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Kraftwerke: konventionelle und erneuerbare Energieträger

<p>Kraftwerke: konventionelle und erneuerbare Energieträger </p><p>Die Energiewende ändert die Zusammensetzung des deutschen Kraftwerksparks. Die Anzahl an Kraftwerken zur Nutzung erneuerbarer Energien nimmt deutlich zu. Kraftwerke mit hohen Treibhausgas-Emissionen werden vom Netz genommen. Gleichzeitig muss eine sichere regionale und zeitliche Verfügbarkeit der Stromerzeugung zur Deckung der Stromnachfrage gewährleistet sein.</p><p>Kraftwerkstandorte in Deutschland</p><p>Die Bereitstellung von Strom aus konventionellen Energieträgern verteilt sich unterschiedlich über die gesamte Bundesrepublik. Das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ stellt verschiedene Karten mit Informationen zu Kraftwerken in Deutschland zur Verfügung.</p><p>Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland, Stand August 2025.<br> Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf.</p><p>Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland, Stand August 2025<br> Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf.</p><p>Karte Kraftwerke und Windleistung in Deutschland, Stand Juni 2025<br> Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf.</p><p>Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Juni 2025<br> Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf.</p><p>Installierte Kraftwerksleistung in Deutschland 2024 (Stand: Januar 2025)<br> Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf.</p><p>Kraftwerke auf Basis konventioneller Energieträger</p><p>Der deutsche Kraftwerkspark beruhte vor der Energiewende vor allem auf konventionellen Erzeugungsanlagen auf Grundlage eines breiten, regional diversifizierten, überwiegend fossilen Energieträgermixes (Stein- und Braunkohlen, Kernenergie, Erdgas, Mineralölprodukte, Wasserkraft etc.). Die gesamte in Deutschland installierte Brutto-Leistung konventioneller Kraftwerke ist basierend auf Daten des Umweltbundesamtes in der Abbildung „Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern“ dargestellt. Die aktuelle regionale Verteilung der Kraftwerkskapazitäten ist in der Abbildung „Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern“ dargestellt.</p><p>&nbsp;</p><p>In den letzten Jahrzehnten hat sich die Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien sehr dynamisch entwickelt. Gleichzeitig wurden mit dem im Jahr 2023 erfolgten gesetzlichen Ausstieg Deutschlands aus der Nutzung der Kernenergie und dem fortschreitenden Ausstieg aus der Braun- und Steinkohle konkrete Zeitpläne zur Reduktion konventioneller Kraftwerkskapazitäten festgelegt (siehe Tab. „Braunkohlen-Kraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz“ im letzten Abschnitt). Unabhängig davon übt der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>⁠-Preis einen wesentlichen Einfluss auf die Rentabilität und insofern den Einsatz fossiler Kraftwerke aus.</p><p>Kraftwerke auf Basis erneuerbarer Energien</p><p>Im Jahr 2024 erreichte der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland einen neuen Höchststand: In diesem Jahr wurden über 20 Gigawatt (GW) an erneuerbarer Kraftwerkskapazität zugebaut. Dieser Zubau liegt damit nochmals höher als die vorherige Ausbaurekord aus dem Jahr 2023. Insgesamt stieg damit die Erzeugungskapazität erneuerbarer Kraftwerke auf 188,8 GW. (siehe Abb. „Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“)</p><p>Getragen wurde der Erneuerbaren-Zubau in den vergangenen Jahren vor allem von einem starken Ausbau der <strong>Photovoltaik</strong> (PV). Seit Anfang 2020 wurden mehr als 50 GW PV-Leistung zugebaut, damit hat sich die installierte Leistung in den letzten fünf Jahren verdoppelt. Mit einem Zubau von über 16,7 GW wurde im Jahr 2024 darüber hinaus ein neuer Zubaurekord erreicht. Nach den Ausbaustarken Jahren 2011 und 2012 war der Photovoltaikausbau zunächst stark eingebrochen, seit etwa 10 Jahren wächst der Zubau aber kontinuierlich mit einer deutlichen Beschleunigung innerhalb der letzten fünf Jahre. Um das im EEG 2023 formulierte PV-Ausbauziel von 215 GW im Jahr 2030 zu erreichen, wurde ein Ausbaupfad festgelegt. Das Zwischenziel von 89 GW zum Ende des Jahres 2024 wurde deutlich übertroffen. In den Folgejahren bis 2030 bleibt allerdings ein weiterer Zubau von jährlich fast 20 GW zur Zielerreichung notwendig.