20%25. ↩︎
4. https://www.bundesregierung.de/breg-de/aktuelles/ausbau-erneuerbare-energien-2225808 ↩︎
5. https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2024/09/PD24_334_43312.html ↩︎
6. Studie Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien Juli 2024, Fraunhofer ISE, PDF-Download am 02.10.2024 von https://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/studien/studie-stromgestehungskosten-erneuerbare-energien.html ↩︎
7. https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Gasversorgung/a_Gasversorgung_2023/start.html#:~:text=Im%20Jahr%202023%20hat%20Deutschland,der%20Industrie%20entfielen%2059%20Prozent ↩︎
8. https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen#strom ↩︎
9. https://www.bdew.de/energie/studie-wie-heizt-deutschland/ ↩︎
10. https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen#ueberblick-beitrag-erneuerbare ↩︎
11. https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen#verkehr ↩︎
12. https://www.destatis.de/Europa/DE/Thema/Verkehr/E_PKW_Neuzulassungen.html ↩︎