Bbk s ge cleantech in deutschland 130919

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Branchenübersicht

DIE DEUTSCHE CLEANTECH-INDUSTRIE


Die Studie behandelt die Cleantech-Industrie in Deutschland

marktseitig in den Segmenten Energie, Energieeffizienz,

Energietransport und -speicherung, Luft und Boden, Wasser

und Abwasser und Mobilität.

Sprache: Deutsch

Anzahl Seiten: 159

Autor: Philipp Lohde; Stefan Praller

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Inhaltsverzeichnis

1. EXECUTIVE SUMMARY _______________________ 7

2. ZIELSETZUNG UND VORGEHENSWEISE ________ 9

3. DEUTSCHLAND ALS IMPORTLAND ____________ 10

4. CLEANTECH-UMFELD IN DEUTSCHLAND ______ 14

4.1. Rechtliche Rahmenbedingungen ______________ 14

4.2. Politische Rahmenbedingungen _______________ 16

4.3. Wirtschaftliche Treiber _____________________ 18

5. ENERGIE __________________________________ 20

5.1. Solar _________________________________ 20

5.2. Wind _________________________________ 26

5.3. Wasserkraft ____________________________ 32

5.4. Geothermie _____________________________ 38

5.5. Biogas / Biomasse ________________________ 45

6. ENERGIEEFFIZIENZ _________________________ 52

6.1. Energieeffiziente Gebäude ___________________ 52

6.2. Heiz-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme _____ 59

6.3. Gebäude- und Wärmedämmung ______________ 65

7. ENERGIETRANSPORT UND -SPEICHERUNG ____ 71

7.1. Smart Grids (intelligente Netze) ________________71

7.2. Brennstoffzellen _________________________ 75

7.3. Speichertechnik __________________________ 82

7.4. Energieinfrastruktur ______________________ 88

8. LUFT UND BODEN __________________________ 93

8.1. Emissionskontrolle, -messung ________________ 93

8.2. CO2-Ausstoß ____________________________ 96

8.3. Filtertechnologien ________________________ 101

9. WASSER UND ABWASSER _________________ 105

9.1. Wasseraufbereitung _______________________ 105

9.2. Abwasseraufbereitung _____________________ 110

9.3. Reinigung ______________________________ 116

9.4. Filtration ______________________________120

10. MOBILITÄT ______________________________ 124

10.1. Öffentliche Verkehrssysteme ________________ 124

10.2. Fahrzeuge _____________________________ 128

10.3. Elektro- und Hybridantrieb _________________ 133

11. FAZIT / EMPFEHLUNG _____________________ 141

12. ANHANG ________________________________ 142

12.1. Quellenverzeichnis _______________________ 142

12.2. Expertenverzeichnis ______________________ 158

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Gesamtwirtschaftliche Prognose ....................................................................................................................................... 10

Tabelle 2: Die wichtigsten Importländer für Deutschland ................................................................................................................ 11

Tabelle 3: Key Player Solar ................................................................................................................................................................ 24

Tabelle 4: Key Player Windenergie .................................................................................................................................................... 30

Tabelle 5: Key Player Wasserkraft ..................................................................................................................................................... 36

Tabelle 6: Wärme- und Energieerzeugung durch Geothermie ........................................................................................................ 40

Tabelle 7: Key Player Geothermie ...................................................................................................................................................... 42

Tabelle 8: Marktentwicklung Biomasse ............................................................................................................................................ 46

Tabelle 9: Marktentwicklung nach Sektoren .................................................................................................................................... 47

Tabelle 10: Key Player Bioenergie ..................................................................................................................................................... 49

Tabelle 11: Key Player Bauindustrie ................................................................................................................................................... 57

Tabelle 12: Key Player Heiz-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme ........................................................................................... 63

Tabelle 13: Key Player Dämmstoffe ................................................................................................................................................... 68

Tabelle 14: Gewinner E-Energy 2011 ................................................................................................................................................. 74

Tabelle 15: Key Player Brennstoffzellen ............................................................................................................................................ 80

Tabelle 16: Speicherarten und Leistungsparameter ......................................................................................................................... 85

Tabelle 17: Key Player Stromtransport ............................................................................................................................................... 91

Tabelle 18: Treibhauspotenziale ........................................................................................................................................................ 94

Tabelle 19: Wandel des deutschen Strommixes ................................................................................................................................ 99

Tabelle 20: Key Player Wasseraufbereitung ................................................................................................................................... 109

Tabelle 21: Key Player Abwasserentsorgung .................................................................................................................................... 114

Tabelle 22: Betriebe Abwasserentsorgung nach Größenklassen ..................................................................................................... 115

Tabelle 23: Größenbereiche der Filtration ...................................................................................................................................... 120

Tabelle 24: Eingesetzte Hybridbusse in Deutschland ..................................................................................................................... 127

Tabelle 25: Beförderungsleistung in Deutschland 2011 (in Mio. Pkm) .......................................................................................... 129

Tabelle 26: Zugelassene Elektroautos in Deutschland 2012 ........................................................................................................... 138

Tabelle 27: Hybridauto Neuzulassungszahlen in Deutschland 2012 .............................................................................................. 139

Tabellenverzeichnis

Abbildung 1: Regionale Verteilung der deutschen Einfuhren ........................................................................................................... 11

Abbildung 2: Importe nach Deutschland nach Güterabteilungen .................................................................................................... 13

Abbildung 3: Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien .............................................................................................................. 15

Abbildung 4: Entwicklung des Bruttostrompreises (in Euro) ........................................................................................................... 19

Abbildung 5: Neuinstallierte Photovoltaik -Leistung ....................................................................................................................... 22

Abbildung 6: Installierte kumulierte Solarthermie-Leistung in GW ............................................................................................... 23

Abbildung 7: Installierte Nennleistung Windenergie ....................................................................................................................... 28

Abbildung 8: Anzahl WEA in Deutschland ....................................................................................................................................... 29

Abbildung 9: Aufteilung des Marktes nach Kraftwerksgröße .......................................................................................................... 33

Abbildung 10: Energie aus Wasserkraft 2003-2012 ......................................................................................................................... 35

Abbildung 11: Entwicklung der Wasserkraft seit 1997 ......................................................................................................................37

Abbildung 12: Wärmeproduktion durch Geothermie ........................................................................................................................ 41

Abbildung 13: Stromproduktion durch Geothermie ......................................................................................................................... 42

Abbildung 14: Installierte Leistung Biomasse / Biogas in Deutschland .......................................................................................... 46

Abbildung 15: Marktentwicklung nach Sektoren in TWh/Jahr ....................................................................................................... 49

Abbildung 16: Energieverbrauchsanteile bei Wohngebäuden ......................................................................................................... 52

Abbildung 17: Energieverbrauchsanteile bei Nichtwohngebäuden ................................................................................................. 53

Abbildung 18: Anteil am Energieverbrauch nach Baujahr ............................................................................................................... 54

Abbildung 19: Entwicklung des Marktes für Energie- und Ressourceneffizienz (in Mrd. Euro) ....................................................55

Abbildung 20: Energetische Sanierungsraten bei Altbauten je Bauteil ........................................................................................... 56

Abbildung 21: Unternehmen und Umsatz im deutschen Bauhauptgewerbe ................................................................................... 57

Abbildung 22: Marktentwicklung der Wärmeerzeuger von 2003 bis 2012 ..................................................................................... 61

Abbildung 23: Anzahl der Heizungen im Trendszenario in Tsd. ..................................................................................................... 62

Abbildung 24: Marktanteil der Dämmstoffe ..................................................................................................................................... 67

Abbildung 25: Smart Meter - Absatz bis 2017 ...................................................................................................................................73

Abbildung 26: Prognose des Weltmarktes für Brennstoffzellen [2017] .......................................................................................... 78

Abbildung 27: Anteil des globalen Umsatzes auf dem Brennstoffzellenmarkt ............................................................................... 79

Abbildung 28: Entwicklung der jährlichen Stückzahlen von Brennstoffzellensystemen für Spezielle Anwendungen ................. 80

Abbildung 29: Anteile der Energieträger an der Bruttostromerzeugung in Deutschland (2002 und 2012) ................................. 83

