Erdöl war 2023 mit 34% Anteil der deutsche Primärenergieträger Nummer Eins. Öl wird hauptsächlich im Transportsektor in Form von Benzin und Diesel genutzt, aber auch als Heizöl im Wärmesektor.
Ebenfalls hoch war 2023 der Erdgasverbrauch mit 23% Anteil an der Primärenergie. Erdgas wird in Deutschland überwiegend zum Heizen genutzt, aber auch zur Stromerzeugung in Gaskraftwerken.
Drittgrößter Primärenergieträger war die Kohle mit 16%. Braunkohle und Steinkohle werden hauptsächlich in Kraftwerken verbrannt. Dabei wird Strom erzeugt und Fernwärme.
Nach den drei klimaschädlichen Fossilen kommt abgeschlagen die Windkraft als erster klimafreundlicher Energieträger mit 11% Anteil. Wind wird ausschließlich zur Stromerzeugung genutzt.
Danach folgt die Verbrennung klimaschädlicher Biomasse mit 8%. Etwa zur Hälfte wird Holz zum Heizen verbrannt. Der Rest der verbrannten Biomasse sind Energiepflanzen, insbesondere in Form von Biogas.
Es folgen die klimafreundlichen Erzeuger Solar mit 5%, Wasserkraft mit 2% und Kernkraft mit 1%. Das übrige Prozent entfällt hauptsächlich auf die Müllverbrennung.
Nicht enthalten in diesen Zahlen sind der internationale Flugverkehr (72 TWhth im Jahr 2019) und der internationale Schiffsverkehr (16 TWhth im Jahr 2019).2
Primärenergie: Energieverbrauch Deutschland 2000 bis 2023
Im zeitlichen Verlauf seit dem Jahr 2000 lassen sich Wachstum und Schrumpfen verschiedener Primärenergieträger verfolgen.3
Seit Beginn der Energiewende zeigen sich mehrere Trends:
Wind und Solar sind in gut 20 Jahren von quasi 0% auf zusammen 15% der Primärenergie gewachsen.
Der Energieverbrauch aus Biomasse ist auf das Vierfache gewachsen, sinkt aber wieder.
Die Kernenergie ist von 12% auf 1% der Energieerzeugung gefallen.
Der Kohleverbrauch ist um fast die Hälfte zurückgegangen, der Großteil davon seit 2017.
Der Erdölverbrauch ist um ein Fünftel zurückgegangen.
Seit dem Jahr 2019 zeigen sich diese beiden gegenläufigen Trends:
Der Energieverbrauch ist seit 2019 stark gesunken.
Die klimafreundliche Energieerzeugung (<100 gCO2) ist seit 2019 um ein Fünftel gesunken.
Trotz des sinkenden Energieverbrauchs blieb leider deshalb der prozentuale Anteil klimafreundlicher Energie seit 2019 konstant bei 18%.
Die Stromerzeugung benötigt nur etwa ein Drittel aller Primärenergieträger. Ein weiteres Drittel entfällt auf den Wärmesektor und ein Fünftel auf den Verkehrssektor.
Der Stromsektor ist deutlich einfacher zu dekarbonisieren als die anderen Sektoren. Deshalb ist der Anteil klimafreundlicher Energie hier am größten mit fast der Hälfte.
Trotzdem ist auch im deutschen Strommix 2023 die Kohle die zweitwichtigste Energiequelle mit 21% Anteil. Braunkohle und Steinkohle stehen bei der Stromerzeugung im Verhältnis 2:1 zueinander.
Die Windkraft hat mit 24% einen etwas größeren Anteil. Wind an Land und Offshore Wind vor der Küste stehen im Verhältnis 4:1 zueinander. In den allermeisten anderen Ländern ist dieses Verhältnis umgekehrt.
Es folgen Gaskraftwerke mit 14% und Solar mit 11% und Biomasse mit 7%. Wasserkraft, Kernkraft und Sonstige sind bei niedrigen einstelligen Prozentpunkten.
Importe decken 14% des deutschen Stromverbrauchs. Der Importmix ist deutlich sauberer als der deutsche Strommix und wird dominiert von Kernkraft, Wasserkraft und Windkraft.4
Strommix: Stromerzeugung Deutschland 2000 bis 2023
Der Anteil von Atomstrom ist von einem Drittel im Jahr 2000 stark gefallen durch das Kernkraft-Verbot von 2011.