</p><p>Auch wenn das Ausbautempo bei <strong>Windenergie</strong> zuletzt wieder zulegt hat, sind die aktuelle zugebauten Anlagenleistungen weit von den hohen Zubauraten früherer Jahre entfernt. Im Jahr 2024 wurden 3,4 GW neue Windenergie-Leistung zugebaut (2023: 3,3 GW; 2021: 2,4 GW). In den Jahren 2014 bis 2017 waren es im Schnitt allerdings 5,5 GW. Insgesamt lag die am Ende des Jahres 2023 installierte Anlagenleistung von Windenergieanlagen an Land und auf See bei 72,8 GW. Um die im EEG 2023 festgelegte Ausbauziele von 115 GW (an Land) und 30 GW (auf See) im Jahr 2030 zu erreichen, ist jeweils eine deutliche Beschleunigung des Ausbautempos notwendig.</p><p>Durch die Abhängigkeit vom natürlichen Energiedargebot unterscheidet sich die Stromerzeugung der erneuerbaren Erzeugungsanlagen teilweise beträchtlich. So kann eine Windenergieanlage die vielfache Menge Strom erzeugen wie eine PV-Anlage gleicher Leistung. Ein einfacher Vergleich der installierten Leistungen lässt deshalb noch keinen Schluss über die jeweils erzeugten Strommengen zu. Neben Photovoltaik- und Windenergieanlagen mit stark witterungsabhängiger Stromerzeugung liefern Wasserkraftwerke langfristig konstant planbaren erneuerbaren Strom, sowie Biomassekraftwerke flexibel steuerbare Strommengen. Beide Energieträger haben in Deutschland aber nur ein begrenztes weiteres Ausbaupotential.</p><p>Weitere Informationen und Daten zu erneuerbaren Energien finden Sie auf der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen">Themenseite „Erneuerbare Energien in Zahlen“</a>.</p><p>Wirkungsgrade fossiler Kraftwerke</p><p>Im ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Brutto-Wirkungsgrad#alphabar">Brutto-Wirkungsgrad</a>⁠ ist im Vergleich zum Netto-Wirkungsgrad der Eigenverbrauch der Kraftwerke enthalten. Insgesamt verbesserte sich der durchschnittliche Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten deutschen Kraftwerksparks seit 1990 um einige Prozentpunkte (siehe Abb. „Durchschnittlicher Brutto-Wirkungsgrad des fossilen Kraftwerksparks“). Diese Entwicklung spiegelt nicht zuletzt die kontinuierliche Modernisierung des Kraftwerksparks und die damit verbundene Außerbetriebnahme alter Kraftwerke wider.</p><p>Der Brennstoffausnutzungsgrad von Kraftwerken kann durch eine gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung, KWK) gesteigert werden. Dies kann bei Großkraftwerken zur Wärmebereitstellung in Industrie und Fernwärme, aber auch bei dezentralen kleinen Kraftwerken wie Blockheizkraftwerken lokal erfolgen. Dabei müssen neue Kraftwerke allerdings auch den geänderten Flexibilitätsanforderungen an die Strombereitstellung genügen, dies kann beispielsweise über die Kombination mit einem thermischen Speicher erfolgen.</p><p>Obwohl bei konventionellen Kraftwerken in den letzten Jahren technisch eine Steigerung der Wirkungsgrade erreicht werden konnte, werden die dadurch erzielbaren Brennstoffeinsparungen nicht ausreichen, um die erforderliche Treibhausgasreduktion im Kraftwerkssektor für die Einhaltung der Klimaschutzziele zu erreichen. Dafür ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung notwendig.</p><p>Kohlendioxid-Emissionen</p><p>Folgende Aussagen können zum Kohlendioxid-Ausstoß von Großkraftwerken für die Stromerzeugung getroffen werden:</p><p>Weitere Entwicklung des deutschen Kraftwerksparks</p><p>Um die Klimaschutzziele zu erreichen, ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Kraftwerkskapazitäten notwendig.</p><p>Um den Herausforderungen der Energiewende begegnen zu können, wird es außerdem einen zunehmenden Fokus auf Flexibilisierungsmaßnahmen geben. Dabei handelt es sich um einen Ausbau von Speichern (etwa Wasserkraft, elektro-chemische Speicher, thermische Speicher) sowie um den Ausbau der Strominfrastruktur (Netzausbau, Außenhandelskapazitäten) und Anreize zur Flexibilisierung des Stromverbrauchs.</p>

