v1.0 Kohle, Öl, Gas, Kernkraft, inzwischen auch Sonne und Wind, Wasser, ohne Energie geht bei uns gar nichts. Wir brauchen Energie, zum Beispiel für unsere Wirtschaft, zum Heizen oder auch ganz banal, um von A nach B zu kommen. Und wie es sein kann, wenn man mal keine Energie hat, das zeigt uns die Ukraine momentan, wo Millionen Menschen aktuell ohne Strom leben. Hier sind wir an der Quelle, an einem Umspannwerk. Wir wollen immer klimaneutraler werden, irgendwann nur noch regenerative Energiequellen haben. Das Problem: Die Windparks einspeisen, wie die Sonne scheinen wird, ist relativ schwer vorherzusehen. Das ist die große Kunst jetzt für die Energiewende. Immer mehr Menschen machen sich Sorgen, was die Energiesicherheit der Zukunft angeht. Haben Sie Angst vor einem Blackout? - Ja. Man kann nichts ausschließen. Expertinnen und Experten sagen, dass Wind- und Solarenergie massiv ausgebaut werden müssen. Also, wir gehen davon aus, dass wir die Zubaugeschwindigkeit vervielfachen müssen. Aber viele Menschen wollen das nicht. Sie demonstrieren, sie verfassen Petitionen, sie klagen. Und bestimmte Entscheidungen dauern politisch auch extrem lang. Droht uns deshalb der Energieblackout? Kommt irgendwann kein Strom mehr aus der Steckdose? Das ist ein Horrorszenario, von dem man grade in letzter Zeit immer wieder etwas mitbekommt. Wir klären auf darüber, jetzt in einer neuen Folge "MrWissen2go EXKLUSIV". (Lockere Musik) (Abfallende Töne) Es ist dunkel, kein Strom mehr, kein Internet. Nichts geht mehr. Um zu verstehen, wie es zu solchen Energie-Engpässen kommen kann, muss man erst mal wissen, wie unser Energiesystem genau funktioniert. Und genau das schauen wir uns mal am Beispiel des Stroms an. Vereinfacht gesagt, läuft das so: In Kraftwerken wird Öl, Gas oder Kohle verbrannt beziehungsweise Uran gespalten. Durch diese Prozesse wird Wasser verdampft. Der Wasserdampf wiederum treibt Turbinen an, die Generatoren antreiben. Und die liefern dann den Strom. Das passiert rund um die Uhr, weil wir ja auch rund um die Uhr Strom verbrauchen. Dazu kommen Windkraft- und Solaranlagen. Auch die liefern elektrische Energie, also Strom. Aber diese Kraftwerke sind abhängig davon, ob und wann die Sonne scheint und Wind weht. Von den Kraftwerken wird der Strom zu den Verbrauchern transportiert, also zu den Unternehmen, zu Büros, Haushalten und so weiter. Das geschieht über mehrere Zwischenschritte. Zunächst geht der Strom ins Höchstspannungsnetz. Dazu gehören die großen Strommasten, habt ihr alle schon mal gesehen. In verschiedenen Umspannwerken wird der Strom dann in die Regionalnetze eingespeist. Das sind Mittelspannungsnetze und Niederspannungsnetze, an die auch die Haushalte angeschlossen sind. Damit diese Prozesse alle ohne Probleme ablaufen, gibt es Netzbetreiber. Die checken permanent, dass das System läuft. Und die Großen sind in ganz Europa zusammengeschlossen. Merken diese großen Übertragungsnetzbetreiber in einem Teil Europas, dass die Energie knapp wird, dann schließen andere Betreiber schnell ihre großen Erzeuger ans Netz und leiten den Strom über die Höchstspannungsleitungen in die unterversorgte Region. Da funktioniert der europäische Gedanke schon, anders als vielleicht in anderen Bereichen. In Deutschland sind vier Netzbetreiber dafür verantwortlich, den Strom zu transportieren. Einer davon heißt 50Hertz. Mein Kollege Tilo war in Berlin und hat einen der Geschäftsführer dieser Firma getroffen, in der Ersatzleitwarte. Die richtige Leitwarte ist ein absoluter Hochsicherheitstrakt. 