Abbildung 30: Strom aus Wind und Solar in Deutschland über das Jahr 2012 (in GWh) ............................................................ 84

Abbildung 31: Länge des deutschen Stromnetzes nach Leitungen .................................................................................................. 89

Abbildung 32: Investitionen der Netzbetreiber in die deutsche Netzinfrastruktur ........................................................................ 90

Abbildung 33: Bedeutung der Umweltprojekte nach einer Umfrage von Ipsos .............................................................................. 96

Abbildung 34: Kohlendioxid (CO2) Emissionen nach Hauptverursachern [1990 - 2010].............................................................. 97

Abbildung 35: CO2-Emissionen nach Verursachern im Vergleich [1990, 2010] ............................................................................. 98

Abbildung 36: Entwicklung der CO2-Emissionen des Strommixes ................................................................................................. 99

Tabellenverzeichnis

Abbildung 37: Flottenbilanz Deutscher Hersteller: CO2-Ausstoß in g/km [2012] ......................................................................... 101

Abbildung 38: Wasserversorgungsunternehmen in Deutschland nach Anzahl und Wasseraufkommen pro Jahr (in %) .......... 105

Abbildung 39: Entwicklung des personenbezogenen Wassergebrauchs in Litern pro Einwohner und Tag (Deutschland) ........ 107

Abbildung 40: Preissteigerung Trinkwasser (in %) ........................................................................................................................ 108

Abbildung 41: Anteile deutscher Exporte nach Wirtschaftsregionen (2010) ................................................................................ 109

Abbildung 42: Größenstruktur Betreiber von Abwasserbehandlungsanlagen ............................................................................... 112

Abbildung 43: Stromverbrauch öffentlicher Abwasserreinigungsanlagen in kWh je Einwohner ................................................. 113

Abbildung 44: Umsatzentwicklung in der Branche Abwasserbeseitigung (in Mrd. Euro) ............................................................ 114

Abbildung 45: In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge in Mrd. m³ ................................................................... 117

Abbildung 46: In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge nach Verfahren in Mrd. m³ ......................................... 118

Abbildung 47: Behandelte Abwassermenge der nicht-öffentlichen Abwasserbeseitigung in Mio. m³ ......................................... 119

Abbildung 48: Membranbasierter Abwasser-, Trinkwasser- und industrieller Wasseraufbereitung (in Mio. Euro) .................. 122

Abbildung 49: Wasserverbrauch pro Einwohner und Tag nach Bundesländern in Deutschland (Liter) ..................................... 123

Abbildung 50: Strommix bei der Deutschen Bahn AG .................................................................................................................... 125

Abbildung 51: Durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch – Hybrid versus Diesel ............................................................................ 127

Abbildung 52: Verteilung des Güterverkehrs in Deutschland 2011 (Beförderungsmenge) ........................................................... 129

Abbildung 53: CO2-Äquivalente in g/Pkm ...................................................................................................................................... 130

Abbildung 54: Marktgrößenentwicklung Güterverkehr (in Mio. t) ................................................................................................ 131

Abbildung 55: Marktgrößenentwicklung Personenverkehr (in Mrd. Pkm).................................................................................... 132

Abbildung 56: CO2 Emissionen der Pkw Neuzulassungen .............................................................................................................. 134

Abbildung 57: CO2 Emissionen von Pkw (g/km) ............................................................................................................................. 136

Abbildung 58: Bestandsentwicklung von PEV und HEV (2009-2012) .......................................................................................... 137

Abbildung 59: Prognose Bestandsentwicklung von HEV, PHEV und BEV (in 1.000 Fahrzeugen) .............................................. 138


7

1. Executive Summary

Die deutsche Cleantech-Industrie nimmt eine Rolle als Innovationsführer im internationalen Marktumfeld ein. Ein

nachhaltiges Wirtschaften wird in der heutigen Zeit immer bedeutsamer. Gerade vor dem Hintergrund des Klimawandels, der

wachsenden Weltbevölkerung und der Knappheit von Ressourcen, wird das Thema Cleantech weiter an Bedeutung gewinnen.

Nach dem beschlossenen Atomausstieg Deutschlands bis zum Jahr 2022, liegt der Fokus stark auf den erneuerbaren Energien.

Diese haben in Deutschland aktuell einen Anteil von 21,9% an der Bruttostromerzeugung. Den größten Anteil an der

Stromerzeugung unter den erneuerbaren Energien hat die Onshore-Windenergie (33%), gefolgt von Photovoltaik (20%),

Wasserkraft (15%) und Biogas (15%). Diese werden vor allem durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gesetzlich stark

gefördert. Ziel ist es, im Jahr 2020 einen Anteil der erneuerbaren Energien am Stromverbrauch von mindestens 35% zu

erreichen und diesen bis zum Jahr 2030 auf 50% zu steigern. Neben dem stetig wachsenden ökologischen Bewusstsein

innerhalb der Bevölkerung, haben bereits auch viele Unternehmen die großen Zukunftschancen von ökologisch nachhaltiger

Technologie erkannt und investieren in diesem Bereich.

Die Windenergie liefert unter den erneuerbaren Energien den meisten Strom. Der Onshore-Bereich ist bereits gut ausgebaut,

Offshore-Windanlagen spielen dagegen, wegen ihrer fehlenden Netzanbindung, noch kaum eine Rolle. Die große

Herausforderung bezüglich der Windenergie stellt der Ausbau der Netze dar. Da die Energie hauptsächlich im Norden

produziert wird und in die Industrie- und Ballungsgebiete im Süden und Westen transportiert werden muss, sind hier noch

hohe Investitionen nötig. Der Süden dagegen ist geprägt von der Photovoltaik. Die Solarbranche erlebte in Deutschland in den

letzten Jahren einen regelrechten Boom. Bei den installierten Solaranlagen liegt Deutschland im internationalen Vergleich

deutlich an der Spitze. Auch in den Jahren 2011 und 2012 konnte jeweils ein Rekordzubau (7,5 GW; 7,6 GW) erzielt werden.

Durch die Novellierung des EEG wird diese Entwicklung gebremst und sich in den nächsten Jahren bei einem Zubau zwischen

2,5 und 3,5 GW pro Jahr einpendeln. Die Branche befindet sich aktuell in der Konsolidierungsphase. Die Unternehmen haben

mit Insolvenzen zu kämpfen und die verstärkte Konkurrenz durch Modulhersteller aus China drückt auf die Preise. Für die

noch weniger etablierte Solarthermie wird dagegen weiteres Wachstum vorausgesagt. So soll der Anteil der Solarwärme am

Wärmebedarf deutscher Haushalte von weniger als 1% auf 8% im Jahr 2030 steigen. Die Wasserkraft macht zwar 15% der

gesamtdeutschen Stromerzeugung aus, ist aber in erster Linie in Bayern und Baden-Württemberg (Anteil von 80%) zu finden.

In diesem Bereich wird lediglich mit einem zukünftigen Wachstumspotenzial von 10% gerechnet, dann ist das Potenzial der

deutschen Gewässer vollständig ausgeschöpft. Die Entwicklung innerhalb der Branche zeigt eine Tendenz zur

Dezentralisierung. Die kleinen Anlagen sind umweltverträglicher und kostengünstiger. Die Geothermie steckt dagegen noch in

den Kinderschuhen. Hier ist der Markt geprägt von kleinen Erdwärmepumpen, die private Nutzer unter ihrer Immobilie

installieren lassen. Der bestehende Förderrahmen und die prinzipiell gute Eignung des Bundesgebietes für Geothermie

machen den Markt allerdings zunehmend attraktiver. Mit einem Anstieg der produzierten Strommenge von 2005 auf 2011 von

über 160% wird auch die Biomasse weiter an Bedeutung gewinnen. Dabei wird es vor allem darauf ankommen, Rohstoffe zu

verwenden, die den Nahrungsmittelmarkt in keiner Weise beeinflussen.

Der Fokus auf Energieeffizienz ist auch im Gebäudebereich angekommen. Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den

Wärmebedarf von Gebäuden bis 2020 um 20% zu reduzieren. Entsprechende Förderprogramme wie beispielsweise durch die

KfW-Bankengruppe wirken positiv auf den Markt. Die größten Potenziale liegen hier vor allem beim relativ alten

Gebäudebestand. Nur jeder zehnte Altbau (vor 1979) hat eine Wärmedämmung, die den aktuellen Anforderungen genügt. In

diesem Bereich muss die Akzeptanz und Sicherheit, hinsichtlich rechtlicher Rahmenbedingungen, weiter gefördert werden.