Entwicklung des Notfallschutzes in Deutschland

Entwicklung des Notfallschutzes in Deutschland Nach dem Unfall von Tschornobyl wurde 1986 das Bundesumweltministerium gegründet, drei Jahre später das Bundesamt für Strahlenschutz . Als direkte Folge von Tschornobyl entstand in Deutschland das "Integrierte Mess- und Informationssystem" (kurz IMIS ). Darin werden alle Messdaten offizieller Stellen zur Umweltradioaktivität gesammelt und ausgewertet. Mit 1.700 rund um die Uhr aktiven Überwachungssonden löst das flächendeckende ODL -Messnetz bei erhöhter Radioaktivität in der Luft Deutschlands automatisch Alarm aus. Nach dem Unfall in Fukushima 2011 sind Untersuchungsergebnisse des BfS in eine Empfehlung der Strahlenschutzkommission ( SSK ) zur Ausweitung der bisherigen Planungszonen für den Notfallschutz in der Umgebung von Kernkraftwerken eingeflossen. 1986: der Kalte Krieg ist noch nicht vorbei, Deutschland ist getrennt in DDR und BRD, und auch die (weltweite) Kommunikation geschieht ganz anders als heutzutage: Internet und Smartphones sind noch nicht erfunden. Als im April 1986 erste Meldungen und Bilder über einen Störfall im sowjetischen Kernkraftwerk Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) bekannt wurden, herrschte zunächst Unsicherheit über das, was passiert war. Erst nach und nach gaben staatliche Stellen Bewertungen über das Ereignis ab. Die durch politische Rahmenbedingungen ohnehin dünne Informationslage wurde für die Bevölkerung in Deutschland zusätzlich diffus, da verschiedene staatliche Stellen unterschiedliche Verhaltensempfehlungen abgaben. Es gab keine bundesweit einheitlichen Richtwerte, keine gesetzliche Grundlagen und nur wenige Stellen, die die Radioaktivität in der Luft messen konnten. Internationale Abkommen über den schnellen gegenseitigen Informationsaustausch zu nuklearen Unfällen fehlten. 1989: Gründung des BfS In der Folge des Unfalls von Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) wurde noch im Jahr 1986 das Ministerium für Umwelt-, Naturschutz und Reaktorsicherheit ( BMU ) gegründet. Drei Jahre später folgte 1989 die Gründung des Bundesamtes für Strahlenschutz ( BfS ), welches unter anderem dafür zuständig ist, die Kontamination der Umwelt nach einem radiologischen Unfall schnell zu ermitteln und die Lage zu bewerten. Verschiedene wissenschaftliche Einrichtungen wurden im BfS integriert, so zum Beispiel das Institut für Strahlenhygiene des Bundesgesundheitsamtes in Neuherberg bei München, das Institut für Atmosphärische Radioaktivität des Bundesamtes für Zivilschutz in Freiburg, Teile der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig und (nach dem Mauerfall 1989) das Staatliche Amt für Atomsicherheit und Strahlenschutz der DDR in Berlin. Als Hauptsitz des BfS wurde Salzgitter gewählt. Gesetzliche Grundlagen Das Fehlen gesetzlicher Vorgaben führte nach dem Reaktorunfall von Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) dazu, dass teilweise unterschiedliche Grenzwerte und Maßnahmen im Bund und in den Bundesländern empfohlen wurden. Um die rechtliche Voraussetzung für ein bundesweit koordiniertes Handeln in vergleichbaren Situationen zu schaffen, wurde bereits am 19. Dezember 1986 das "Gesetz zum vorsorgenden Schutz der Bevölkerung gegen Strahlenbelastung" (Strahlenschutzvorsorgegesetz) erlassen. Zweck dieses Gesetzes war es, die routinemäßige Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt neu