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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><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>Die Bereitstellung von Strom aus konventionellen Energieträgern verteilt sich unterschiedlich über die gesamte Bundesrepublik. Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> stellt verschiedene Karten mit Informationen zu Kraftwerken in Deutschland zur Verfügung.</p> <ul> <li>In der Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/10423">„Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland“</a> sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke mit einer elektrischen Bruttoleistung ab 100 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/mw">MW</a> verzeichnet. Basis ist die Datenbank <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/13052">„Kraftwerke in Deutschland“</a>. Weiterhin sind die Höchstspannungsleitungstrassen in den Spannungsebenen 380 Kilovolt (kV) und 220 kV eingetragen.</li> <li>In der Karte „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/67082">Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland</a>“ sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke ab einer elektrischen Bruttoleistung von 50 MW bzw. mit einer Wärmeauskopplung ab 100 MW verzeichnet. Auch hier ist die Basis die Datenbank <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/13052">„Kraftwerke in Deutschland“</a>.</li> <li>Die Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/10426">„Kraftwerke und Windleistung in Deutschland“</a> zeigt die installierte Windleistung pro Bundesland und die Kraftwerke ab 100 MW.</li> <li>Die Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/28108">„Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland“</a> vermittelt ein Bild des Zusammenspiels von Photovoltaikleistung und fossilen Großkraftwerken.</li> <li>Aus der Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/38169">"Kraftwerksleistung in Deutschland"</a> werden bundeslandscharf die jeweiligen Kraftwerksleistungen ersichtlich.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DE_Kraftwerkskarte_2026_0.png"> </a> <strong> Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland </strong> <br>Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland, Stand Juni 2026. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DE_Kraftwerkskarte_2026_0.png">Bild herunterladen</a> (1,08 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/DE_Kraftwerkskarte_2026_0.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,32 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/KWK-Karte_DE_08-2026.png"> </a> <strong> Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland </strong> <br>Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland, Stand August 2026 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/KWK-Karte_DE_08-2026.png">Bild herunterladen</a> (631,89 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/KWK-Karte_DE_08-2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (1,28 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Windleistung_2026_0.png"> </a> <strong> Kraftwerke und Windleistung in Deutschland </strong> <br>Karte Kraftwerke und Windleistung in Deutschland, Stand Juni 2026. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Windleistung_2026_0.png">Bild herunterladen</a> (951,70 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerke-Windleistung_2026_0.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,63 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026_1.png"> </a> <strong> Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland </strong> <br>Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Juni 2026. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026_1.png">Bild herunterladen</a> (951,30 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026_0.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,67 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerksleistung_2026.png"> </a> <strong> Kraftwerksleistung in Deutschland </strong> <br>Installierte Kraftwerksleistung in Deutschland 2024 (Stand: Januar 2026) Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerksleistung_2026.png">Bild herunterladen</a> (647,92 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerksleistung_2026.pdf">Karte als pdf herunterladen</a> (1,17 MB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Kraftwerke auf Basis konventioneller Energieträger <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>In den letzten Jahrzehnten hat sich die Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien sehr dynamisch entwickelt.&nbsp;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 Abb. „Braun- und Steinkohlen: Stromerzeugungskapazitäten entsprechend dem Kohleausstiegsgesetz“ im letzten Abschnitt). Unabhängig davon übt der CO2-Preis einen wesentlichen Einfluss auf die Rentabilität und insofern den Einsatz fossiler Kraftwerke aus.</p> <ul> <li><strong>Braunkohlenkraftwerke</strong>: Mit Einsetzen der „Kommission für Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ wurde der Prozess zum Ausstieg aus der Kohlestromerzeugung in Deutschland gestartet. Im Januar 2020 wurde im Rahmen des Kohleausstiegsgesetzes ein Ausstiegspfad für die Braunkohlestromerzeugung zwischen Bund, Ländern und beteiligten Unternehmen erarbeitet, welcher Entschädigungsregelungen für die Unternehmen und Förderung für die betroffenen Regionen enthält. Die Leistung von Braunkohlenkraftwerken als typische Grundlastkraftwerke lässt sich nur unter Energieverlust kurzfristig regeln. Sie produzieren Strom in direkter Nähe zu den Braunkohlenvorkommen im Rheinischen, Mitteldeutschen und Lausitzer Revier (siehe Tab.“ Braunkohlenkraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz“).</li> <li><strong>Steinkohlenkraftwerke: </strong>Im Rahmen des Kohleausstiegs wird auch der Ausstieg aus der Steinkohle angestrebt. 2019 wurde bereits aus ökonomischen Gründen der Abbau von Steinkohle in Deutschland eingestellt. Im Gegensatz zur Braunkohle wird der Ausstieg aus der Steinkohle durch einen Auktionsmechanismus geregelt, der die Entschädigungszahlungen bestimmt. Steinkohlenkraftwerke produzieren Strom in den ehemaligen Steinkohle-Bergbaurevieren Ruhr- und Saarrevier, in den Küstenregionen und entlang der Binnenwasserstraßen, da hier kostengünstige Transportmöglichkeiten für Importsteinkohle vorhanden sind. (Weitere Daten und Fakten zu Steinkohlenkraftwerken finden sie in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/86033">Broschüre</a> „Daten und Fakten zu Braun- und Steinkohle“ des Umweltbundesamtes.)</li> <li><strong>Gaskraftwerke:</strong> Die Strom- und Wärmeerzeugung mit Gaskraftwerken erzeugt niedrigere Treibhausgasemissionen als die mit Kohlenkraftwerken. Des Weiteren ermöglichen sie durch ihre hohe Regelbarkeit und hohe räumliche Verfügbarkeit eine Ergänzung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Dennoch muss zum Erreichen der Klimaziele die gesamte Stromerzeugung dekarbonisiert werden, etwa durch Umrüstung auf Wasserstoffkraftwerke.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (76,61 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (39,46 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (154,71 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (128,16 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus konventionellen Kraftwerken </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (223,20 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (90,98 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.png"> </a> <strong> Tab: Braunkohlenkraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz </strong> Quelle: UBA-Kraftwerksliste und BMWi <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (133,15 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (50,36 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Kraftwerke auf Basis erneuerbarer Energien <p>Im Jahr 2025 erreichte der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland einen neuen Höchststand: Mit knapp 23 Gigawatt (GW) wurde der Höchstwert aus dem Vorjahr (22 GW) nochmals übertroffen. Insgesamt stieg damit die Erzeugungskapazität erneuerbarer Kraftwerke auf über 214 GW (siehe Abb. „Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“)&nbsp;</p> <p>Getragen wurde der Erneuerbaren-Zubau in den vergangenen Jahren vor allem von einem starken Ausbau der <strong>Photovoltaik</strong> (PV). Mit einem Zubau von fast 18 GW wurde im Jahr 2025 der Zubaurekord aus dem Jahr 2024 zwar knapp verfehlt, mit einer installierten Leistung von nunmehr fast 120 GW hat sich die installierte Leistung in den letzten fünf Jahren jedoch in etwa verdoppelt. Um das im EEG 2023 formulierte PV-Ausbauziel von 215 GW im Jahr 2030 zu erreichen, wurde ein Ausbaupfad festgelegt. Das Zwischenziel von 128 GW zum Ende des Jahres 2026 ist in Reichweite, in den Folgejahren bis 2030 bleibt allerdings ein weiterer Zubau von jährlich etwa 20 GW zur Zielerreichung notwendig.</p> <p>Auch wenn das Ausbautempo bei der <strong>Windenergie</strong> zuletzt wieder zugelegt hat, liegen die aktuell zugebauten Anlagenleistungen noch immer unter den hohen Zubauraten früherer Jahre. Im Jahr 2025 wurden 5,1 GW neue Windenergie-Leistung zugebaut (2024: 3,3 GW). In den Jahren 2014 bis 2017 waren es im Schnitt allerdings 5,5 GW. Insgesamt lag die am Ende des Jahres 2025 installierte Anlagenleistung von Windenergieanlagen bei knapp 78 GW, davon waren 68 GW an Land und 10 GW auf See installiert.&nbsp;</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/node/10321">Themenseite „Erneuerbare Energien in Zahlen“</a>.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/6_Abb_Install-Leistung-Stromerzeug-EE_2026-05-15.png"> </a> <strong> Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Install-Leistung-Stromerzeug-EE_2026-05-15.pdf">Diagramm als PDF (46,30 kB)</a></li> </ul> </p><p> Wirkungsgrade fossiler Kraftwerke <p>Beim <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/brutto-wirkungsgrad">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.&nbsp;</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.&nbsp;</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> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_abb_durchschn-bruttowirkungsgrad-foss-kraftwerkspark_2025-12-18.png"> </a> <strong> Durchschnittlicher Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten fossilen Kraftwerksparks </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/7_abb_durchschn-bruttowirkungsgrad-foss-kraftwerkspark_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (43,85 kB)</a></li> </ul> </p><p> Kohlendioxid-Emissionen <p>Folgende Aussagen können zum Kohlendioxid-Ausstoß von Großkraftwerken für die Stromerzeugung getroffen werden:</p> <ul> <li><strong>Braunkohlen</strong>: Die spezifischen Kohlendioxid-Emissionen von Braunkohlenkraftwerken variieren je nach Herkunft des Energieträgers aus einem bestimmten Braunkohlerevier und der Beschaffenheit der mitverbrannten Sekundärbrennstoffe (siehe „Emissionsfaktoren eingesetzter Energieträger zur Stromerzeugung“). Mit mindestens 101.658 Kilogramm Kohlendioxid pro Terajoule (kg CO2 / TJ) war der Emissionsfaktor von Braunkohlen im Jahr 2023 höher als der der meisten anderen Energieträger.</li> <li><strong>Steinkohlen</strong>: Der Kohlendioxid-Emissionsfaktor von Steinkohlenkraftwerken betrug im Jahr 2024 94.116 kg CO2 / TJ.</li> <li><strong>Erdgas</strong>:&nbsp;Erdgas-GuD-Anlagen haben mit derzeit 56.325 kg CO2 / TJ den geringsten spezifischen Emissionsfaktor fossiler Kraftwerke (abgesehen von Kokerei-/Stadtgas): Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht pro erzeugter Energieeinheit weniger Kohlendioxid als bei der Verbrennung von Kohle.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/8_tab_emissionsfaktoren_2025-12-18.png"> </a> <strong> Tab: Emissionsfaktoren eingesetzter Energieträger zur Stromerzeugung </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_tab_emissionsfaktoren_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF (44,94 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/3630/bilder/dateien/7_tab_emissionsfaktoren_2024-12-17_1.pdf"> (72,35 kB)</a></li> </ul> </p><p> Weitere Entwicklung des deutschen Kraftwerksparks <p>Um die Klimaschutzziele zu erreichen, ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Kraftwerkskapazitäten notwendig (siehe Tab. "Genehmigte oder im Genehmigungsverfahren befindliche konventionelle Kraftwerksprojekte").</p> <p>Um den Herausforderungen der Energiewende begegnen zu können, wird es außerdem einen zunehmenden Fokus auf Flexibilisierungsmaßnahmen brauchen. Dabei handelt es sich um einen Ausbau von Speichern (etwa Pumpspeicher, elektro-chemische Speicher, thermische Speicher) sowie um den Ausbau der Strominfrastruktur (Netzausbau, Außenhandelskapazitäten) und Anreize zur Flexibilisierung des Stromverbrauchs („Demand Side Management").</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/9_tab_genehmigte-in_genehmigung-kraftwerksprojekte_2025-12-18.png"> </a> <strong> Tab: Genehmigte oder im Genehmigungsverfahren befindliche konventionelle Kraftwerksprojekte </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/9_tab_genehmigte-in_genehmigung-kraftwerksprojekte_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (59,52 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Geothermisches Potenzial - spezifische Wärmeleitfähigkeit und spezifische Entzugsleistung 2017