Anbieterseitig wird der Markt in erster Linie von den großen Unternehmen dominiert, die aufgrund ihrer Kostenstruktur den

vorherrschenden Preiskampf mitgehen können. Bei der Beheizung von Gebäuden spielen vor allem noch die fossilen

Brennstoffe Gas und Öl eine tragende Rolle. Für die effiziente Wärmenutzung wird allerdings die Kraft-Wärme-Kopplung

immer bedeutender. Als wichtigste Biomasse in diesem Segment kann sich Holz behaupten.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland schreitet mit großen Erfolgen voran, allerdings hinkt der Ausbau der

Stromnetze diesem Tempo noch hinterher. Dieser Ausbau gilt als eine der entscheidenden Stellschrauben, ob die

Energiewende in der gesetzten Zeit funktionieren kann. Die erneuerbaren Energien müssen besser eingebunden und das Netz

dahingehend modernisiert werden. Um die Offshore-Windanlagen im Norden mit dem Süden zu verbinden, sollen bis 2020 im

Bundesgebiet 2.800 km neue Stromtrassen gebaut und 2.900 km Leitungen erneuert werden. Das Stromnetz in Deutschland

wird zwar von staatlicher Seite überwacht, betrieben wird es jedoch von vier Unternehmen. Zur besseren Integration der

dezentralen Energieerzeugung sollen so genannte Smart Grids zum Einsatz kommen. Da der flächendeckende Aufbau in


8

kleinen Entwicklungsschritten vorangeht, entstehen aktuell in Deutschland in vielen Regionen eigene kleine Micro Smart

Grids. Vorreiter ist hier Berlin mit einem Micro Smart Grid im Rahmen des Forschungsprojekts BeMobility - Berlin

elektroMobil. Eine Möglichkeit, Energie dezentral bereitzustellen, bieten Brennstoffzellen. Deutsche Hersteller gelten als

Pioniere in der Brennstoffzellentechnologie zur Energieversorgung von Industrie, Wohnbauten und Verkehrsmitteln. Gerade

hinsichtlich der technischen Möglichkeiten, des Wirkungsgrades, der Versorgungssicherheit und der Umweltverträglichkeit

von Brennstoffzellen birgt dieser Markt großes Potenzial. Die Branche befindet sich allerdings noch in der Entwicklungsphase,

so dass bei der Abschätzung des konkreten Marktpotenzials für die Zukunft noch einige Inkonsistenzen zu finden sind. Eine

große Herausforderung im Rahmen der Energiewende stellt die Speicherung der Energie dar. Bisher war die Netzinfrastruktur

darauf ausgelegt, dass eine permanente und bedarfsgerechte Stromversorgung gewährleistet ist. Da die erneuerbaren Energien

allerdings aufgrund der natürlichen Gegebenheiten bestimmten Schwankungen unterliegen, muss überschüssige Energie

gespeichert werden, um sie bei Engpässen wieder zuführen zu können. Aktuell ist allerdings keine Technologie in der Lage

über längere Zeiträume, eine zuverlässige und andauernde Stromversorgung zu gewährleisten. In diesem Bereich ist noch viel

Entwicklung nötig. Aktuell gelten mit den Pumpwasserspeichern, Lithium-Ionen-Akkumulatoren und Wasserstoffspeichern

drei Technologien als zukunftsfähig.

Neben der Energieproduktion und dem effizienten Umgang mit dieser, ist auch die Emissionskontrolle und -verminderung ein

bedeutendes Thema im Rahmen der Cleantech-Industrie. Den gesetzlichen Rahmen für die Emissionen bildet in Deutschland

das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG). Die Bevölkerung sieht in der Luftverschmutzung das aktuell bedeutendste

Umweltprojekt. Die Sensibilität und das Bewusstsein sind in der Bevölkerung geschaffen. Hinzu kommen immer striktere

Gesetze und ein weltweiter Emissionsrechtehandel, so dass von einem wachsenden Markt ausgegangen wird. Ziel der EU ist es,

bis 2050 den Treibhausgasausstoß um 80% zu reduzieren. Gerade der Markt für Sensorik kann hohe Wachstumsraten

erzielen.

In den Segmenten Wasser- und Abwasseraufbereitung hat der sinkende Wassergebrauch in Deutschland, insbesondere durch

sparsamere Technologien und bewussteres Verbraucherverhalten, einen großen Einfluss. Auch die Wiederverwertung von

Wasser im industriellen Bereich führt zu einer Verminderung der aufzubereitenden Frischwassermenge bzw. zu einer

Verringerung des Abwassers. Die Infrastruktur in Deutschland wurde auf stärkeren Verbrauchsprognosen errichtet und wird

zukünftig durch Rückbaumaßnahmen und Dezentralisierung auf die neuen Anforderungen angepasst. Insgesamt ist die

Qualität der Wasser- und Abwasseraufbereitung auf einem exzellenten Niveau, weit über den gesetzlichen Anforderungen von

Bund und EU. Ein Marktpotenzial für Unternehmen im Bereich Reinigung und Filtration stellt die steigende Verschmutzung

des Abwassers dar. Zunehmende mikrobielle Belastung oder Arzneimittelverschmutzung bedingen einen steigenden Bedarf an

Mikro- und Ultrafiltrationsanlagen.

Die erfolgreiche Umsetzung des Plans der Bundesregierung bis 2020 Leitmarkt für Elektromobilität zu werden, ist unter

Experten umstritten. Das Ziel von 1 Mio. Fahrzeugen auf deutschen Straßen wird wohl nicht erreicht und japanische bzw. US-

amerikanische Fahrzeughersteller haben wesentlich höhere Verkaufszahlen von Elektroautos als ihre deutschen Wettbewerber.

Deutsche Verbraucher stehen neuen Fahrzeugtechnologien aufgrund von Qualitäts- und Komfortdefiziten sehr verhalten

gegenüber. Der Schein des Vorsprungs ausländischer Unternehmen im Bereich Cleantech-Fahrzeuge trügt jedoch. Nach

Expertenmeinung befindet sich der deutsche Markt aktuell in einer Vorbereitungsphase für den flächendeckenden Einsatz von

Fahrzeugen mit alternativen Antriebstechnologien. Von staatlicher Seite wird derzeit die Infrastruktur durch den Bau von rund

400 Wasserstofftankstellen angestoßen. Auch die deutschen Fahrzeughersteller bereiten derzeit ihren Markteintritt für

Serienfahrzeuge vor. Erst mit marktreifen Technologien der Fahrzeuge und einer flächendeckenden Bereitstellung der

(Tankstellen-) Infrastruktur wird die verhaltene Einstellung der deutschen Bevölkerung gegenüber alternativen

Antriebstechnologien abnehmen.


9

2. Zielsetzung und Vorgehensweise

Die vorliegende Marktstudie untersucht und beschreibt den Cleantech-Markt in Deutschland. Ziel der Studie ist es, den

Zielmarkt Deutschland und insbesondere die einzelnen Segmente transparent darzustellen und somit den Schweizer Anbietern

einen Einblick in den deutschen Markt zu gewähren sowie potenzielle Geschäftsfelder aufzuzeigen.