50Hertz sorgt dafür, dass es ein Gleichgewicht gibt zwischen Einspeisung der Energie im System und Verbrauch. Und zwar wirklich zu jeder Zeit, in jeder Sekunde muss dieses Gleichgewicht gewahrt sein. Wenn nicht steigt die Frequenz oder sinkt die Frequenz und das darf nicht passieren. Im Grunde gibt's dann entweder eine erhöhte Nachfrage oder ein zu geringeres Angebot und das hat einen Einfluss auf diese 50 Hertz. Richtig. In dem Moment, wo die Nachfrage steigt, weil jetzt grade die berühmte Halbzeitpause in dem Fußballspiel ist oder weil die Gans in den Ofen gesteckt wird, dann muss entsprechend auch genau in dem Moment entsprechend mehr Strom erzeugt werden. Das ist die Kunst, das hinzukriegen, genau zeitgleich. Wie können Sie das vorhersehen? Wir machen Prognosen. Das heißt, wir werden nicht überrascht von solchen Entwicklungen, weil viele Dinge natürlich gut bekannt sind und wir auf die Vergangenheit schauen können und dadurch Erfahrungswerte haben. Aber darüber hinaus ist es eben auch so, dass wir tatsächlich mit einem Regler und mit entsprechender Reserveleistung, die wir in der Hinterhand halten, dann genau in dem Moment nachregeln, wenn es Veränderungen gibt. Diese Art der Energie steht dann nicht mehr zur Verfügung, wenn die konventionellen Kraftwerke abgeschaltet sind. Das wird die Arbeit von 50Hertz verändern. Da müssen wir uns umschauen, dass wir aus neuen Quellen diese entsprechenden - wir nennen es Flexibilitäten - für das Stromsystem bekommen. Und solche Flexibilitäten können zum Beispiel sein Batteriespeicher, können zum Beispiel sein das Unterbrechen von Ladevorgängen von Elektroautos in der Zukunft. Die können zum Beispiel sein, dass auch erneuerbare Energien etwas eingedrosselt gefahren werden, sodass sie noch zusätzlich Leistung erbringen können, wenn zusätzliche Leistung gebraucht wird. Also ganz neue Formen der Regelleistung müssen erschlossen werden und müssen von uns entsprechend beschafft werden. Und das merken Sie auch schon an meinen Beispielen, das System wird dezentraler. Heute gibt es einige wenige große Kraftwerke, die können ganz viel Flexibilität für uns bereitstellen. Künftig werden es dann eher die Hunderttausenden von kleinen Batterien, von Verbrauchern sein, die mit ihrer Flexibilität das Stromnetz stützen. Die Netzbetreiber werden das Netz in Zukunft anders stabil halten als heute. Am eigentlichen Prinzip ändert sich nichts. Wenn nicht genügend Strom produziert werden kann, um den gesamten Verbrauch zu decken, dann muss die Versorgung bei einigen Verbrauchern oder auch in ganzen Regionen abgeschaltet werden. Das passiert dann allerdings nur kurzzeitig für ein paar Stunden und auch regional begrenzt in einem bestimmten Ort oder einer Region. Das ist vorhersehbar und wird rechtzeitig kommuniziert. Ein Blackout dagegen ist etwas Unvorhersehbares und droht nur bei großen Naturkatastrophen oder Anschlägen auf die Infrastruktur. Ist jetzt aber die Stromversorgung in Deutschland in Zukunft gesichert? Auch mit vielleicht sogar bald 100 Prozent erneuerbarer Energie? Oder müssen wir uns auf eine partielle Stromabschaltung einstellen? Bis 2045 will Deutschland klimaneutral werden. Kohle, Öl und Gas können dann als Energielieferanten kaum mehr genutzt werden. 