Allgemeines In den vergangenen Jahren wurde die Erdwärme (Geothermie) in Berlin bereits vielfach genutzt. Seit dem Jahr 2004 stieg die Anzahl der Anlagen zur Nutzung der oberflächennahen Erdwärme von 132 auf rd. 3.500 Anlagen im Jahr 2018 (Stand 30.09.2018). Dieser Trend hält auch weiterhin an und stellt einen wichtigen Faktor beim Energiemix der künftigen Nutzung der erneuerbaren Energien dar. Die Erdwärme ist im Gegensatz zu den meisten anderen erneuerbaren Energieträgern wie Wind, Wasser oder Sonne eine Energieform, die unabhängig von Witterung, Tages- und Jahreszeit nahezu ständig zur Verfügung steht. Der Nutzung der oberflächennahen Erdwärme steht ein ganzes Spektrum von technischen Möglichkeiten zur Verfügung. Alle diese Verfahren benötigen eine Wärmepumpe, die in der Lage ist, die relativ niedrige Temperatur des Untergrundes bzw. des Grundwassers in diesen Tiefen von 8 – 11 °C mit Hilfe von mechanischer / elektrischer Energie auf ein für Heizzwecke geeignetes höheres Temperaturniveau zu bringen. Neben vielen anderen möglichen Verfahren wird heute in Berlin zu 93 % die Erdwärme mit vertikalen Erdwärmesondenanlagen erschlossen (siehe Abb. 1). Erdwärmesonden sind geschlossene Kunststoffrohrsysteme, die in Bohrlöchern installiert werden und in denen ein Wasser-/Sole-Gemisch zirkuliert, welches dem umgebenen, mit Grundwasser erfüllten Gestein die Wärme entzieht. Die Tiefe der Erdwärmesonden liegt in der Regel je nach geologischer und anlagenbedingter Voraussetzung zwischen 40 bis 100 m. Zur Erhöhung der Planungssicherheit dieser Erdwärmesondenanlagen werden hier Potenzialkarten zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit (Karten 02.18.1 – 02.18.4) und speziell für Einfamilienhäuser zur spezifischen Entzugsleistung (Karten 02.18.5 – 02.18.12) dargestellt. Hierin sind die dafür maßgeblichen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse subsummiert. Da der Einbau von Erdwärmesondenanlagen in den Untergrund potenziell mit einem Risiko der Grundwassergefährdung verknüpft ist, werden zum Schutz des Grundwassers bei der Errichtung einer solchen Anlage hohe wasserrechtliche Anforderungen an das Bohrverfahren, die anschließende Bohrlochabdichtung, Drucktests, Dokumentation etc. gestellt. Neuere Forschungsergebnisse, Schadensfälle sowie die stark gestiegene Anzahl der Erdwärmesondenanlagen bestätigen diese Gefährdung immer wieder. Da Berlin sein Trinkwasser zu 100 % aus dem Grundwasser und fast ausschließlich aus dem eigenen Stadtgebiet bezieht, werden deshalb bei der Errichtung einer Erdwärmesondenanlage in dem dafür erforderlichen wasserbehördlichen Erlaubnisverfahren zum Schutz des Grundwassers besonders hohe Anforderungen gestellt. Näheres dazu unter www.berlin.de/sen/uvk/_assets/umwelt/wasser-und-geologie/publikationen-und-merkblaetter/merkblatt_geothermie.pdf Spezifische Wärmeleitfähigkeit Die spezifische Wärmeleitfähigkeit stellt das Vermögen des Gesteins dar, die Wärme weiter zu leiten. Sie ist eine der wichtigsten Kenngrößen im Zusammenhang mit der korrekten Dimensionierung der Erdwärmesondenanlage. Sie ist ein Maß dafür, wie schnell die entnommene Wärme über die im Untergrund anstehenden Gesteine nachgeliefert werden kann. Die Einheit wird in Watt pro Meter * Kelvin [W/mK] angegeben. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine gesteinsspezifische Eigenschaft, die vom Mineralgehalt, der Porosität und der Porenfüllung abhängt. Luft ist ein schlechter Wärmeleiter, deshalb haben trockene Sedimente oberhalb des Grundwasserspiegels eine geringere Wärmeleitfähigkeit. Da Wasser hingegen eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft besitzt, wird der Wert der Wärmeleitfähigkeit des wassergesättigten Gesteins deutlich verbessert. In den Karten zur Wärmeleitfähigkeit sind deshalb die Grundwasserverhältnisse berücksichtigt. Spezifische Entzugsleistung Die spezifische Entzugsleistung ist im Gegensatz zur spezifischen Wärmeleitfähigkeit eine Größe, die von zahlreichen speziellen Randbedingungen insbesondere vom gesteinsspezifischen Wärmetransportvermögen des Untergrundes, aber vor allem auch von technischen Größen der Erdwärmesondenanlagen wie der Anzahl der Betriebsstunden, der gegenseitigen Beeinflussung benachbarter Anlagen, der Bohrlochgröße, der Wärmeleitfähigkeit der Verpressung u. a. abhängt. Die Einheit der spezifischen Entzugsleistung wird in Watt pro Meter [W/m] angegeben. Für eine Heizanlage ohne Warmwasseraufbereitung werden 1.800 Betriebsstunden pro Jahr [h/a] angesetzt; 2.400 h/a sind es bei Anlagen zusätzlich mit Warmwasseraufbereitung (s. u.). Grundwasserfluss Bei Erdwärmesonden ist ein hohes Wärmetransportvermögen des Untergrundes erwünscht, damit die dem Untergrund entzogene Wärme möglichst rasch aus der Umgebung nachgeliefert wird. Die Wärmenachführung erfolgt sowohl durch die Wärmeleitfähigkeit des Gesteins als auch durch den sehr geringen Grundwasserfluss. Da der Grundwasserfluss besonders für die großen Tiefen schwer bestimmbar ist und die (geringe) Fließgeschwindigkeit des Grundwassers zudem überall unterschiedlich ist, wird der Grundwasserfluss hier bei der Berechnung vernachlässigt. Damit sind die Angaben zur spezifischen Entzugsleistung konservativ ermittelt und können als Sicherheitszuschlag für die Sondendimensionierung angesehen werden. Im Übrigen gelten die Angaben zur spezifischen Entzugsleistung nur für die angegebenen Randbedingungen (s. u.).