Die Studie analysiert in einem ersten Schritt Deutschland als Importland mit seinen generellen Makrogrößen und

Wirtschaftsstrukturen (Kapitel 3). Kapitel 4 betrachtet das Cleantech-Umfeld in Deutschland und geht hier insbesondere auf

die rechtlichen und politischen Rahmenbedingungen sowie die wirtschaftlichen Treiber, die auf das Marktumfeld im

Generellen wirken, ein. Der Aufbau der Marktsegmente in den folgenden Kapiteln orientiert sich am Angebot der Schweizer

Unternehmen und hat demzufolge die drei wichtigsten Marktsegmente der Schweizer Cleantech-Industrie als Schwerpunkt:

Energie, Energieeffizienz sowie Energietransport und -speicherung. Diese werden wie folgt unterteilt:

Energie

o Solar

o Wind

o Wasserkraft

o Geothermie

o Biogas/Biomasse

Energieeffizienz

o Energieeffiziente Gebäude

o Heiz-, Belüftungs- und Klimatisierungssysteme

o Gebäude- und Wärmedämmung

Energietransport und -speicherung

o Smart Grids (intelligente Netze)

o Brennstoffzellen

o Speichertechnik

o Energieinfrastruktur

o Netze/Stromtransport

Diese Fokussegmente werden hinsichtlich ihrer Marktstruktur und -treiber, Potenzial/Marktgröße, Wettbewerbsumfeld,

Entwicklungstrends und spezifischen Besonderheiten analysiert. Zudem betrachtet die Studie noch die Marktsegmente Luft

und Boden, Wasser und Abwasser sowie Mobilität. Diese lassen sich in folgende Teilsegmente differenzieren:

Luft und Boden

o Emissionskontrolle, -messung

o CO2-Ausstoß

o Filtertechnologien

Wasser und Abwasser

o Wasseraufbereitung

o Abwasseraufbereitung

o Reinigung

o Filtration

Mobilität

o Öffentliche Verkehrssysteme

o Fahrzeuge

o Elektro- und Hybridantrieb

Der Schwerpunkt der Studie liegt in der deskriptiven Beschreibung und analytischen Aufbereitung der Cleantech-Industrie in

Deutschland. Neben Sekundärdaten fließen hierbei auch Primärinformationen ein, die durch Interviews mit Experten aus den

einzelnen Segmenten erhoben wurden.


10

3. Deutschland als Importland

Die deutsche Wirtschaft kam bis jetzt relativ gut durch die Krise im Euroraum. Anders als in der Eurozone insgesamt konnte

Deutschland im Jahr 2012 ein Wirtschaftswachstum von 0,7% verzeichnen.1 Die Wirtschaftsleistung der Euro-Staaten

insgesamt sank um 0,6%. Mit Ausnahme von Deutschland, Estland (0,9%) und der Slowakei (0,2%) ging in allen anderen

Mitgliedstaaten der Europäischen Währungsunion das Bruttoinlandsprodukt zurück.2 Allerdings ließ die konjunkturelle

Dynamik im Jahresverlauf 2012 kontinuierlich nach. Zentrale Ursachen für diesen Abschwung waren neben der generellen

Abkühlung der Weltwirtschaft vor allem die hohe Verschuldung in den Industriestaaten und die damit einhergehende

Verunsicherung der Marktteilnehmer. Die rückläufigen Ausfuhren und Investitionen führten zu einem Rückgang der

Wirtschaftsleistung im Schlussquartal 2012 um 0,7% gegenüber dem Vorquartal.3 Dies hat die Investitionsbereitschaft der

deutschen Industrie bereits zu Beginn des Jahres deutlich gebremst. Tabelle 1: Gesamtwirtschaftliche Prognose

Veränderungen gegenüber Vorjahr in % 2011 2012 2013 2014

BIP (real) 3,0 0,7 0,3 1,5

Verwendung des realen BIP

Private Konsumausgaben 1,7 0,8 0,9 1,3

Konsumausgaben des Staates 1,0 1,2 1,5 2,0

Bruttoanlageinvestitionen 6,2 -2,5 -0,4 3,8

Exporte 7,8 3,8 -0,8 4,6

Importe 7,4 2,2 0,0 6,0

Quelle: Deutsche Bundesbank (2013)

Nach dieser Schwächephase zum Jahresende 2012 hat sich die deutsche Wirtschaft allerdings wieder erholt. Zwar bestehen die

Belastungen durch die Anspannungen im Euro-Raum weiter fort, dem gegenüber sind die Ausrüstungsinvestitionen und

Ausfuhren so weit gestiegen, dass eine verhaltene Aufwärtsbewegung zu erwarten ist. So wird für das Jahr 2013 ein Anstieg des

BIP von 0,3% erwartet (vgl. Tabelle 1). Dafür sprechen auch die verbesserten Erwartungen der Unternehmen - trotz einiger

Rückschläge während des letzten Jahres.4 Viel wird sicherlich davon abhängen, wie sich die wirtschaftliche Lage in den Euro-

Krisenländern entwickelt. Zudem sollte auch die Weltwirtschaft im Verlauf des Jahres wieder Fahrt aufnehmen. Zwar hält die

dynamische Entwicklung in den Schwellenländern weiter an, durch die gestiegene internationale Verflechtung wirkt sich die

Nachfrageschwäche Europas allerdings mehr und mehr auch auf diese Länder aus. Konnte die Weltwirtschaft 2011 noch ein

Wachstum von 5,2% verzeichnen, so waren es 2012 lediglich noch 2%. Für das laufende Jahr prognostiziert die WTO für den

Welthandel eine Steigerung um 3,3%, so dass sich eine Belebung deutlich abzeichnet.5

Die deutsche Wirtschaft ist sehr exportorientiert und dadurch stark von Ausfuhren abhängig. Allerdings ist Deutschland als

relativ rohstoffarmes Land auch auf Importe angewiesen. So war im Vorjahr neben dem Konsum der Außenbeitrag die

treibende Wirtschaftskraft. Die deutschen Exporte erhöhten sich im Jahr 2012 um insgesamt 3,4% auf 1.097 Mrd. Euro und

erreichten damit einen neuen Rekordwert. Aber auch die Importe nahmen zu, sie erhöhten sich um 0,7% auf 909,1 Mrd. Euro

und übertrafen damit den bisherigen Höchstwert von 902,5 Mrd. Euro aus dem Vorjahr. Hierbei stiegen die Einfuhren aus der

Eurozone um 1,1%, während die Importe aus Drittländern lediglich um 0,5% wuchsen. Deutschland konnte so einen

Außenhandelssaldo von 188,3 Mrd. Euro erzielen.6 Mit 69,8% kommt der mit Abstand größte Teil der Einfuhren nach

Deutschland aus Europa. Nach den EU-Mitgliedsstaaten ist Asien die wichtigste Herkunftsregion für deutsche Importe.

1 Germany Trade & Invest (2013a)

2 Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (2013a)

3 Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013a); Deutsche Bundesbank (2013)

4 Deutsche Bundesbank (2013)

5 Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (2013a)

6 Statistisches Bundesamt (2013a); Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (2013a)


11

Allerdings sank der Wert der aus Asien nach Deutschland eingeführten Waren um 4% im Vergleich zum Vorjahr. Dieser Wert

ist vor allem auf Rückgänge der Importe aus Japan (-7,5% auf 21,8 Mrd. Euro), der Republik Korea (-13,2% auf 8,4 Mrd. Euro)

und Syrien (-92,1% auf 0,9 Mrd. Euro) zurückzuführen. Zudem waren erstmals seit der Wirtschaftskrise 2009 die Einfuhren

aus China rückläufig (-2,8%). Hier kamen u.a. wert- und mengenmäßig weniger Bekleidung und Metalle nach Deutschland.7 Abbildung 1: Regionale Verteilung der deutschen Einfuhren

Quelle: Statistisches Bundesamt (2013b)

Dennoch belegte China weiterhin den zweiten Platz der wichtigsten Importländer Deutschlands. Die meisten Einfuhren nach

Deutschland kamen aus den Niederlanden, die 2012 Waren im Wert von 86,6 Mrd. Euro nach Deutschland eingeführt haben.