zu regeln. Außerdem galt es, "die Strahlenexposition der Menschen und die radioaktive Kontamination der Umwelt im Falle von Ereignissen mit möglichen, nicht unerheblichen radiologischen Auswirkungen unter Beachtung des Standes der Wissenschaft und unter Berücksichtigung aller Umstände durch angemessene Maßnahmen so gering wie möglich zu halten". Inzwischen regelt das 2017 verabschiedete Strahlenschutzgesetz ( StrlSchG ) die Maßnahmen zum Schutz der Bevölkerung vor radioaktiven Stoffen . Es vereinheitlicht die bisherigen gesetzlichen Regelwerke im Strahlenschutz und sieht unter anderem den Aufbau des Radiologischen Lagezentrums des Bundes ( RLZ ) unter Leitung des Bundesumweltministeriums vor. Meilensteine in der Entwicklung 2022: Angriffskrieg gegen die Ukraine Seit Beginn des russischen Angriffskrieges gegen die Ukraine im Februar 2022 finden erstmals in Europa militärische Auseinandersetzungen in einem Land mit Kernkraftwerken statt. Der Krieg in der Ukraine hat auch den radiologischen Notfallschutz in Deutschland beeinflusst: Die bis dahin etablierten und regelmäßig geübten Notfallschutz-Strukturen werden nun konkret auf dieses Ereignis angewandt und weiterentwickelt. Die Rufbereitschaften im BfS haben ihre Arbeit intensiviert . Unsere Kolleg*innen erstellen u.a. zweimal täglich eine mögliche Ausbreitungsberechnung anhand von Wetterdaten und zweimal wöchentlich eine Situationsdarstellung der Lage in der Ukraine. Welche Auswirkungen eine Freisetzung von Radioaktivität in ukrainischen, aber auch in anderen europäischen Kraftwerken auf Deutschland haben könnten, hat das BfS bereits vor Ausbruch des Krieges in der Ukraine regelmäßig untersucht. Wie bei internationalen Übungen und in unterschiedlichen Notfallszenarien in der Vergangenheit erprobt, überprüft das BfS auch im konkreten Fall des Ukraine-Krieges täglich etwa 500 bis 600 Messwerte aus der gesamten Ukraine und benachbarten Ländern. Die Daten stammen aus verschiedenen Messeinrichtungen sowohl vonseiten der Behörden vor Ort als auch der Zivilgesellschaft. Unsere Kolleg*innen werten routinemäßig unterschiedliche Quellen aus, um einen bestmöglichen Überblick zu erhalten und mögliche Falschmeldungen zu identifizieren. Zudem stehen sie, wie auch in Friedenszeiten, in einem engen Austausch mit internationalen Partnern, darunter mit der IAEA und der Europäischen Union ( EU ). Die radiologische Bedrohungslage hat sich durch das Kriegsgeschehen verändert: In dem Angriffskrieg auf die Ukraine werden immer wieder Kernkraftwerke in Kriegshandlungen hineingezogen. Außerdem gibt es neue oder aktueller gewordene Szenarien im Umfeld hybrider Bedrohungslagen, darunter Cyberangriffe und Straftaten im Zusammenhang mit radioaktiven Stoffen . Selbst der Einsatz von Kernwaffen in Europa scheint nicht mehr ausgeschlossen zu sein. Deutschland braucht in der neuen Sicherheitslage einen noch stärkeren radiologischen Notfallschutz und gute Vorbereitung. Dazu gehört auch, die Abläufe in unterschiedlichen Krisenszenarien immer wieder zu üben. Unsere Expert*innen beobachten nicht nur die Lage in der Ukraine genau, sondern üben auch andere Szenarien, um den radiologischen Notfallschutz weiter zu stärken. Medien zum Thema Mehr aus der Mediathek Strahlenschutz im Notfall Auch nach dem Ausstieg Deutschlands aus der Kernkraft brauchen wir einen starken Notfallschutz. Wie das funktioniert, erklärt das BfS in der Mediathek. Stand: 30.06.2025