Turbomaschinen für die Transformation in das integrierte Energiesystem der Zukunft, Teilvorhaben: 3.1a, 3.2a, 3.4a und 4.2b - Flexibilität im Betrieb

Energieverbrauch und Energieeffizienz in Deutschland in Zahlen

<p> <p>Den Energieverbrauch zu reduzieren, ist zentrale Säule der Energiewende und entscheidend für den Klimaschutz. Denn jede Kilowattstunde, die nicht verbraucht wird, verringert den Bedarf bei der Energiebereitstellung, sei es fossil oder erneuerbar. Das Umweltbundesamt zeigt die Entwicklung des Endenergieverbrauchs und der Energieeffizienz in Deutschland absolut und nach Sektoren seit 1990.</p> </p><p>Den Energieverbrauch zu reduzieren, ist zentrale Säule der Energiewende und entscheidend für den Klimaschutz. Denn jede Kilowattstunde, die nicht verbraucht wird, verringert den Bedarf bei der Energiebereitstellung, sei es fossil oder erneuerbar. Das Umweltbundesamt zeigt die Entwicklung des Endenergieverbrauchs und der Energieeffizienz in Deutschland absolut und nach Sektoren seit 1990.</p><p> Einsparung beim Energieverbrauch wesentlich für den Klimaschutz <p>Den Energieverbrauch, also den Verbrauch von Kraftstoffen, Wärme, Strom zu reduzieren, ist zentrale Säule der Energiewende und wesentliche Voraussetzung für einen effektiven ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a>. Dies belegen zahlreiche <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/9006">Klimaschutzszenarien</a>. Zum Energiesparen trägt einerseits bei, die gewünschte „Leistung“ mit weniger ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergie">Endenergie</a>⁠ zu erreichen („Effizienz“-Strategie). Andererseits gilt es auch zu hinterfragen, welcher scheinbare „Bedarf“ wirklich benötigt wird („<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/suffizienz">Suffizienz</a>“-Strategie). Das 2023 verabschiedete Energieeffizienzgesetz (EnEfG) verbessert den Rahmen für Effizienzsteigerungen und Energiesparen in Deutschland und legt erstmals verbindliche Energieeinsparziele gesetzlich fest. Der Handlungsbedarf zur Energieeinsparung ist groß: Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> (EEV) in Deutschland sank zwar von 2021 bis 2024, doch im letzten Jahr wuchs die Lücke des EEV zu den gesetzlichen Zielen wieder. Die ausführlichen Diagramme „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/112895">Energieverbrauch und Energieeffizienz in Deutschland</a>“ und die nachfolgende Zusammenfassung stellen dar, wie sich Endenergieverbrauch, Endenergiemix und die Endenergieeffizienz für Deutschland sowohl insgesamt als auch differenziert nach einzelnen Sektoren oder Anwendungen bisher entwickelt haben.</p> </p><p> Entwicklung von Endenergieverbrauch und Energieeffizienz bis 2024 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> sinkt 2024 minimal <p>Der Endenergieverbrauch in Deutschland sank von 1990 bis 2018 nur leicht, beziehungsweise stagnierte weitgehend. Erst 2019 ging der gesamte Endenergieverbrauch zurück, unter anderem in Folge der Corona-Pandemie sowie des Kriegs gegen die Ukraine („Energiekrise“) und der jeweils entsprechenden Maßnahmen. Die gesunkene Bruttowertschöpfung in der Industrie verstärkt diesen Rückgang spürbar. Dadurch liegt der Endenergieverbrauch im Jahr 2024 12,6 Prozent unter dem Niveau von 2008, befindet sich damit aber nicht auf Zielpfad gemäß EnEfG: § 4 Abs. 1 Nr. 1 EnEfG sieht bis 2030 eine Minderung auf 1.867 Terawattstunden vor. Nachdem der Endenergieverbrauch zwei Jahre in Folge deutlich zurückgegangen war, reduzierte er sich 2024 nur leicht um 0,3 Prozent. Der Verbrauch liegt damit 2024 gut neun Prozent über dem Zielpfad und damit höher als 2023 (7 Prozent).&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DTL%20EEV%20EnEfG%20Ziel%20TWh.jpg"> </a> <strong> Der Endenergieverbrauch ist 2021 bis 2024 gesunken. </strong> Quelle: Umweltbundesamt </p><p> Energieeffizienz droht nach Steigerung zu stagnieren <p>Der im Vergleich zu 2019 deutlich gesunkene <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> und das steigende Bruttoinlandsprodukt (BIP) führten dazu, dass die Energieproduktivität als ökonomisches Maß für die Energieeffizienz seit 2008 deutlich anstieg und zwar um 31,3 Prozent bis zum Jahr 2024. Jedoch führte der Rückgang des BIP innerhalb eines Jahres um 0,5 Prozent bei leicht sinkendem Energieverbrauch dazu, dass die Endenergieproduktivität 2024 um 0,2 Prozent zurückging. Dem bisherigen Energieeffizienz-Fortschritt droht damit die Stagnation..</p> Industrieverbrauch steigt 2024, Energieproduktivität sinkt <p>Der Endenergieverbrauch (EEV) der Industrie stagnierte nach der Finanzkrise 2009 bis 2018 auf relativ konstantem Niveau. Im Jahr 2024 reduzierte sich der EEV um rund 15,0 Prozent im Vergleich zu 2008. Gegenüber dem Vorjahr stieg der EEV um 0,3 Prozent. Den EEV der Industrie beeinflussen insbesondere strukturelle Effekte wie Produktion oder Konsum, Energieeffizienzmaßnahmen und Elektrifizierung von fossilen Prozessen, oder die Energiepreise. Die Bruttowertschöpfung des Industrie-Sektors stieg, abgesehen von Effekten der Wiedervereinigung nach 1990 und der „Finanzkrise“ 2009, kontinuierlich bis 2018 an. Seitdem verzeichnet die Industrie eine sinkende Bruttowertschöpfung. Der Verlust an Wertschöpfung war 2024 mit 4,0 Prozent besonders stark. Die Endenergieproduktivität wurde im Trend bis 2019 kontinuierlich gesteigert. Während der „Energiekrise“ wurden auch in den Jahren 2022 und 2023 deutliche Steigerungen der Energieproduktivität erzielt. 2024 reduzierte sich dagegen die Endenergieproduktivität des Sektors vor allem durch niedrigere Konjunkturdaten um 4,3 Prozent.