100 Prozent erneuerbare Energieträger hat sich Deutschland da vorgenommen, in der Stromversorgung und in den anderen großen Energiesektoren: Heizen und Mobilität. Also in allen Lebensbereichen. Bisher muss man aber sagen, sind wir davon weit entfernt. Der Strom aus der Steckdose kommt zu fast 50 Prozent aus erneuerbaren Energien. Aber den Gesamtenergiebedarf deckt Deutschland damit nur zu knapp 20 Prozent, weil in den Bereichen Verkehr und Heizung die Energie eben noch hauptsächlich über fossile Brennstoffe gedeckt wird. Wenn Deutschland 100 Prozent seiner benötigten Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen will, dann müssen zügig mehr Windkraftanlagen, Solaranlagen, Biomassekraftwerke und so weiter gebaut werden. Energie, die aus Wind und Sonne gewonnen wird, ist allerdings weniger verlässlich, ganz klar, weniger planbar. Es weht nicht immer Wind und es scheint auch nicht immer die Sonne. Ein Energiesystem, das nur auf erneuerbare Energien setzt, wäre demnach anfälliger für Ausfälle. Aber stimmt das? Genau das fragen wir Volker Quaschning, Professor für Regenerative Energiesysteme. Wie sicher wäre denn so eine Versorgung mit 100 Prozent erneuerbaren Energien? Wir sind jetzt, wenn wir uns den gesamten Energiekuchen angucken, bei 20 Prozent erneuerbaren Energien. Das heißt, wollen wir klimaneutral werden, müssen wir von diesen 20 Prozent auf 100 Prozent kommen. Das heißt, wir müssen massiv die Erneuerbaren, also die Solarenergie und die Windenergie ausbauen. Wir brauchen Speicher, dass wir die Fluktuationen auffangen können. Wenn wir das in einem geschickten Maße, wir wissen, wie viel wir dazubauen müssen, tun, schaffen wir die Klimaneutralität. Also, wir gehen davon aus, dass wir die Zubaugeschwindigkeit natürlich vervielfachen müssen. Heißt, wenn wir sehen, was wir letztes oder dieses Jahr gebaut haben, dann sind die Mengen viel, viel zu klein für das, was wir brauchen. Also, wir reden davon, dass wir im Solarbereich Faktor fünf, sechs, sieben bei den Zubaugeschwindigkeiten, bei den Zubaumengen erreichen müssen. Das Gleiche auch bei der Windenergie. Da müssen wir schauen, dass wir in den nächsten zwei, drei Jahren wirklich die Mengen so hochbekommen, sonst brauchen wir sehr lange bis zur Klimaneutralität. Zwei Prozent der Landesfläche von Deutschland müssten dann ungefähr mit Wind- und Solarkraftanlagen bebaut werden, sagt Volker Quaschning. Das ist deutlich mehr als heute. Wir werden keine Energiewende machen können, die man nicht sieht. Das ist eine Illusion. Wir gehen in den Szenarien davon aus, dass wir 40-, 50.000 Windräder vielleicht an Land brauchen. Heute haben wir 30.000 Windräder. Die Windräder werden etwas größer sein, aber von der Anzahl gar nicht so viel dramatisch mehr. Wir brauchen gleichzeitig ungefähr zwei Prozent der Landesfläche für Solarenergie. Da kann man viel auf die Dächer packen, aber wir müssen's auch auf die Freifläche packen. Das heißt, wir werden schon den einen oder anderen Acker sehen, wenn man durch die Landschaft fährt, der dann auch mit Solarzellen belegt ist. Das Landschaftsbild wird sich ändern. - Was fordern Sie von der Politik? Wenn man ein LNG-Terminal, ein Flüssiggasterminal, in acht Monaten bauen kann, dann stellt sich natürlich schon die Frage, warum das nicht beim Windpark geht. Wo wir wissen, dass wir die Windparks brauchen, um unabhängig und klimaneutral zu werden. Wir