Zwei Jahre nach dem Atomausstieg läuft bei allen AKW der Rückbau

Seit zwei Jahren ist die Nutzung der Atomenergie beendet, große Aufgaben stehen aber weiterhin an: Die herunter gefahrenen Atomkraftwerke müssen von den Energieversorgungsunternehmen zurückgebaut werden. „Der mit breiter politischer Mehrheit auf den Weg gebrachte und vor nunmehr zwei Jahren vollendete Ausstieg aus der Atomkraft hat Deutschland sicherer gemacht und auch der Suche nach einem sicheren Endlager ein gutes Fundament gegeben“, sagt BASE -Präsident Christian Kühn. „Weil die Menge der Abfälle berechenbar ist, nämlich rund 1750 Behälter, kann die Suche nach dem wissenschaftlich bestmöglich geeigneten Ort fair, transparent und ohne Streit um mögliche neue Abfälle geführt werden - diesen Konsens braucht es auch weiterhin, damit künftige Generationen sicher und geschützt vor den gefährlichen Hinterlassenschaften der Atomkraftnutzung leben können.“ Auch wenn seit zwei Jahren kein AKW mehr Strom produziert, so stehen in den Anlagen noch viele Arbeiten an. Wie ist der Stand des Rückbaus bei den zuletzt abgeschalteten AKW ? Ein Überblick. Am Atomkraftwerk Isar 2 wurde im Jahr 2024 eine Dekontamination des Primärkreislaufs durchgeführt – häufig ein erster Schritt zum Rückbau der Anlage. Dabei werden spezielle Chemikalien, z.B. Säure, eingesetzt, um radioaktive Schichten von den Anlageteilen zu entfernen. Im Brennelementlagerbecken von Isar 2 klingen noch alle Brennelemente ab. Zum Rückbau des Reaktordruckbehälters und Biologischen Schilds ist der Antrag gestellt. Am Atomkraftwerk Neckarwestheim 2 wurde der Primärkreislauf im Sommer 2023 dekontaminiert. Die Brennelemente befinden sich noch im Brennelementlagerbecken. Erste Arbeiten zum Rückbau haben begonnen, u.a. die Trennung der Leitungen des Reaktorkühlkreislaufs. Am Atomkraftwerk Emsland fand die Primärkreislaufdekontamination im März 2024 statt. Auch hier klingen die Brennelemente noch im Brennelementlagerbecken ab. Bei den drei am 31. Dezember 2021 abgeschalteten Anlagen gibt es folgenden Stand des Rückbaus: Am Atomkraftwerk Gundremmingen befinden sich alle noch vorhandenen Brennelemente im Brennelementlagerbecken von Block C. Die Blöcke B und C werden derzeit zurückgebaut. In den Atomkraftwerken Grohnde und Brokdorf sind die Primärkreisläufe dekontaminiert. Im Atomkraftwerk Brokdorf wurde der Reaktorkern bereits entladen, die Brennelemente aus dem Brennelementlagerbecken werden nun sukzessive ins Zwischenlager gebracht. Hierbei kommen spezielle Transport- und Lagerbehälter zur Anwendung. 11.04.2025

REFOPLAN 2022 - Ressortforschungsplan 2022, Detailbewertung ausgewählter Ereignisse aus dem Spektrum des Referenzszenarium S3 'Kernkraftwerk im übrigen Europa' des allgemeinen Notfallplans des Bundes für den Notfallschutz zum Ausbau der Wissensbasis des Team Strahlenschutz für den Einsatz im Notfall