Der Anteil von Solar und Wind ist von quasi Null langsam auf zusammen ein Drittel gestiegen.
Der Kohleanteil ist um etwa den Betrag gesunken, den Erdgas, Biomasse, Sonstige und Importe zugelegt haben.
Bis 2017 blieb der Stromverbrauch relativ konstant, seitdem sank er um ganze 11%. Dadurch ist heute weniger Kohle am Netz, während alle anderen Stromerzeuger seit 2017 fast konstant geblieben sind.
2023 haben Wind und Solar 41% der Nettostromerzeugung ausgemacht. Bis 2045 soll der Anteil auf rund 90% steigen, obwohl sich der Stromverbrauch durch Sektorkopplung vervielfachen wird.
Gegenüber dem Vorjahr ist der klimafreundliche Stromanteil um einige Prozentpunkte gefallen durch die Abschaltung von 3 Kernkraftwerken.
Klimafreundlicher Strom von 2000 bis 2023
Die maximale Erzeugung klimafreundlichen Stroms (<100 gCO2/kWh) in Deutschland fand im Jahr 2019 statt mit 259 TWhel. Seitdem wurden 7 AKW abgeschaltet, wodurch eine große Menge sauberer Stromerzeugung verloren ging. Wir hatten 2023 mit 225 TWhel wieder so wenig klimafreundlichen Strom im Netz, wie 2006.
Alle 4 klimafreundlichen Erzeuger, also Kernkraft, Wasserkraft, Wind und Solar werden hauptsächlich zur Stromerzeugung eingesetzt. Wenn wir von klimafreundlichen Strom sprechen, dann auch gleichzeitig von klimafreundlicher Primärenergie.
Die Energiewende hat in 23 Jahren vor allem ein Ziel erreicht: Es wurde die klimafreundliche Energie aus Kernkraft (12 gCO2/kWh) bilanziell durch die klimafreundliche Energie aus Windkraft (17 gCO2/kWh und Photovoltaik (70 gCO2/kW) ersetzt, zu immensen Kosten.
Währenddessen blieb der Anteil klimaschädlicher Energiequellen bis 2013 völlig unangetastet und ist seitdem nur von 86% auf 82% Anteil gesunken. Ein Großteil der Senkung wurde durch hohe Energiekosten und sinkende Nachfrage erreicht, zum Preis einer Deindustrialisierung.
Wir treten bei der klimafreundlichen Energieerzeugung leider seit Jahrzehnten auf der Stelle, trotz enormer Energiewende-Kosten.
Wetterabhängige Auslastung 2023: Kapazitätsfaktor von Wind & Solar
Je weiter der geplante Ausbau von Solar und Wind in Deutschland voranschreitet, desto mehr sind wir beim Strommix vom Wetter abhängig. Günstige oder schlechte Wetterbedingungen zeigen sich immer mehr in der Jahresbilanz.
2023 war ein schlechtes Jahr für Sonnenstunden, aber ein ordentliches Jahr für Windstunden in Deutschland:
32% Kapazitätsfaktor Wind Offshore
22% Kapazitätsfaktor Wind an Land
8% Kapazitätsfaktor Photovoltaik
Im Fünfjahresmittel sind wir bei 20% Kapazitätsfaktor für Wind an Land und 10% für Photovoltaik.
Bei weiterem Ausbau dürfte die Auslastung von Windrädern und Solaranlagen deutlich abnehmen. Einerseits wird die Kannibalisierung zu sonnenreichen und windreichen Zeiten steigen und deutlich mehr Abregelungen nötig machen.
Andererseits wird der weitere Ausbau immer mehr an nicht optimalen Orten mit weniger Wind- und Sonnenstunden stattfinden. Küstennahe Windräder mit hohem Kapazitätsfaktor werden zum Beispiel kaum noch dazukommen. Der nun geplante Windausbau in Süddeutschland wird den Kapazitätsfaktor drücken.
Die stark wetterabhängigen Energiequellen Wind und Solar sind zusammen mit der Wasserkraft natürlich auch am meisten vom Klimawandel betroffen. So führt zum Beispiel der Klimawandel zu weniger Windstunden.