müssen die Verfahren beschleunigen, wir müssen das entbürokratisieren. Und wir müssen die Regeln so setzen, dass es auch gelingt, ausreichend Investoren zu finden, die in diese Technologien eingehen. Viele Menschen haben einfach Sorge, dass aufgrund dieser hohen Fluktuation bei erneuerbaren Energien die Verlässlichkeit nicht so stark ist. Wir sehen, dass der Ausbau der erneuerbaren Energien dieses Thema momentan stabiler sogar macht. Weil die erneuerbaren Energien sind kleinteiliger, sie sind verteilter. Das heißt, ein zentrales System ist anfälliger. Wenn jetzt ein Hackerangriff zum Beispiel große zentrale Kraftwerke lahmlegt oder entsprechend wichtige Leitungen dann mit davon betroffen sind, dann haben wir auch mit den bestehenden Systemen ein Problem. Wenn wir einfach ein sehr kleinteiliges, verteiltes System haben, nimmt die Zuverlässigkeit stark zu. Natürlich brauchen wir eine sinnvolle Kombination von Sonne, Wind und Speichern. Wenn die Speicher fehlen, ist das System am Ende nicht stabil. Aber wir wissen ja, was wir bauen müssen. Das haben die Ingenieur:innen auf dem Schirm. Die Netzbetreiber sind, glaub ich, auch relativ entspannt. Wenn wir die richtigen Mengen zubauen und das intelligent machen, dann ist das System auch stabil zu halten. Da brauchen wir keine Sorge haben. Die Versorgung der Bevölkerung mit ausreichend Energie ist also sichergestellt, wenn der Ausbau von Wind- und Solarenergie zügig vorangeht. Und wenn das Speicherproblem gelöst wird. Denn wir brauchen intelligente und große Speichersysteme, wenn das mit der Klimaneutralität tatsächlich klappen soll. Eine Möglichkeit wäre da zum Beispiel, dass die Batterien von Elektroautos kurzzeitige Engpässe in Haushalten überbrücken. Ihr würdet euren Strom am Abend von eurem Elektroauto beziehen, weil es da vielleicht nicht genügend Strom für alle gleichzeitig gibt. Und morgens um vier lädt eure Batterie im Elektrofahrzeug sich dann wieder auf, weil da insgesamt weniger Strom verbraucht wird. Kleinere Kreisläufe werden eine viel größere Rolle spielen, sagen Experten. Es gibt jetzt schon übrigens kleine Energiespeichersysteme, auch für den Hausgebrauch. Und wie steht es jetzt also um die Speicherung der Energie? Wenn erneuerbare Energien fossile Kraftwerke ersetzen sollen, dann muss das Problem der Speicherung behoben werden, ganz klar. Eine Möglichkeit sind Pumpspeicherkraftwerke, die auch jetzt schon genutzt werden. Dort wird, wenn es grade viel Energie gibt, Wasser in einen künstlichen See hochgepumpt. Und wenn es dann einen Engpass gibt, kann man das Wasser ablassen und damit wieder elektrische Energie erzeugen. Eine andere Möglichkeit sind Wasserstoffkraftwerke, habt ihr vielleicht auch schon von gehört. Dabei wird mit überschüssigem Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Wasserstoff ist dann der Energieträger. Er kann in der Industrie als Energiequelle eingesetzt werden und auch Gaskraftwerke antreiben. (Leise, flotte Musik) Allerdings muss man sagen: Der Wirkungsgrad ist eher schlecht. Diese Kraftwerke müsst ihr euch übrigens nicht als riesigen Bau vorstellen. Wasserstoffkraftwerke können auch so aussehen. Wir sprechen darüber mit Dominik Möst von der TU Dresden und wollen von ihm wissen, wie weit die Technik der Speicherung generell ist. Wir haben beispielsweise die Pumpspeicherkraftwerke, die einerseits sehr effizient sind, hier natürlich das