Energiebedingte Emissionen von Klimagasen und Luftschadstoffen

<p>Als energiebedingte Emissionen bezeichnet man die Freisetzung von Treibhausgasen und Luftschadstoffen, die bei der Umwandlung von Energieträgern etwa in Strom und Wärme entstehen. Sie machten im Jahr 2022 etwa 85 % der deutschen Treibhausgas-Emissionen aus. Die Emissionen sind seit 1990 leicht rückläufig. Hauptverursacher der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen ist die Energiewirtschaft.</p><p>"Energiebedingte Emissionen"</p><p>Überall, wo fossile Energieträger wie Kohle, Erdgas oder Mineralöl in elektrische oder thermische Energie (Strom- und Wärmeproduktion) umgewandelt werden, werden sogenannte „energiebedingte Emissionen“ freigesetzt. Bei diesen handelt es sich sowohl um Treibhausgase – hauptsächlich Kohlendioxid (CO2) – als auch um sogenannte klassische Luftschadstoffe. Das Verbrennen von fester, flüssiger oder gasförmiger ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠ wird gemäß internationalen Bilanzierungsvorgaben als CO2-neutral bewertet. Andere dabei freigesetzte klassische Luftschadstoffe, wie zum Beispiel Stickoxide, werden jedoch bilanziert. Im Verkehrsbereich entstehen energiebedingte Emissionen durch Abgase aus Verbrennungsmotoren. Darüber hinaus entstehen energiebedingt auch sogenannte diffuse Emissionen, zum Beispiel durch die Freisetzung von Grubengas aus stillgelegten Bergwerken.</p><p>Entwicklung der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen</p><p>Die energiebedingten Emissionen machten im Jahr 2022 etwa 85 % der deutschen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen aus. Hauptverursacher war mit 39 % der energiebedingten Treibhausgas-Emissionen die Energiewirtschaft, also vor allem die öffentliche Strom- und Wärmeerzeugung in Kraftwerken sowie Raffinerien (siehe Abb. „Energiebedingte Treibhausgas-Emissionen“). Die von der Energiewirtschaft ausgestoßene Menge an Treibhausgasen ist seit 1990 in der Tendenz rückläufig. Teilweise gibt es vorübergehend besonders starke Einbrüche, wie etwa im Jahr der Wirtschaftskrise 2009 oder im von der Corona-Pandemie geprägten Jahr 2020.</p><p>Der Anteil des Sektors Verkehr lag 2021 bei 23,3 % (darunter allein der Straßenverkehr 22,5 %), Industrie bei 18 %, private Haushalte bei 13 % und der Gewerbe-, Handels- und Dienstleistungssektor bei 4 %.</p><p>Die energiebedingten Treibhausgas-Emissionen bestehen zu 98 % aus Kohlendioxid (CO2). Methan (CH4) und Lachgas (N2O) machen den Rest aus (CO2-Äquivalente). Methan wird zum Großteil aus sogenannten diffusen Quellen freigesetzt, vor allem bei der Kohleförderung als Grubengas. Energiebedingte Lachgas-Emissionen entstehen durch Verbrennungsprozesse. Die diffusen Emissionen sanken seit 1990. Hauptquelle der diffusen Emissionen war der Ausstoß von Methan aus Kohlegruben. Die Förderung von Kohle ging seit 1990 deutlich zurück, Grubengas wurde verstärkt aufgefangen und energetisch genutzt.</p><p>&nbsp;</p><p>Energiebedingte Kohlendioxid-Emissionen durch Stromerzeugung</p><p>Die Emissionen von Kohlendioxid (CO2) aus der deutschen Stromerzeugung gingen seit dem Jahr 1990 im langjährigen Trend zurück (siehe Abb. „Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes“ im nächsten Abschnitt). Die Gründe hierfür liegen vor allem in der Stilllegung emissionsintensiver Braunkohlenkraftwerke in den 1990er Jahren und dem Rückgang der Stromerzeugung aus Braun- und Steinkohle in den vergangenen Jahren. Der Anteil des erzeugten Stroms aus emissionsärmeren Kraftwerken etwa auf Basis erneuerbarer Energieträger oder Erdgas ist in den letzten Jahrzehnten deutlich gestiegen. Auch der Austausch der Kraftwerkstechnik in alten, weniger effizienten Kohlekraftwerken durch effizientere Technik mit einem höheren Wirkungsgrad trug zum Rückgang der CO2-Emissionen bei (siehe Abb. „Kohlendioxid-Emissionen der fossilen Stromerzeugung“).