Das entspricht fast 10% des deutschen Imports insgesamt. Das deutsche Nachbarland Frankreich belegt den dritten Rang,

wobei auch hier ein leichter Rückgang im Vergleich zum Vorjahr zu erkennen ist. Die meisten Waren aus einem EU-

Mitgliedstaat außerhalb der Eurozone kamen mit einem Wert von 43,5 Mrd. Euro aus dem Vereinigten Königreich. Einen

bedeutenden Anteil hierbei haben die Energieimporte, sowohl wert- als auch mengenmäßig. Den höchsten Zuwachs der

Einfuhren aus einem EU-Mitgliedsstaat verzeichnete die Slowakei mit 13,1% (Rang 18 der wichtigsten Importländer). Dies ist

vor allem auf die wichtigste Exportgütergruppe der Slowakei, Kraftfahrzeuge und Kraftfahrzeugteile, zurückzuführen. Bei den

europäischen Ländern außerhalb der EU ist vor allem die Russische Föderation als Handelspartner sehr bedeutend. Von dort

wurden Waren im Wert von ca. 42,9 Mrd. Euro importiert, was ein Wachstum von 3,8% im Vergleich zum vorangegangenen

Jahr darstellt. Generell werden die BRICS-Staaten (Brasilien, Russische Föderation, Indien, China, Südafrika) als

Importländer für Deutschland immer interessanter. In den letzten zehn Jahren haben sich die deutschen Einfuhren aus diesen

Staaten fast verdreifacht. Diese Entwicklung wird vor allem durch die hohen Zuwachsraten der chinesischen und russischen

Wirtschaft gefördert. Von den importierten Gütern aus den BRICS-Staaten kamen 2012 allein 84,1% aus China und der

Russischen Föderation.8

Tabelle 2: Die wichtigsten Importländer für Deutschland

2012 IN MRD.

EURO

2011 IN MRD.

EURO

VERÄNDERUNG

GGÜ. VORJHAR

ANTEIL 2012 AN

GESAMT

Einfuhr Gesamt 909,1 902,5 0,7% 100%

7 Statistisches Bundesamt (2013b)

8 Statistisches Bundesamt (2013c); Statistisches Bundesamt (2013b)

37,6

18,4

13,8

2,6

8,8

18,3

0,4

Eurozone

Nicht-Eurozone

Europa ohne EU

Afrika

Amerika

Asien

Australien und Ozeanien


12

Niederlande 86,6 81,1 5,9% 9,5%

Volksrepublik China 77,3 79,5 -2,8% 8,5%

Frankreich 64,8 65,9 -1,8% 7,1%

USA 50,6 48,5 4,2% 5,6%

Italien 49,2 47,8 2,8% 5,4%

Vereinigtes Königreich 43,5 44,7 -2,7% 4,8%

Russische Föderation 42,5 40,9 3,8% 4,7%

Belgien 38,4 38,3 0,1% 4,2%

Schweiz 37,7 37,0 1,8% 4,1%

Österreich 37,2 37,0 0,5% 4,1%


Die wichtigsten Einfuhrgüter waren 2012 mit einem Gesamtanteil von 29,2% Erdöl und Erdgas, Datenverarbeitungsgeräte,

elektronische und optische Erzeugnisse sowie Kraftfahrzeuge und Kraftfahrzeugteile. Bei der Art der Einfuhrgüter lassen sich

Unterschiede zwischen EU-Mitgliedsstaaten und Drittländern feststellen. Aus den EU-Staaten wurden vor allem

Kraftfahrzeuge und Kraftfahrzeugteile, chemische Erzeugnisse und Maschinen importiert (Anteil von 29,7%). Aus den

Drittländern machten Erdöl und Erdgas, Datenverarbeitungsgeräte, elektronische und optische Erzeugnisse sowie Maschinen

einen Anteil von 42% der importierten Waren aus.9

Einfuhrseitig haben sich aus den EU-Mitgliedsstaaten im Jahr 2012 gegenüber dem Vorjahr nur die Einfuhren von Erdöl und

Erdgas (+23,4%), Kohle (+5,0%) und Erzeugnissen der Landwirtschaft und Jagd (+3,8%) erhöht. Die Importe aller anderen

Warengruppen waren dagegen rückläufig. Den größten Wertrückgang verzeichneten die Waren der Gruppen Metalle (-10,6%),

Datenverarbeitungsgeräte, elektronische und optische Erzeugnisse (-7,5%) sowie Kraftfahrzeuge und Kraftfahrzeugteile (-

2,9%). Bei den Importen aus Drittländern zeigte sich vor allem bei Erdöl und Erdgas (+14,5%) ein deutlicher Zuwachs. Bereits

in den vorangegangenen Jahren (2011: +31,6% und 2010: +13,3%) war in diesem Bereich ein deutliche Steigerung

festzustellen.10




13

Abbildung 2: Importe nach Deutschland nach Güterabteilungen


Wie schon 2011 konnte auch im Jahr 2012 ein Rekordergebnis bei den Im- und Exporten erreicht werden. Die Auswirkungen

der Wirtschaftskrise 2009 auf den deutschen Außenhandel scheinen vorerst überwunden zu sein. Auch die Auswirkungen der

Eurokrise konnten durch einen starken Anstieg des Außenhandels mit Drittländern kompensiert werden.11 Ob sich dieser

Trend fortsetzt bleibt abzuwarten. Wie bereits beschrieben, geht die WTO von einem Anstieg des Welthandels von 3,3% aus.12

So könnten die Drittländer weiter an Bedeutung gewinnen, vor allem wenn die schwache wirtschaftliche Entwicklung in der

Eurozone weiter anhält. Ein Aufschwung der Nachfrage in diesen Ländern wird erst mittelfristig erwartet.13

11

Statistisches Bundesamt (2013b) 12

Bundesverband der Deutschen Industrie e.V. (2013a) 13

Statistisches Bundesamt (2013b)

97,39

87,43

80,43

71,66

68,24

54,87

43,24

0 20 40 60 80 100 120

Erdöl und Erdgas

Datenverarbeitungsgeräte,elektr. u. opt. Erzeugnisse

Kraftwagen undKraftwagenteile

Chemische Erzeugnisse

Maschinen

Metalle

Elektrische Ausrichtung

Importe in Mrd. Euro


14

4. Cleantech-Umfeld in Deutschland

4.1. RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN

Durch globale Herausforderungen wie den Klimawandel, die immer weiter wachsende Weltbevölkerung und die damit

einhergehende Knappheit von Ressourcen, ist nachhaltiges Wirtschaften sowohl für Unternehmen als auch für die Politik

unabdingbar geworden. Ziel ist es, Mehrwerte zu schaffen, die gleichzeitig die ökologische Wirksamkeit erhöhen und der

sozialen Verantwortung gerecht werden. Deutschland gilt international als Vorreiter für saubere Technik, gerade durch die

Ansiedelung vieler internationaler Unternehmen aus diesem Bereich.14 Die deutsche Cleantech-Industrie konnte so eine Rolle

als Innovationsführer einnehmen und schafft damit die Rahmenbedingungen, damit auch weiterhin zukunftsfähige

Unternehmen die Möglichkeiten in einer aufstrebenden Branche nutzen können.15

Die wichtigste rechtliche Regelung, was den Ausbau der erneuerbaren Energien betrifft, stellt das Erneuerbare-Energien-

Gesetz (EEG) dar. Es regelt die bevorzugte Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Quellen ins Stromnetz und garantiert den

Stromerzeugern dafür einen festen Vergütungssatz, welcher in der Regel für 20 Jahre gilt. Es umfasst folgende Energiequellen:

Wind an Land

Wind auf See

Biomasse

Photovoltaik

Geothermie

Wasserkraft

Deponie-, Klär- und Grubengas

Das Gesetz trat im April 2000 in Kraft und folgte auf das Stromeinspeisegesetz, welches ab 1991 die systematische Förderung

von regenerativ erzeugtem Strom festlegte. Das EEG wurde nach seiner Einführung mehrfach überarbeitet und so an die

aktuellen Rahmenbedingungen angepasst. Ziel der Förderung ist es, im Jahr 2020 einen Anteil der erneuerbaren Energien am

Stromverbrauch von mindestens 35% zu erreichen. Im Jahr 2030 soll dieser Anteil bereits 50% betragen und sich bis 2050 auf

80% steigern.16 Vertreter aus der Branche der erneuerbaren Energien sehen im EEG den Wachstumsmotor für diese Industrie

und die Grundlage der relativ stabilen Rahmenbedingungen, die Investitionssicherheit schaffen und so eine solide

Weiterentwicklung ermöglichen. So hat sich der Anteil der erneuerbaren Energien am Stromverbrauch von 6,4% im Jahr 2000

auf 25% im Jahr 2012 fast vervierfacht. An der Bruttostromerzeugung in Deutschland von 617 Mrd. KWh haben die

erneuerbaren Energieträger aktuell einen Anteil von 21,9%. Den größten Anteil bei den erneuerbaren Quellen nimmt die

Onshore-Windenergie (33%) ein, gefolgt von Photovoltaik (20%), Wasserkraft (15%) und Biogas (15%) (vgl. die folgende

Grafik).