Problem haben, dass wir da nicht in größerem Umfang weiter ausbauen können. Das heißt, die Potenziale einfach für zusätzliche Speicher nicht in dem Umfang gegeben sind, wie wir uns das vielleicht an mancher Stelle erhoffen, ähm, würden. Es gibt andere Speicherformen wie beispielsweise Batteriespeicher, die im Wesentlichen natürlich so einen Tag-Nacht-Zyklus bedienen können. Sie haben jetzt vom Tageszyklus gesprochen. Wie kann man das denn bewerten, wenn man sich das gesamte Jahr anschaut, den Jahreszyklus? Also, wenn man sich das Energiesystem anschaut, also insbesondere bezogen auf Strom, dann stellt man fest, dass man im Stromsystem natürlich diesen starken Tag-Nacht-Rhythmus hat. Am Tag deutlich höhere Nachfragen als, äh, in der Nacht. Und da ist es natürlich so, dass die Fotovoltaik hier eine wichtige Rolle einnehmen kann, weil die natürlich am Tag produziert und dann in den Abendstunden dafür dann eben beispielsweise Batteriespeicher genutzt werden können, um die Nachfrage zu bedienen. Ei, das ist natürlich eine gute Option an der Stelle. Ähm, ein größeres Problem stellt natürlich die Saisonalität dar. Und da muss man natürlich auf das Gesamtenergie-System schauen. Das heißt nicht nur Strom. Wenn man dann im Gesamtsystem die Energiemengen bilanziert, wird man feststellen, dass wir im Winter einfach aufgrund der Wärmenachfrage eine deutlich höhere, ähm, Nachfrage im Winter haben als im Sommer. Dann hat man dort die Herausforderung, dass man größere Energiemengen im Sommer einsammeln müsste, die man dann im Winter zur Verfügung stellt. Und das erfordert letztendlich eine Speicherung, einen saisonalen Speicher, der eben auch ein sehr großes Speichervolumina aufweisen müsste. Welche Rolle würden Sie denn dezentralen Lösungen zusprechen? Wird das in Zukunft auch bedeutender, dass man versucht, bei sich zu Hause den Strom in welcher Form auch immer zu speichern? Ja, auf jeden Fall wird das bedeutender. Schon allein aufgrund der Tatsache, dass wir mit der Fotovoltaik und Batteriespeicherung Möglichkeiten haben, einfach vor Ort Energie günstig verfügbar zu machen. Ja, das heißt also, wir werden in Zukunft viel mehr dezentrale Energie nutzen, das ist klar. Die kurzzeitige Speicherung wird eine viel bedeutendere Rolle einnehmen. Aber eine wochenlange Flaute oder andere außergewöhnliche Wetterereignisse könnten die Energiegewinnung stark beeinflussen. Und natürlich muss auch der Ausbau der erneuerbaren Energien vorangetrieben werden, inklusive all der Netze, die es braucht, um den Strom zu transportieren. Zum Beispiel vom Norden in den Süden. Läuft das alles zu langsam? Mehr als 30 Milliarden Euro wurden allein seit 2010 in den Netzausbau investiert, um hauptsächlich den Strom von Norddeutschland nach Süddeutschland zu transportieren. Mehr als 12.000 Kilometer Stromtrassen sollen dafür gebaut werden. Der Großteil ist aber noch nicht einmal genehmigt. Nur etwas mehr als 2.000 Kilometer sind gebaut, Stand Juni 2022. Im Moment gibt es viele bürokratische Hürden beim Ausbau der Netze und der erneuerbaren Energien. Manchmal steht auch der Denkmalschutz im Weg. Manchmal fehlt einfach das Personal. Wie kann das gelöst werden? Und wie kann man die Bürger alle mitnehmen? Genau das wollen wir von Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck wissen. Allerdings hatte der keine Zeit, schickt dafür aber seinen Staatssekretär vor. Der hat