&nbsp;</p> Gewerbe, Handel, Dienstleistungen mindern Energieverbrauch stetig <p>Der Endenergieverbrauch des Sektors Gewerbe, Handel, Dienstleistungen (GHD) geht seit 1990 kontinuierlich zurück. Gegenüber 2008 sank der Energieverbrauch im Jahr 2024 um 22,1 Prozent, gegenüber dem Vorjahr stieg er um 1,7 Prozent. Die Bruttowertschöpfung des GHD-Sektors nimmt seit 1991 kontinuierlich zu. Im Vergleich zum Industriesektor werden EEV und Bruttowertschöpfung des Sektors weniger stark von Kriseneffekten beeinträchtigt. Der konstant sinkende Endenergieverbrauch sowie die steigende Bruttowertschöpfung in den letzten Jahrzehnten führen zu einer langfristig zunehmenden Endenergieproduktivität. Dieser Trend wurde 2024 mit einem Rückgang der Energieproduktivität von 1,2 Prozent unterbrochen.</p> Verbrauch der Haushalte bis 2021 auf hohem Niveau <p>Der Endenergieverbrauch der Privathaushalte in Deutschland verharrte seit 1990 auf relativ konstantem Niveau. Erst seit 2022 sinkt der Endenergieverbrauch. Die Minderung im Jahr 2024 betrug 14,2 Prozent gegenüber 2008 und 1,1 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Während der Corona-Pandemie ab 2020 stieg der EEV des Sektors leicht an (u.a. mehr Zeit im Haushalt sowie Homeoffice). Stärker wirkten sich allerdings Witterungseffekte und kalte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/witterung">Witterung</a> aus, wie der Anstieg 2021 verdeutlicht. Im Jahr 2022 machten sich unter anderem die Bemühungen zum Energiesparen der privaten Haushalte als Reaktion auf den Krieg gegen die Ukraine und die drohende Gasmangellage, sowie hohe Energiepreise bemerkbar.</p> Energieverbrauch im Verkehr sinkt leicht <p>Der Endenergieverbrauch (EEV) im gesamten Verkehrssektor stieg zwischen 2000 und 2018 stetig an. Erst mit der Corona-Pandemie sank der EEV des Sektors im Jahr 2020 erstmals deutlich, unter anderem aufgrund der Maßnahmen zur Einschränkung der Mobilität sowie dem Aufkommen von Home-Office. Mittlerweile macht sich aber auch der Rückgang der industriellen Produktion und der dadurch zurückgegangene Güterverkehr beim EEV bemerkbar. Die Minderung betrug 2,8 Prozent im Vergleich zu 2008. Gegenüber dem Vorjahr reduzierte sich der EEV um 1,8 Prozent.</p> </p><p> Stromverbrauch steigt 2024 wieder <p>Der absolute Stromverbrauch hat sich im Vergleich zu 1990 kaum verändert. Jedoch hat sich das BIP in dieser Zeit um über 50 Prozent erhöht. Dadurch stieg die Stromproduktivität der Gesamtwirtschaft um 53,1 Prozent. Im Zeitraum von 2020 bis 2023 erhöhte sich die Stromproduktivität besonders deutlich, da die Nachfrage nach Elektrizität in einem schwierigen wirtschaftlichen Umfeld mit hohen Energiepreisen zurückging und das BIP moderat anstieg. 2024 stieg der Stromverbrauch erstmals wieder um 1,8 Prozent an – trotz einer reduzierten wirtschaftlichen Entwicklung. Dadurch fiel die Stromproduktivität um 2,3 Prozent gegenüber 2023.</p> Verbrauch wäre ohne gesteigerte Stromproduktivität ein Drittel höher, Erneuerbaren-Anteil deutlich niedriger <p>Die Vorteile der Energieeffizienz werden oft unterschätzt. Ohne Stromproduktivitäts-Steigerungen wäre der Stromverbrauch im Jahr 2024 gegenüber 2008 um ein Drittel höher, und der Erneuerbaren-Anteil am Stromverbrauch läge bei nur 41,2 Prozent anstatt bei real 54,1 Prozent (vgl. Abbildung). Energieeffizienz ist eine tragende Säule der Energiewende, die den Verbrauch reduziert und damit den Weg für erneuerbare Energien ebnet. Dies sollte auf allen Ebenen und bei allen Akteuren Priorität haben.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DTL%20STROM%20KF%20MT%20TWh.jpg"> </a> <strong> Der Stromverbrauch ist seit 2008 gesunken und der Anteil an erneuerbarem Strom gestiegen. </strong> Quelle: Umweltbundesamt </p><p> Energieverbrauch macht nur noch in der Langfristperspektive Fortschritte. Deutliche Anstrengungen und Maßnahmen für Zielerreichung notwendig <p>Nachdem der Energieverbrauch in den beiden vorangegangen Jahren deutlich zurückgegangen war, sank er 2024 nur minimal. &nbsp;Mittlerweile sind die „Sondereffekte“ durch die Corona-Pandemie immer weniger bemerkbar. Auch die Lieferketten von fossilen Primärenergieträgern funktionieren wieder und führen zu Mehrverbräuchen, nachdem diese im Zuge des russischen Angriffskriegs gegen die Ukraine teilweise unterbrochen wurden und hohe Energiepreise zur Folge hatten. Die Politik hatte in beiden Krisen (Corona-Pandemie, „Energiekrise“) mit neuen Politikinstrumenten und Maßnahmen reagiert. Diese haben einerseits zu verhaltensbedingten Energieeinsparungen in allen Sektoren geführt, und andererseits die Steigerung der Energieeffizienz und die zukunftsfähige Transformation von Haushalten, öffentlicher Hand und Unternehmen vorangetrieben. Ohne die Energiespar- und Energieeffizienz-Maßnahmen der Bevölkerung und Unternehmen wären die „Energiekrisen“-Winter nicht so glimpflich verlaufen, hätten deutlich mehr klimaschädliche Energieträger wie Öl oder Kohle verbrannt werden müssen, und wäre die Abhängigkeit von Energieimporten stärker. Allerdings scheinen die Maßnahmen und Instrumente ähnlich wie die „Sondereffekte“ an Wirkung zu verlieren und müssten entgegen der aktuellen Diskussion, auch im Sinne von Planungssicherheit, gestärkt werden.</p> <p>2024 haben sich die Energiepreise für Industrie weiter „normalisiert“ d.h. an Lenkungswirkung verloren. Dadurch stieg der Verbrauch in diesem Sektor leicht an. Der fossile <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> und der Gesamtverbrauch der privaten Haushalte sinken dagegen weiter: Energieeffizienz und Energiesparen entfalten weiterhin eine Wirkung.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Errichtung eines mit Altholz befeuerten Biomasse-Heizkraftwerks mit optimierter Wärmenutzung