14

Wirtschaftswoche (2013a) 15

Germany Trade & Invest (2010) 16

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011a)


15

Abbildung 3: Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien

Quelle: BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2013a)

Zur Mitte des Jahres 2012 wurde die Photovoltaik-Förderung reformiert. So sanken die Vergütungssätze allein im Jahr 2012

um bis zu 30%.17 Nach drei Jahren mit Rekordausbauzahlen von jeweils über 7 GW wird der Ausbau in diesem Jahr nach

Aussagen des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit voraussichtlich zwischen 2,5 und 3,5 GW

liegen, was dem jährlich geplanten Zielkorridor der Bundesregierung entspricht. Die Förderung für neue Photovoltaikanlagen

ist geplant, bis eine Gesamtkapazität von 52 GW erreicht ist. Aktuell sind in Deutschland etwa 34 GW installiert, so dass davon

auszugehen ist, dass die Photovoltaik ab 2017 oder 2018 ohne Einspeisevergütung marktfähig ist.18

Zum 01.01.2009 trat das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) in Kraft. Mit diesem Gesetz sind Eigentümer

neuer Gebäude dazu verpflichtet, einen Teil ihres Wärme- und Kältebedarfs aus erneuerbaren Energien zu decken. Dies stellt

eine Nutzungspflicht gemäß § 3 Abs. 1 EEWärmeG dar und gilt für alle Wohn- und Nichtwohngebäude, deren Bauantrag bzw. -

anzeige nach dem 1. Januar 2009 eingereicht wurde. Welche Art erneuerbarer Energien genutzt wird ist dabei dem

Eigentümer überlassen. Vorgeschrieben ist lediglich dass ein gewisser Prozentsatz aus erneuerbaren Energien erbracht werden

muss. Abhängig von der gewählten Art variiert jedoch der vorgeschriebene Prozentsatz.19 Wird beispielsweise solare

Strahlungsenergie verwendet, müssen 15% des Bedarfs gedeckt werden. Bei gasförmiger Biomasse besteht eine Vorgabe von

30%. Mindestens 50% müssen bei der Verwendung von flüssiger oder fester Biomasse sowie Geothermie und Umweltwärme

genutzt werden.20 Die verschiedenen Ausgestaltungen des Gesetzes dienen dazu, den Gebäudeeigentümern eine individuelle,

maßgeschneiderte und kostengünstige Lösung zu ermöglichen. Zum 01.05.2011 trat eine überarbeitete Version des EEWärmeG

in Kraft. Durch sie werden die Bestimmungen auf öffentliche Gebäude (Neubau und Bestandsbau) ausgedehnt.21

Das Energieeinsparungsgesetz (EnEG) wurde 1976 erlassen und seither dreimal überarbeitet (das vierte Änderungsgesetz zum

Energieeinsparungsgesetz wurde 2013 beschlossen). Bei erstmaliger Erlassung bestand die Intention darin, die Abhängigkeit

der Bundesrepublik Deutschland von importierten Energieträgern zu reduzieren. Auf Basis des EnEG werden spezifizierende

Verordnungen erlassen, wie beispielsweise die Energieeinsparungsverordnung (EnEV). Das Gesetz selber übt keinen direkten

Einfluss auf den Bürger aus. Die aktuell gültige EnEV 2009 wird derzeit überarbeitet und im kommenden Jahr durch die EnEV

2014 ersetzt. Innerhalb der EnEV werden bautechnische standardisierte Anforderungen formuliert um den Energiebedarf

effizient zu gestalten. Anwendbar ist sie bei Wohn- und Bürogebäuden sowie bei bestimmten Betriebsgebäuden. Im

17

Für Kleinanlagen aktuell 15,07 ct/kWh und für Freiflächenanlagen 10,44 ct/kWh 18

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013a) 19

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011b) 20

§ 5 EEWärmeG 21

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011b)

15%

33%

20%

12%

15%

3%

Wasserkraft

Windenergie onshore

Photovoltaik

biogene Festbrennstoffe

Biogas

biogener Anteil des Abfalls


16

Mittelpunkt stehen beispielsweise die Wärmedämmung der Außenhülle oder effiziente Heiztechniken.22 Seit der EnEV 2007

ist zudem der Energieausweis für Gebäude Vorschrift.23

Als bedeutendstes praxisrelevantes Regelwerk des Umweltschutzes gilt das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG). Es

existiert seit 1974 und wurde zuletzt 2002 überarbeitet. Die offizielle Bezeichnung lautet: Gesetz zum Schutz vor schädlichen

Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge. Es dient, wie auch

das EnEG, eher als Rahmengesetzgebung, eine Konkretisierung erfolgt in den vom BImSchG abgeleiteten BImSchV, TA Luft

und TA Lärm, sowie nicht bundeseinheitlichen Regelungen zum Schutz vor Erschütterungen, Gerüchen oder Licht.24

4.2. POLITISCHE RAHMENBEDINGUNGEN

Die deutsche Politik ist für die zukünftige Entwicklung erneuerbarer Energien ein wichtiger Treiber. Sämtliche Parteien des

Deutschen Bundestages unterstützen die Förderung erneuerbarer Energien. Im Parlament wurden in den vergangenen Jahren

zahlreiche Gesetze verabschiedet, die Impulse und Anreize für die Branche gesetzt haben.

Für große Unsicherheit innerhalb der Branche hat die sehr wechselhafte Politik der derzeitigen Bundesregierung gesorgt. Im

Jahr 2002 wurde das Atomgesetz unter der Vorgängerregierung aus SPD und Grünen novelliert und der zwei Jahre zuvor

beschlossene stufenweise Atomausstieg rechtskräftig. Neben dem Verbot neue Kernkraftwerke zu errichten, wurde u.a. die

Betriebsdauer bestehender Kernkraftwerke auf 32 Jahre seit Inbetriebnahme beschränkt. Infolgedessen wurde mit einer

Abschaltung des letzten Kernkraftwerks – und somit mit dem endgültigen Ausstieg aus der Atomenergie – im Jahr 2021

gerechnet. Elf Jahre vor dem geplanten endgültigen Ausstieg im Oktober 2010 wurde jedoch eine Laufzeitverlängerung der

bestehenden Atomkraftwerke durch die neue Bundesregierung aus CDU, CSU und FDP beschlossen. Inhalt der Novellierung

2010 war, die Betriebszeiten der vor 1980 errichteten Kernkraftwerke um acht Jahre (betraf sieben Anlagen) und die der

übrigen zehn Anlagen um 14 Jahre zu verlängern. Nur ein halbes Jahr später wurde, in Folge des Reaktorunfalls von

Fukushima, durch dieselbe Regierung zunächst ein dreimonatiges Atom-Moratorium und anschließend ein konsequenter und

endgültiger Ausstieg aus der Atomkraft beschlossen. Die Novellierung 2011 sieht eine vollständige Abschaltung aller deutschen

Kernkraftwerke bis Ende 2022 vor. In einem Zweijahresrhythmus werden Anlagen ab 2015 abgeschaltet. Die im Zuge des

Moratoriums bereits vorübergehend abgeschalteten Kernkraftwerke25, wurden nach Ablauf der dreimonatigen

Sicherheitsüberprüfung nicht wieder ans Netz angeschlossen.26 Aufgrund dieser wechselnden politischen Rahmenbedingungen

kam es zu einer großen Unsicherheit in der Branche. Viele Unternehmen hatten ihre Investitionsstrategien auf den ersten

geplanten Atomausstieg, später auf die Laufzeitverlängerung ausgerichtet, um sie dann wiederum den veränderten

Rahmenbedingungen anzupassen.