Der Kapazitätsfaktor wird berechnet über die tatsächlich erzeugte Nettostrommenge geteilt durch die maximal mögliche Strommenge anhand der Nennleistung.56
Strommix Europa: Erzeuger im Verbundnetz
Wie die Stromimporte zeigen ist Deutschland bei der Stromversorgung keine Insel, sondern mit Schweiz und Dänemark eins der am besten elektrisch vernetzten Länder in Europa, wenn nicht weltweit.
Im europäischen Strommix ist Erdgas der wichtigste Energieträger mit 24% Anteil an der Sromerzeugung. Darauf folgen Kernkraft mit 20% und Wasserkraft mit 17%.78
Viele europäische Länder sind aus der Kohle ausgestiegen, der Kohleanteil liegt nur bei 14%. Den Rest des Strombedarfs decken Wind mit 12%, Solar mit 6% und Biomasse mit 4%.
Das gleichgekoppelte kontinentaleuropäische Verbundnetz erstreckt sich von Portugal bis zur Türkei und von Dänemark bis Tunesien. Dazu kommen Seekabel zu den Inselnetzen in Skandinavien und im Baltikum sowie in England und Irland.
Island, Russland, Belarus, Malta und Zypern sind nicht mit dem Kontinentalnetz verbunden, werden aber von der Datenquelle Ember trotzdem berücksichtigt. Ohne Russland wäre Kernkraft und nicht Erdgas der wichtigste Energieträger, so wie es auch in der EU ist. Ember Climate berücksichtigt 44 europäische Länder mit einem Strombedarf von mehr als 5000 TWh.9
Das Verbundnetz ist natürlich keine Kupferplatte. Die Koppelstellen haben teils nur sehr geringe Leistungen, z.B. zur Türkei, nach Spanien und Portugal oder nach Marokko/Algerien/Tunesien – gleiches gilt für Seekabel. Für deutsche Importe und Exporte relevant sind nur die Nachbarländer plus die per HGÜ angekoppelten Länder Norwegen und Schweden.
Endenergie und Nutzenergie Deutschland 2021
Primärenergieträger sind nicht vollständig nutzbar. Trotzdem wird hier die Primärenergie wird hier verwendet, weil die Zahlen zeitnah verfügbar sind und nicht erst nach Jahren ausgewiesen werden. Die Primärenergie nach Substitutionsprinzip kann die Nutzenergie approximieren.
Auf dem Weg zur Nutzenergie bestimmt eine Kette von Umwandlungen mit verschiedenen Wirkungsgraden, wieviel Energie verloren geht. Welcher Energieanteil letztendlich nutzbar ist, hängt vor allem von der Anwendung ab:
Wärme/Kälte: Kaum Verluste
Elektrizität: ~60% Verluste
Verkehr: ~75% Verluste
Einen Teil dieser Verluste versucht die Kennzahl Endenergie abzubilden. Sie berücksichtigt Verluste bei der Stromerzeugung und auch Umwandlungen wie die Raffinierung von Öl zu Benzin, Diesel, Heizöl und Kerosin.
Die Endenergie berücksichtigt aber nicht die zwingend folgende Umwandlung in Bewegungsenergie im Verkehrssektor. Mit einem optimistischen Wirkungsgrad von 25% schrumpft die für Transport nötige Energie – siehe Diagramm.
Wirkungsgrade sind aber nicht in Stein gemeißelt. Ein riesiger Schiffsmotor kann Diesel effizienter verbrennen als ein PKW. Ein Kleinwagen schluckt weniger als ein SUV. Außerdem steigt die Energieeffizienz mit dem technischen Fortschritt.
Das muss aber nicht so sein. Die Sektorkopplung sekt die Effizienz der Prozesswärme-Erzeugung. Hohe dreistellige und vierstellige Temperaturniveaus lassen sich leider nicht mit Wärmepumpen erreichen.
Updates:
13.01.2022: Erstmals veröffentlicht.
20.10.2022: Aktualisiert mit neuem BP Statistical Review
25.12.2022: Aktualisiert mit neuen AGEB Zahlen
03.07.2023: Kapazitätsfaktor Offshore ergänzt, neues Statistical Review vom Energy Institute, ehemals BP, verarbeitet
11.04.2024: mit Zahlen für 2023 aktualisiert, europäischen Strommix hinzugefügt