</p><p>Der starke Ausbau der erneuerbaren Energien schlug sich zunächst nur eingeschränkt im Trend der CO2-Emissionen nieder, da die Erzeugung von Strom aus fossilen Energiequellen nicht im gleichen Maße zurückging, wie der Ausbau erfolgte. Seit dem Beschluss des Ausstiegs aus der Kernenergie im Jahr 2011 spielte Kernenergie eine immer geringere Rolle. Auch Steinkohle-Kraftwerke hatten als Mittellast-Kraftwerke und aufgrund relativ hoher Brennstoffkosten einen sinkenden Marktanteil. Gleichzeitig stieg die Stromerzeugung aus Erdgas deutlich an. Vor allem Braunkohle-Kraftwerke konnten verhältnismäßig preiswert Strom produzieren. Gleichzeitig wurde immer mehr erneuerbarer Strom erzeugt. &nbsp;Dies führte zu einem bedeutenden Anstieg des Stromhandelssaldos. Durch den Rückgang an Kraftwerkskapazität auf Basis von Kohlen seit dem Jahr 2018 sanken die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Bruttostromerzeugung#alphabar">Bruttostromerzeugung</a>⁠ und damit auch die Kohlendioxid-Emissionen der Stromerzeugung jedoch deutlich (Ausführlicher zur Struktur der Stromerzeugung siehe Artikel „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/erneuerbare-konventionelle-stromerzeugung">Erneuerbare und konventionelle Stromerzeugung</a>“).</p><p>Im Jahr 2020 gingen die CO2-Emissionen der Stromerzeugung besonders stark zurück durch die Auswirkungen der Corona-Pandemie. In den Jahren 2021 und 2022 stiegen die Emissionen wieder an und lagen zuletzt wieder auf dem niedrigen Niveau des Jahres 2019.</p><p>Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommixes</p><p>Die spezifischen Emissionen (Emissionsfaktoren) des Strommixes geben an, wie viel Treibhausgase und insbesondere CO2 insgesamt pro Kilowattstunde Strom, die in Deutschland verbraucht wird, ausgestoßen werden. (siehe Abb. „Spezifische ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen des deutschen Strommixes“). Der Emissionsfaktor für die Summe der Treibhausgasemissionen wird mit Vorketten ausgewiesen, der für CO2-Emissionen ohne. Das Umweltbundesamt veröffentlicht die entsprechenden Daten und die Methodik der Berechnung in der jährlich aktualisierten Publikation „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/entwicklung-der-spezifischen-treibhausgas-9">Entwicklung der spezifischen Treibhausgas-Emissionen des deutschen Strommix in den Jahren 1990 - 2022</a>“.</p><p>Starker Rückgang weiterer „klassischer“ energiebedingter Luftschadstoffe</p><p>Neben Treibhausgasen werden energiebedingt auch weitere Luftschadstoffe emittiert. Zu ihnen gehören Stickoxide (NOx), Schwefeldioxid (SO2), Flüchtige Organische Verbindungen (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=NMVOC#alphabar">NMVOC</a>⁠), Ammoniak (NH3) und Staub bzw. Feinstaub (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM10#alphabar">PM10</a>⁠).</p><p>Während die energiebedingten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen seit 1990 nur leicht zurückgingen, wurden die „klassischen“ Luftschadstoffe – bis auf Ammoniak (NH3) – stark vermindert (siehe Tab. „Energiebedingte Luftschadstoff-Emissionen“). Den größten Rückgang verzeichnet Schwefeldioxid (etwa 95 %).</p><p>In der jüngsten Entwicklung hat sich der abnehmende Trend bei Luftschadstoffen deutlich abgeschwächt.</p><p>Auswirkungen energiebedingter Emissionen</p><p>Energiebedingte Emissionen beeinträchtigen die Umwelt in vielfältiger Weise. An erster Stelle ist die globale Erwärmung zu nennen. Werden fossile Brennstoffe gewonnen und verbrannt, so führt dies zu einer starken Freisetzung der Treibhausgase Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4), die wiederum hauptverantwortlich für den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhauseffekt#alphabar">Treibhauseffekt</a>⁠ sind. Weitere erhebliche Umweltbelastungen werden durch die „klassischen Luftschadstoffe“ verursacht. Die Folgen sind Luftverschmutzung durch Feinstaub (PM10, PM2,5), Staub und Kohlenmonoxid (CO), ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Versauerung#alphabar">Versauerung</a>⁠, unter anderem durch Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffoxide (NOx) und Ammoniak (NH3). Außerdem entsteht durch Vorläufersubstanzen wie flüchtige organische Verbindungen (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=VOC#alphabar">VOC</a>⁠) und Stickstoffoxide gesundheitsschädliches bodennahes Ozon (O3).</p>