Das Unternehmen wird in Dresden-Niedersedlitz ein mit Altholz befeuertes Biomasse-Heizkraftwerk errichten. Stündlich werden dort etwa 6 Tonnen Altholz aus dem städtischen Altholzaufkommen, den Altholzfraktionen des Sperrmüllaufkommens und dem örtlichen Bauabbruchholzes eingesetzt werden. Die Anlage ist so konzipiert, dass sie auf den Altholzanfall der Stadt Dresden zugeschnitten ist. Unnötige Transporte über größere Strecken unterbleiben. Die Energieerzeugung erfolgt in Kraft-Wärme-Kopplung. Der erzeugte Strom soll auf Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetz ins Stromnetz des örtlichen Netzbetreibers eingespeist werden. Fernwärme wird für ein Industrie- und Gewerbegebiet und für das Stadtgebiet von Heidenau ausgekoppelt. Der Modellcharakter der Anlage besteht darin, dass die Errichtung des Biomasseheizkraftwerks und die Sanierung des bestehenden (Alt-)Wärmenetzes ein energetisches Gesamtkonzept darstellen. Dadurch soll der spezifische Energiebedarf für die Wärmebereitstellung um 35 Prozent gesenkt werden. Kraft-Wärme-Kopplung spielt bisher bei Altholzanlagen vergleichbarer Größenordnung außerhalb der Holzwerkstoffindustrie i.d.R. eine untergeordnete oder gar keine Rolle. Mit dem Vorhaben soll erstmals in Deutschland in einem Altholzheizkraftwerk eine Rostfeuerung mit einem Horizontalkessel errichtet werden. Die vorgesehene Bauart verspricht deutlich höhere Verfügbarkeit als bei herkömmlichen Anlagen mit vertikal aufgesetztem Kessel und höhere Nutzungsgrade. Eine ebenfalls erstmals für Holzfeuerung eingesetzte spezielle Bauart der Rostfeuerungstechnik ermöglicht es, Holzstücke mit einer Kantenlänge von bis zu 500 mm zu verwenden. Dies reduziert den energetischen Aufwand für die Zerkleinerung des eingesetzten Holzes sowie die Staub- und Lärmbelastung. Mittels aufwendiger Simulationsrechnungen konnten Feuerraumgeometrie sowie Luftdüsenanordnung optimiert und dadurch die Entstehung von Stickoxiden und Kohlenmonoxid reduziert werden. Durch die Nutzung von jährlich 47.000 Tonnen Altholz können 32.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr vermieden werden. Daher trägt das Vorhaben insbesondere zur Erreichung des im nationalen Klimaschutzprogramm der Bundesregierung formulierten CO2-Minderungsziels und des dort festgeschriebenen Verdopplungsziels für den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung und am Energiemix bis 2010 bei. Darüber hinaus kann ein ansonsten anfallender Frischwasserbedarf von etwa 250.000 m3 und ein Abwasseranfall von etwa 150.000 m3 durch ein Luftkühlerkonzept eingespart werden. Der erforderliche Strombedarf wird durch die eingesetzte Technik minimal gehalten.