Es ist zu erwarten, dass, nach dem Rückzug aus der Kernenergie nunmehr aller wichtigen Parteien auf Bundesebene, der

Atomenergieausstieg fest entschieden ist. Im Juli 2013 stellte die EU Kommission mögliche Subventionen zum Bau von

Atomkraftwerken in Aussicht. Doch für Deutschland steht der Atomausstieg fest. Nachdem er unter der rot-grünen Regierung

2002 beschlossen wurde, verabschiedete auch 2011 die aus Union und FDP bestehende Regierung den Atomausstieg. Diese

vermutlich endgültige Entscheidung zeigt sich auch in einem Abstimmungsergebnis des deutschen Bundestages aus dem Jahr

2011, bei dem eine parteiübergreifende Mehrheit von 85,5%27 für den Ausstieg stimmte. 28

Aktuell betreiben 30 Länder der Erde Kernkraftwerke, etliche weitere planen, beziehungsweise bauen neue Kernkraftwerke.

Laut der World Nuclear Association befinden sich derzeit 68 Reaktoren im Bau, 162 in der Planung.29 Durch die radikale

Abkehr von der atomaren Energieversorgung nimmt Deutschland nun im Bereich der erneuerbaren Energien eine gewisse

Vorreiterrolle ein. Um diese Entwicklung voranzutreiben bestehen in Deutschland verschiedenste Förder- und

Anreizprogramme. Unterschieden werden dabei neben unterschiedlichen Technologien/-arten auch die Adressaten der

Förderprogramme. Einige Programme sind speziell für Forschungseinrichtungen konzipiert, andere für Unternehmen und /

oder Privatpersonen.

Das Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien am Wärmemarkt, kurz MAP, ist ein seit 2000 bestehendes, zentrales

Förderinstrument der Bundesregierung. Es zielt hauptsächlich auf bereits bestehende Gebäude ab und trägt dazu bei, die

Vorgabe von 14% erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung bis 2020 zu erreichen. Im Jahr 2011 lag der Anteil bei

22

Energie Wissen (2013) 23

Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (2011) 24

Für eine detaillierte Beschreibung siehe Kapitel 8.1: Emissionskontrolle, -messung 25

Die sieben vor 1980 in Betrieb genommen Kernkraftwerke 26

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011c) 27

Stimmverteilung; Ja: 513 Stimmen, Nein: 79 Stimmen, Enthaltungen 8 Stimmen, nicht teilgenommen: 20 Stimmen 28

Bundestag (2011) 29

World Nuclear Association (2013)


17

10,4%.30 Gefördert werden unter anderem Solarthermieanlagen, Holzpellet-Heizungen und effiziente Wärmepumpen.

Förderberechtigt im Sinne des MAP ist grundsätzlich jeder, der Investitionen vornimmt. So können Privatpersonen,

freiberuflich Tätige, gemeinnützige Organisationen, Kommunen und Unternehmen (wobei für Großunternehmen besondere

Antragsvoraussetzungen gelten) ebenso Anträge einreichen, wie auch beauftragte Energiedienstleistungsunternehmen.

Sämtliche Fördertatbestände und -voraussetzungen werden dabei in den Förderrichtlinien geregelt. Da sie in der Regel jährlich

an den Stand der Technik und die aktuelle Marktentwicklung angepasst werden, ist eine ständige Aktualität der Richtlinie

gegeben.31

Mittels Förderzulagen wurde im Jahr 2012 ein Investitionsvolumen von 1,33 Mrd. Euro ausgelöst.32 Das MAP unterteilt sich

dabei in zwei Programme, mit unterschiedlichen Zielgruppen - den Investitionszuschüssen und den zinsgünstigen Darlehen

mit Tilgungszuschüssen. Ersteres, auch BAFA-Förderung33 genannt, dient kleineren Investitionen, welche überwiegend im

Ein- und Zweifamilienhausbereich von privaten Investoren vorgenommen werden. Grundsätzlich ist die Förderung auf

Bestandsbauten ausgerichtet. Mit Ausnahme von Anlagen für Prozesswärme sind Neubauten nicht förderfähig. Im Jahr 2012

wurden im Rahmen der BAFA-Förderung insgesamt 74.779 Maßnahmen gefördert, was einer Steigerung von 26% gegenüber

2011 entsprach. Zudem gingen 66.920 neue Anträge ein. Hauptfördergegenstand waren in 2012 Solarthermieanlagen (37.645)

und Biomassekessel (30.635).34

Die zinsgünstigen Darlehen mit Tilgungszuschüssen, welche als KfW-Förderung vergeben werden, adressieren Investitionen in

größere Wärmelösungen, welche zumeist im gewerblichen oder kommunalen Bereich realisiert werden. 2012 wurden

größtenteils Wärmenetze (1.827) und große Biomasseanlagen (580) mittels der KfW-Förderung unterstützt. Insgesamt wurden

2.724 Darlehen mit einem Umfang von ca. 365 Mio. Euro vergeben. 2013 wurden 2.336 Neuanträge gestellt.35

Im Zuge des MAP werden keine Technologien zur Stromerzeugung gefördert, wie beispielsweise Wind- oder Wasserkraft. Die

Nutzung der beiden Energiequellen wird durch das, unter Kapitel 4.1 bereits vorgestellte, EEG geregelt. So erhalten die

Betreiber von Windkraftanlagen (WEA) für die Einspeisung von Energie eine Vergütung von etwa 9 Cent pro Kilowattstunde.36

Dieser Vergütungssatz ist für Windenergie einheitlich und gilt sowohl für den Betrieb von Klein- als auch von Großanlagen. Im

Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien ist dieser Vergütungssatz jedoch deutlich geringer und wird aus diesem Grunde

auch häufig kritisiert.37 Den Betreibern von WEA werden keine Zinsvergünstigungen aus dem Bundeshaushalt gewährt.38

Jedoch haben auch sie, ebenso wie Betreiber von Wasserkraftanlagen, die Möglichkeit Darlehen aus verschiedenen

Förderprogrammen wie dem ERP-Umwelt- und Energiesparprogramm oder dem KfW-Umweltprogramm zu erhalten.

Seit dem 01. Mai 2013 existiert ein neues Fördersystem des BMU und der KfW. Ausgestaltet als KfW-Programm werden

Investitionen in dezentrale Batteriespeichersysteme gefördert. Diese Förderung erfolgt über einen zinsgünstigen Kredit und

einen Tilgungszuschuss für die Investitionskosten in Speichersysteme. Von den Tilgungszuschüssen ausgenommen wurden

Photovoltaikanlagen. Der zinsgünstige Kredit hingegen kann auch über den Gesamtbetrag bei einer kombinierten Investition

in eine Photovoltaikanlage und ein Batteriespeichersystem beantragt werden. Insgesamt stehen 25 Mio. Euro für das Jahr 2013

zur Verfügung, wobei der Tilgungszuschuss maximal 30% betragen darf. Neben hohen technischen Anforderungen an die

Photovoltaikanlage (zur Gewährleistung dass nur Anlagen hoher Qualität gefördert werden), besteht die Bedingung, dass die

Anlage erst nach dem 31.12.2012 in Betrieb genommen wurde. Zudem darf die Anlage nicht über eine installierte Leistung von

mehr als 30 Kilowattpeak verfügen.39 Somit soll sichergestellt werden, dass die Förderung auf kleine und mittelgroße Anlagen

fokussiert ist und besonders Privatpersonen gefördert werden. Vorrangiges Ziel des Förderprogramms ist, durch die

Investitionen in dezentrale Batteriespeichersysteme zu deren Kostensenkung und technischen Weiterentwicklung beizutragen.

Mit dem Förderprogramm zur klimaeffizienten Optimierung der energetischen Biomassenutzung unterstützt das

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit die Erforschung der klimafreundlichen Nutzung von

Biomasse. Zwischen 2011 und 2013 stellte das Bundesministerium dabei 18 Mio. Euro zur Verfügung, gleichmäßig aufgeteilt zu

jeweils 6 Mio. Euro pro Jahr. Die Förderung richtete sich dabei an Forschungseinrichtungen und Unternehmen die sich mit

der Entwicklung von verbesserten Verfahren zur Biomassenutzung beschäftigen. Aufgrund seiner Vielseitigkeit und seines

großen Potenzials zur effizienten Nutzung wird die erneuerbare Energie einen großen Anteil am Strommix der Zukunft haben.