Sicherheitstechnische Überprüfung aus Anlass der beantragten Übertragung von Reststrommengen

Im Rahmen des Atomausstiegs sind Reststrommengen für die in Deutschland betriebenen Kernkraftwerke festgelegt worden. Das Kernkraftwerk Biblis, Block A, wird die vereinbarte Reststrommenge in absehbarer Zeit erreichen. Die RWE Power AG hat die Übertragung von Strommengen aus dem Kernkraftwerk Emsland (KKE) auf KWB-A beantragt, um einen gemeinsamen Weiterbetrieb der beiden Kraftwerksblöcke am Standort Biblis zu ermöglichen. KWB-A gehört zu den ältesten in Deutschland betriebenen Kernkraftwerken. KKE gehört zu den modernsten Anlagen. Im Zusammenhang mit der Prüfung des Antrags durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) wird auch eine sicherheitstechnische Prüfung durchgeführt. Anhand ausgewählter Themen sollen sicherheitstechnisch bedeutsame Unterschiede zwischen den beiden Anlagen identifiziert und vergleichend bewertet werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf einer Gegenüberstellung unterschiedlicher Sicherheitsreserven der beiden Anlagen. Diese Aufgabenstellung weicht von der für übliche Sicherheitsanalysen ab. Eine geeignete Methodik muss daher begleitend zur Prüfung entwickelt und abgestimmt werden. Der Auftrag wird in Zusammenarbeit mit der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH und dem Physikerbüro Bremen sowie in enger Abstimmung mit der zuständigen Fachabteilung im BMU durchgeführt. Ein zweiter Abschnitt des Projektes ergibt sich aus dem Antrag der EnBW Kernkraft GmbH, Reststrommengen vom Kernkraftwerk Neckarwestheim 2 - einem der modernsten Kernkraftwerke in Deutschland - auf das wesentlich ältere Kernkraftwerk Neckarwestheim 1 zu übertragen. Auch hier wird mit der gleichen Methodik wie im ersten Abschnitt eine sicherheitstechnische Überprüfung durchgeführt.

Referenzkraftwerk Lausitz, Teilvorhaben: Synchronverhalten, Verbundbetrieb, Maximierung von Netzdienstleistungen durch Stromrichterregelung, Erstellung eines Prozessmanagementtools zur Optimierung der Prozesse und der Sektorenkopplung aus energieverfahrenstechnischer Sicht

Heute wird das Stromnetz durch Synchrongeneratoren (SG) in konventionellen Großkraftwerken geformt und stabilisiert. Dabei gewährleistet die in den rotierenden Massen der Erzeuger gespeicherte kinetische Energie den Ausgleich von elektrischer Last und Erzeugung. Diese sog. Momentanreserve sorgt für die Stabilisierung des Netzes ohne Regelungseingriff. Durch den Kohle- und Kernkraftausstieg werden konventionelle Großkraftwerke zukünftig durch dezentrale und volatile Erzeugungsanlagen ersetzt. Dabei ist zu beachten, dass erneuerbare Erzeuger wie PV und Wind über Stromrichter an das Netz angebunden sind. Damit nimmt die Durchdringung des Netzes mit stromrichterbasierten Technologien zu, während die SG stetig aus dem Netz verdrängt werden. Folglich führt das Abschalten konventioneller Einheiten zu Stabilitätsproblemen, wenn das heutige Regelverhalten der Stromrichter beibehalten wird. Daher sind neuartige Netzregelkraftwerke (INK) zu entwickeln, welche ihre Energie aus nachhaltigen Quellen beziehen. Hierfür arbeiten zwei Professuren der TU Dresden, die Professur für Leistungselektronik (LE) und die Professur für Energieverfahrenstechnik (EVT) in einem Teilprojekt zur Entwicklung genau eines solchen neuartigen wasserstoffbasierten Kraftwerks zusammen. Schwerpunkte sind neben der Spezifikation von Komponenten und Prozessen der Entwicklung einer angepassten Kraftwerkssteuerung, die Erstellung eines Prozessmanagementansatzes für das INK sowie die Entwicklung einer neuen Leistungselektronik. Diese Arbeiten umfassen die gezielte Modellierung von Stoff- und Energieströmen seitens EVT, Analysen zum Inselnetzbetrieb und Schwarzstartfähigkeit, zur Optimierung der Netzdienstleistung und zu Stabilitätsuntersuchungen durch LE. Weitere Schwerpunkte sind Analysen zur Rückgewinnung und -reintegration von Stoff- und Energieströmen, die Zusammenarbeit bei der Entwicklung eines Digitalen Zwillings sowie der Bau, die Inbetriebnahme und der wissenschaftliche Forschungsbetrieb des INK.

Entwicklung von Basistechnologien für 100% Wasserstoffgasturbinen zur Beschleunigung der Energiewende in Deutschland, Teilvorhaben: Wärmedämmschichtsysteme für 100% wasserstofffähige Gasturbinen

Politikwissenschaftlich-rechtliche Möglichkeiten der Verknüpfung des geplanten EU-Beitritts der MOE mit einem Ausstieg aus der Atomenergie

Bewertung eines Ausstiegs aus der Kernenergie aus klimapolitischer und volkswirtschaftlicher Sicht

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