Energy Savings 2020: How to triple the impact of energy saving policies in Europe?

Europe needs to triple the impact of its energy efficiency policies to achieve its 2020 targets set last year, according to a new study written by Ecofys and the Fraunhofer ISI. The study reveals that the potential exists to reach the 20 percent energy saving by 2020 goal cost-efficiently, cutting energy bills by € 78 billion for European consumers and businesses annually by 2020. However, current EU policy is delivering only one-third of the potential cost-effective savings measures. Increased energy savings will also warrant easier and less expensive achievement of a 20 percent share of renewables in the EU energy mix in 2020. The study was commissioned jointly by the European Climate Foundation (ECF) and the Regulatory Assistance Project (RAP).

Reaktionsschnelle Bereitstellung von Gasturbinen-Lösungen für die Energiewende mittels einer neuartigen, generativen KI-Designkette, Teilvorhaben: KI-gestütztes Design von Turbinenschaufeln

Das Teilvorhaben zielt auf die Entwicklung und Implementierung von Technologien ab, um die Reaktionsgeschwindigkeit von Gasturbinen im Kontext des aktuellen und zukünftigen Energiemixes zu optimieren, was für den Erfolg der Energiewende entscheidend ist. Die Herausforderung besteht darin, schnell Designlösungen anzupassen und zu bewerten, um neue Anforderungen, wie etwa Last- und Brennstoffflexibilität (z.B. H2-Mix), zu erfüllen und gleichzeitig Entwicklungszeiten zu verkürzen. Aktuell sind Finite-Elemente-Analysen (FEA) für die Lebensdauervorhersage von Turbinenschaufeln zeitaufwendig, was eine schnelle Anpassung an geänderte Anforderungen verhindert. Das Projekt adressiert diese Problematik, indem es fortschrittliche Algorithmen, maschinelles Lernen (ML) und optimierte Simulationsmethoden integriert, um die Rechenzeit für FEA signifikant zu reduzieren und genauere Lebensdauervorhersagen zu ermöglichen. Dies beinhaltet das Erstellen von Ersatzmodellen basierend auf neuronalen Netzwerken, die thermomechanische Effekte vorhersagen können und die Berechnungszeit von Tagen auf Minuten reduzieren. Die Hauptziele umfassen die Optimierung der Reaktionsgeschwindigkeit, Effizienzsteigerung der Designprozesse, Reduktion der Rechenzeit, genauere Lebensdauervorhersagen, Erhöhung der Anpassungsfähigkeit, Integration von nichtlinearem Materialverhalten in multidisziplinäre Optimierung und die systematische Bewertung von gefertigten Bauteilen. Risiken des Vorhabens schließen Datenqualität, Modellkomplexität, Integration und Anpassung des ML-Modells, sowie die Notwendigkeit von leistungsfähiger Hardware ein. Datenschutz, Modellvalidierung und -wartung sowie die Abhängigkeit von Expertenwissen sind ebenfalls zu beachten. Öffentliche Förderung ist für die Realisierung des Projekts unerlässlich, um diese Risiken zu minimieren und die ambitionierten Ziele zu erreichen.

Energieoptimierung in der Produktion von Ferrolegierungen - Entwicklungen von Bandgießprozessen, Teilvorhaben: Konzeptionierung der industriellen Umsetzung eines energieeffizienten Bandgießverfahrens für die Herstellung von Ferrochrom