sich getroffen mit meinem Kollegen Tilo. Der Staatssekretär sagt: In der Vergangenheit wurden einige Fehler gemacht. Wir kommen aus einer Zeit, in der es sehr langsam ging. Der Windausbau war danieder. Der Netzausbau ging schleppend. Wir haben jetzt im letzten Jahr viele Dinge an Beschleunigung auf den Weg gebracht, die sich jetzt ab '23, '24 auch tatsächlich erst zeigen werden. Was denn konkret? Konkret haben wir Genehmigungsverfahren bei Wind und bei den Netzen deutlich beschleunigt. Wir haben die Anschlüsse, was Solarenergie angeht, vereinfacht. Ab nächstem Jahr muss man für eine PV-Anlage keine Mehrwertsteuer mehr zahlen. An vielen Dingen sozusagen geht es jetzt '23 erst richtig los. Und trotzdem gibt's auch genügend Beispiele, wo man sieht, dass es unglaublich langsam geht. Die deutsche Bürokratie ist ja offensichtlich ein großes Hindernis. Es gibt zig Solaranlagen, die quasi Strom liefern könnten, fertig gebaut sind, ans Netz angeschlossen, aber gar nicht Strom einspeisen können, weil Zertifizierer fehlen zum Beispiel, die das offiziell freigeben. Ja, auch hier haben wir gesagt, die Zertifizierung setzen wir jetzt erst einmal aus, sodass alle, die wollen, auch tatsächlich jetzt ans Netz können. Insofern haben wir in den letzten Monaten an vielen Stellen, kleinen Stellschrauben die Dinge erleichtert. Nächstes Jahr werden wir noch mal Entbürokratisierungspakete bei Wind und bei Solar auf den Weg bringen. Auch bei so zentralen Technologien wie natürlich Wärmepumpe und Ladesäuleninfrastruktur, damit all das auch tatsächlich gelingt. Auf der anderen Seite ist es ja auch so, dass zum Beispiel der Netzausbau nicht vorankommt. Nur 2.000 Kilometer sind gebaut von 12.000. Der Netzausbau war schleppend, das stimmt. Und da haben im Grunde zehn Jahre langsame Planung, äh, uns diese Verzögerung gebracht. Jetzt ist es aber so, dass viele von den Projekten vor der Fertigstellung bei den Genehmigungen sind. Das heißt, dieses und nächstes Jahr werden wir viele neue Genehmigungen sehen. Und dann ist das nur noch eine Frage des Bauens, sodass wir 2026, 2027 sehr viele neue Netze sehen werden. Was ist mit denen, die das Windrad nicht vor ihrer Tür haben wollen? Was wir tun müssen, ist, dass es einen breiten Rückhalt in der Bevölkerung gibt. Dass diejenigen, die in der Nähe von Wind- und Solaranlagen wohnen, auch was davon haben. Und dann werden wir in geordneten Verfahren dann die Dinge aber auch schnell und zügig durchbringen. Ja, Staatssekretär Graichen ist also zuversichtlich, dass das mit der Klimaneutralität klappt und Deutschland den Ausbau der erneuerbaren Energien rechtzeitig hinbekommt. Dazu muss man sagen, als verantwortlicher Politiker bleibt ihm natürlich nichts anderes übrig. Das heißt also, Energie brauchen wir auch weiterhin, ganz logisch, und das in rauen Mengen. Und diese Energie können wir zu 100 Prozent aus erneuerbaren beziehen, theoretisch und auch praktisch. Aber damit das klappt, muss das ganze System massiv umgebaut werden. Und bis dahin kann's noch eine ganze Weile dauern. Neben mir findet ihr rund um dieses Thema noch zwei weiteres Videos. Hier geht es darum, was passiert, wenn wir den Klimawandel nicht stoppen. Darunter, in diesem Video hier geht es um das Thema Kernkraft. Da wird ja davon gesprochen, das könnte eine Brückentechnologie sein. Ja oder nein? Mehr dazu hier. Danke fürs Zuschauen und bis zum nächsten Mal.