Weniger Treibhausgas-Emissionen in Nordrhein-Westfalen im Jahr 2025

Energieverbräuche sowie der Energiemix des Jahres 2025 sind weiterhin durch die Energiepreise, die konjunkturelle Entwicklung sowie den Einfluss der Witterung geprägt. Die Emissionen sind im Vergleich zum Vorjahr um 7,1 Millionen Tonnen CO 2 -eq bzw. vier Prozent gesunken. Demnach liegen die Emissionen im Berichtsjahr 2025 um rund 53 Prozent niedriger als 1990. Das geht aus den Daten des Landesamtes für Natur, Umwelt und Klima hervor, das die nach den verschiedenen Sektoren aufgeschlüsselten Emissionen und deren Entwicklung seit 1990 in Grafiken, Tabellen und seit diesem Jahr auch in einem eigenen Fachinformationssystem veröffentlicht. Die Ergebnisse im Einzelnen: 61,1 Millionen Tonnen CO 2 -eq wurden im Jahr 2025 in Nordrhein-Westfalen in der Energiewirtschaft freigesetzt. Im Vergleich zum Vorjahr sind das 3,6 Millionen Tonnen CO 2 -eq weniger. Der Sektor Energie verzeichnet somit eine Reduktion der Treibhausgasemissionen um rund sechs Prozent gegenüber 2024. Im Bundesdurchschnitt sind die Emissionen des Sektors Energiewirtschaft laut Umweltbundesamt im gleichen Zeitraum um nur 0,3 Prozent gesunken. Der Sektor Energiewirtschaft bleibt mit Beiträgen von 29 Prozent bundesweit und 36 Prozent in Nordrhein-Westfalen dominierende Quelle klimarelevanter Gase. Für den Sektor Industrie weist das LANUK im Jahr 2025 Treibhausgasemissionen von 46,9 Millionen Tonnen CO 2 -eq aus. Das bedeutet eine Abnahme um sieben Prozent gegenüber dem Vorjahr, die auf konjunkturbedingte Entwicklungen zurückgeführt wird. Das Umweltbundesamt weist im Berichtsjahr 2025 einen Emissionsrückgang von 3,8 Prozent für die Industrie auf Bundesebene aus. Im Sektor Verkehr gibt das Umweltbundesamt für 2025 deutschlandweit einen Anstieg der Treibhausgasemissionen um 1,5 Prozent an. Diese Steigerung wird fast ausschließlich dem Straßenverkehr zugeordnet. Erhöhte Kraftstoffabsätze gehen laut UBA mit einer gestiegenen Pkw-Fahrleistung einher. Dem gegenüber verzeichnet Nordrhein-Westfalen im Jahr 2025 einen Rückgang der Treibhausgasemissionen aus dem Verkehrssektor um 0,6 Millionen Tonnen CO 2 -eq bzw. zwei Prozent gegenüber 2024 auf 27,2 Millionen Tonnen CO 2 -eq. Auch das Emissionskataster Straßenverkehr des LANUK weist im Berichtsjahr 2025 einen Anstieg der Fahrleistung im Straßenverkehr aus. Die Zunahme fällt jedoch deutlich geringer aus als auf Bundesebene. Das LANUK geht deshalb davon aus, dass sich der wachsende Anteil an Elektrofahrzeugen und fahrzeugtechnische Verbesserungen stärker auswirken konnten als die Zunahme der gefahrenen Kilometer. An den Hauptverkehrsflughäfen in Nordrhein-Westfalen sind im Jahr 2025 gegenüber dem Vorjahr etwa drei Prozent mehr Passagiere an- und abgereist. Auch das Frachtaufkommen ist angestiegen. In der Folge sind in Nordrhein-Westfalen die Emissionen im Bereich des Flugverkehrs um rund 2,2 Prozent angestiegen. Die bundesweite Erhebung zeigt eine geringere Emissionssteigerung von 0,6 Prozent für den inländischen Luftverkehr. Sowohl bundesweit als auch in NRW  liegen die Emissionswerte weiterhin deutlich unter dem vorpandemischen Niveau. Haushalte und Kleinverbraucher in NRW erzeugten im Jahr 2025 etwa 22,6 Millionen Tonnen CO 2 -eq. Gegenüber 2024 bedeutet das eine Zunahme um 0,7 Millionen Tonnen. Die kältere Witterung und der dadurch gestiegene Heizbedarf sind wesentliche Treiber für die Zunahme der Emissionen. Geringe bis keine Änderungen werden für die Bereiche Abfall, Landwirtschaft, Produktanwendungen und flüchtige Emissionen aus Brennstoffen angenommen. Im aktuellen Treibhausgas-Emissionsinventar veröffentlicht das Landesamt für Natur, Umwelt und Klima das abschließende Inventar für das Jahr 2024 sowie vorläufige Daten für das Jahr 2025. Die vorläufigen Erhebungen stützen sich auf bisher vorliegende Daten, insbesondere aus dem Emissionshandel. Daten und Fakten zu Treibhausgasen in NRW, zum bundesweiten Vergleich und zur langjährigen Entwicklung sind in Grafiken und Tabellen im neuen Fachinformationssystem Treibhausgasemissionen dargestellt und nach frei wählbaren Kriterien auswertbar. Das System ist zu finden unter https://www.treibhausgase.nrw.de/ Detaillierte Informationen zur Emissionsentwicklung und deren Ursachen sind auf der Website des LANUK dargestellt: Treibhausgas-Emissionsinventar Nordrhein-Westfalen 2024 https://www.lanuk.nrw.de/themen/klima/klimaschutz/treibhausgasemissionen Emissionen für ganz Deutschland werden zusammengefasst vom Umweltbundesamt (UBA): https://www.umweltbundesamt.de/daten/klima/treibhausgas-emissionen-in-deutschland#emissionsentwicklung Welche Gase sind klimarelevant und was sind CO 2 -Äquivalene (CO 2 -eq)? Das Treibhausgas-Emissionsinventar Nordrhein-Westfalen orientiert sich an den Vorgaben des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC 2006, 2019). Die Treibhausgase Kohlenstoffdioxid (CO 2 ), Methan (CH 4 ), Distickstoffoxid (Lachgas, N 2 O), Schwefelhexafluorid (SF 6 ,), Stickstofftrifluorid (NF 3 ) und die Gruppen der teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFC) und perfluorierten Kohlenwasserstoffe (PFC) werden darin für die IPCC-Sektoren Energie, Industrieprozesse, Landwirtschaft, Abfall und Sonstige dokumentiert. Die einzelnen Gase haben eine unterschiedliche Klimawirkung. Methan hat beispielweise eine 29,8-mal höhere Klimaschädlichkeit als CO 2 . Die Treibhausgasemissionen werden in Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalente (CO 2 -eq) angegeben. Die Freisetzung einer Tonne Methan entspricht somit 29,8 Tonnen CO 2 -eq. zurück

Energieverbrauch privater Haushalte

<p> <p>Die privaten Haushalte benötigten im Jahr 2024 etwa gleich viel Energie wie im Jahr 1990 und damit gut ein Viertel des gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland. Sie verwendeten mehr als zwei Drittel ihres Endenergieverbrauchs, um Räume zu heizen.</p> </p><p>Die privaten Haushalte benötigten im Jahr 2024 etwa gleich viel Energie wie im Jahr 1990 und damit gut ein Viertel des gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland. Sie verwendeten mehr als zwei Drittel ihres Endenergieverbrauchs, um Räume zu heizen.</p><p> Endenergieverbrauch der privaten Haushalte <p>Private Haushalte verbrauchten im Jahr 2024 625 Terawattstunden (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/twh">TWh</a>) Energie, das sind 625 Milliarden Kilowattstunden (Mrd. kWh). Dies entsprach einem Anteil von gut einem Viertel am gesamten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a>.</p> <p>Im Zeitraum von 1990 bis 2024 fiel der Endenergieverbrauch in den Haushalten – ohne Kraftstoffverbrauch, da dieser dem Sektor Verkehr zugeordnet ist – um 4,5&nbsp;% (siehe Abb. „Entwicklung des Endenergieverbrauchs der privaten Haushalte“). Dabei herrschten in den Jahren 1996, 2001 und 2010 sehr kalte Winter, die zu einem erhöhten Brennstoffverbrauch für Raumwärme führten. So lag der Energieverbrauch im sehr kalten Jahr 2010 etwa 14 % über dem Wert des eher warmen Jahres 1990.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_entwicklung-eev-ph_2025-12-22.png"> </a> <strong> Entwicklung des Endenergieverbrauchs der privaten Haushalte </strong> Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_entwicklung-eev-ph_2025-12-22.pdf">Diagramm als PDF (160,51 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_entwicklung-eev-ph_2025-12-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (35,44 kB)</a></li> </ul> </p><p> Höchster Anteil am Energieverbrauch zum Heizen <p>Die privaten Haushalte benötigen mehr als zwei Drittel ihres Endenergieverbrauchs, um Räume zu heizen (siehe Abb. „Anteil der Anwendungsbereiche der privaten Haushalte 2008 und 2024“). Sie nutzen zurzeit dafür hauptsächlich Erdgas und Mineralöl. An dritter Stelle folgt die Gruppe der erneuerbaren Energien, an vierter die Fernwärme. Zu geringen Anteilen werden auch Strom und Kohle eingesetzt. Mit großem Abstand zur Raumwärme folgen die Energieverbräuche für die Anwendungsbereiche Warmwasser sowie sonstige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/prozesswaerme">Prozesswärme</a> (Kochen, Waschen etc.) bzw. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/prozesskaelte">Prozesskälte</a> (Kühlen, Gefrieren etc.).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_anteil-anwendungsbereiche-am-eev-ph_2025-12-22.png"> </a> <strong> Anteil der Anwendungsbereiche der privaten Haushalte 2008 und 2024 </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_anteil-anwendungsbereiche-am-eev-ph_2025-12-22.pdf">Diagramm als PDF (160,62 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_anteil-anwendungsbereiche-am-eev-ph_2025-12-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (34,91 kB)</a></li> </ul> </p><p> Mehr Haushalte, größere Wohnflächen – Energieverbrauch pro Wohnfläche sinkt <p>Der Trend zu mehr Haushalten, größeren Wohnflächen und weniger Mitgliedern pro Haushalt (siehe „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11434">Bevölkerungsentwicklung und Struktur privater Haushalte</a>“) führt tendenziell zu einem höheren Verbrauch. Diesem Trend wirken jedoch der immer bessere energetische Standard bei Neubauten und die Sanierung der Altbauten teilweise entgegen. So sank der spezifische <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> (Energieverbrauch pro Wohnfläche) für Raumwärme seit 2008 um über 40 % (siehe Abb. „Endenergieverbrauch und -intensität für Raumwärme – Private Haushalte (witterungsbereinigt“)).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_eev-intensitaet-raumwaerme-ph_2025-12-22.png"> </a> <strong> Endenergieverbrauch und -intensität für Raumwärme - Private Haushalte (witterungsbereinigt) </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_eev-intensitaet-raumwaerme-ph_2025-12-22.pdf">Diagramm als PDF (125,65 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_eev-intensitaet-raumwaerme-ph_2025-12-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (31,17 kB)</a></li> </ul> </p><p> Stromverbrauch mit einem Anteil von rund einem Fünftel <p>Der Energieträger Strom hat einen Anteil von rund einem Fünftel am <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/endenergieverbrauch">Endenergieverbrauch</a> der privaten Haushalte. Hauptanwendungsbereiche sind die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/prozesswaerme">Prozesswärme</a> (Waschen, Kochen etc.) und die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/prozesskaelte">Prozesskälte</a> (Kühlen, Gefrieren etc.), die zusammen rund die Hälfte des Stromverbrauchs ausmachen. Mit jeweiligem Abstand folgen die Anwendungsbereiche Informations- und Kommunikationstechnik, Warmwasser und Beleuchtung (siehe Abb. „Anteil der Anwendungsbereiche am Netto-Stromverbrauch der privaten Haushalte 2008 und 2024“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_anteil-anwendungsbereiche-am-netto-sv-ph_2025-12-22.png"> </a> <strong> Anteil der Anwendungsbereiche am Netto-Stromverbrauch der privaten Haushalte 2008 und 2024 </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_abb_anteil-anwendungsbereiche-am-netto-sv-ph_2025-12-22.pdf">Diagramm als PDF (160,95 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_abb_anteil-anwendungsbereiche-am-netto-sv-ph_2025-12-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (35,18 kB)</a></li> </ul> </p><p> Direkte Treibhausgas-Emissionen privater Haushalte sinken <p>Der Energieträgermix verschob sich seit 1990 bis heute zugunsten von Brennstoffen mit geringeren Kohlendioxid-Emissionen und erneuerbaren Energien. Das verringerte auch die durch die privaten Haushalte verursachten direkten Kohlendioxid-Emissionen (d.h. ohne Strom und Fernwärme) (siehe Abb. „Direkte Kohlendioxid-Emissionen von Feuerungsanlagen der privaten Haushalte“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_direkte-co2-emi-feuerungsanlagen-ph_2025-12-22.png"> </a> <strong> Direkte Kohlendioxid-Emissionen von Feuerungsanlagen der privaten Haushalte </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_direkte-co2-emi-feuerungsanlagen-ph_2025-12-22_0.pdf">Diagramm als PDF (123,04 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_direkte-co2-emi-feuerungsanlagen-ph_2025-12-22.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (29,71 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

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