Konkret zielt das Förderprogramm auf die Erforschung dieses Potenzials ab.40

30




Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) 34



Bundesverband für Windenergie (2012) 37

Für einen Überblick über die verschiedenen Vergütungssätze siehe Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011d) 38



Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011e)


18

4.3. WIRTSCHAFTLICHE TREIBER

Mit den rechtlichen und politischen Vorgaben auf nationaler und internationaler Ebene wurden auf dem deutschen Markt

hervorragende wirtschaftliche Rahmenbedingungen geschaffen, um ökologisch nachhaltige Technologien als rentable

Alternative zu konventionellen Technologien zu positionieren und den Cleantech-Markt voranzutreiben. Regelungen

begrenzen beispielsweise den erlaubten Schadstoffausstoß in der Produktion (z.B. CO2-Emissionen) oder verbieten schadstoff-

oder verbrauchsintensive Produkte (z.B. das Verbot konventioneller Glühbirnen oder abgasintensiver Pkw).41 Der Grund für

das Interesse der Hersteller und auch der Anwender von Cleantech liegt allerdings nicht allein an den finanziellen Förder- und

Anreizprogrammen der staatlichen Institutionen oder am Zwang zur Erfüllung regulatorischer Vorgaben - es liegt auch an den

Vorteilen der Cleantech-Technologien selbst. Zahlreiche Unternehmen haben die großen Zukunftschancen von ökologisch

nachhaltiger Technologie erkannt. Produkte in diesem Bereich sind bereits oder werden in naher Zukunft wirtschaftlich

rentabler und qualitativ hochwertiger als konventionelle Technologien. Gerade der Markt der erneuerbaren Energien ist in

seiner Entwicklung sehr dynamisch und bietet so gerade besonders innovativen Unternehmen die Chance, sich zu

technologischen Marktführern zu entwickeln. Dieser Umstand ist natürlich auch für Kapitalgeber sehr interessant und

verspricht ein hohes Investitionsaufkommen in diesen Bereichen. Cleantech entwickelt sich zu einem der bedeutendsten

Sektoren für Venture Capital. Dabei besteht der Markt nicht mehr allein aus Technologiekonzernen. Zunehmend etablieren

sich Dienstleistungsunternehmen und Serviceanbieter auf dem Markt.42

Auf Seite der Endverbraucher steigt die Nachfrage nach Cleantech-Produkten zunehmend. Hintergrund ist vor allem ein

erhöhtes ökologisches Bewusstsein in der Bevölkerung, das mit einer gesteigerten Kosteneffizienz nachhaltiger Produkte

einhergeht. Unternehmen erkennen vermehrt die Chance, bestehende Kunden zu binden und neue Kunden zu gewinnen,

indem sie sich an deren Bedürfnisse anpassen und auf die gesteigerte Bedeutung der grünen Herkunft, der in Anspruch

genommenen Produkte und Dienstleistungen, reagieren. Cleantech ist in der Mitte der Bevölkerung angekommen und nicht

mehr „umweltästhetisches Träumen“.43 Laut einer 2012 erfolgten Umfrage, im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) und

des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), geben 35% von 2.000 befragten Personen

an, dass sie den Umweltschutz für das wichtigste Thema der Gegenwart halten.44 Auch Unternehmen entdecken die Vorteile

des Einsatzes von Cleantech. Neben der öffentlichkeitswirksamen Positionierung (als Reaktion auf das ökologische

Bewusstsein der Kunden), bietet sich durch verschiedene Technologien die Möglichkeit, entlang der Wertschöpfungskette

Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen zu erzielen. Zudem werden für bestehende Produkte und für zukünftige

Technologien hohe Erträge in diesem Bereich gesehen. Da für die Zukunft ein noch stärkeres Interesse an erneuerbaren

Energien, umweltschonenden Technologien und energiesparenden Produkten erwartet wird, investieren Unternehmen stark in

das Segment. Unternehmen, die sich zu spät auf diese Entwicklungen einlassen, werden unter Umständen langfristig den

Anschluss verlieren.

Zudem bereiten sich Unternehmen auf eine eingeschränkte Ressourcenverfügbarkeit sowie auf eine zunehmende Dringlichkeit

des Umweltschutzes, Klimaschutzes und der Nachhaltigkeit vor. Diese Trends gelten als Megatrends unserer Zeit und werden

nicht nur in Deutschland sondern weltweit lang andauern und nachhaltigen Einfluss auf Wirtschaft, Politik und Gesellschaft

ausüben. Rohstoffe werden zunehmend teurer. Ein wesentlicher Treiber für ein gesteigertes Interesse an energieeffizienten

Technologien ist die sprunghafte Entwicklung der Energiepreise.45 Trotz der immer größer werdenden Stromerzeugung, hat

sich beispielsweise seit dem Jahr 2000 der Bruttostrompreis konstant erhöht - von 13,94 Euro auf 25,89 Euro. Auch eine

Ressourcenknappheit hat nachhaltigen Einfluss auf zukünftige Entwicklungen.46 Fossile Brennstoffe, Nahrungsmittel und

Wasser werden zunehmend knapper, da die Weltbevölkerung wächst und der Pro-Kopf-Verbrauch in den Industrie- und

Schwellenländern weiter steigt.47 Energie- und rohstoffoptimierte Technologien sind daher eine unabdingbare Voraussetzung,

um den Anforderungen und Herausforderungen dieser langfristigen und dauerhaften Entwicklungen effektiv begegnen zu

können.

41

Deutsches Cleantech Institut (2011) 42



Deutsches Cleantech Institut (2010b) 45



Roland Berger (2013)


19

Abbildung 4: Entwicklung des Bruttostrompreises (in Euro)

Quelle: Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (2013)

13,94 14,32

16,1117,19

17,9618,66

19,4620,64

21,65

23,2123,69

25,2325,89

0

5

10

15

20

25

30

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Strompreis Brutto


20

5. Energie

5.1. SOLAR

Aktuelle Marktstruktur und -treiber 5.1.1.

Für die Nutzung der Sonnenenergie gibt es mehrere Anwendungen. Im Allgemeinen wird zwischen Photovoltaik und

Solarthermie unterschieden.48 Photovoltaik- und Solarthermie-Lösungen können grundsätzlich im Gewerbe, der

Landwirtschaft und im privaten Bereich Anwendung finden.49 Im Bereich der Solarenergie gilt Deutschland als Vorreiter,

insbesondere vor dem Hintergrund des Atomausstiegs und der damit einhergehenden Energiewende. Aktuell gibt es in

Deutschland rund 10.000 Solarunternehmen mit circa 120.000 Beschäftigten.50 Die Basis der solaren Erfolgsgeschichte bildet

vor allem das Privatkundensegment. Typische Photovoltaiksysteme im Privatkundensegment erbringen eine Leistung von bis

zu 10 KW. Allein im Bereich der Ein- und Zweifamilienhäusern ergibt sich in Deutschland ein Gesamtpotenzial von mindestens

42 GW Leistung, die auf privaten Dachflächen installiert werden könnte.51 Nach Jahren des Booms hat die Nachfrage nach Produkten der Solarenergie in Deutschland 2013 stark nachgelassen. Es

werden deutlich weniger Solaranlagen verbaut, was die Hersteller von Solarmodulen vor weitreichende Probleme stellt. Hinzu

kommen globale Überkapazitäten in der Produktion und ein damit verbundener Preiskampf der Hersteller, den deutsche

Unternehmen im Vergleich zu günstigeren Anbietern aus dem Ausland nur schwer bestehen können. Viele Unternehmen aus

der Branche mussten daher Konkurs anmelden. Experten aber rechnen zum Ende des Jahres 2013 wieder mit neuem Bedarf

an Solarmodulen, um die weltweit steigende Nachfrage nach Solarenergie zu erfüllen.52 Als Grund für die abgeschwächte

Nachfrage in Deutschland wird vor allem die Reduzierung der Solarförderung in Deutschland im Jahr 2012 angeführt.53

Prinzipiell besteht bei der Nutzung von Photovoltaik in Deutschland ein Gefälle von Süden nach Norden. Im Süden werden

relativ viele, im Norden hingegen weniger Anlagen verbaut. Bayern liegt mit einer installierten Leistung von 7.920 MW klar vor

Baden-Württemberg (3.579 MW). Es folgen Nordrhein-Westfalen (2.607 MW) und Niedersachsen (2.062 MW).54 Betrachtet

man die neu installierte Leistung von Photovoltaikanlagen in der Bundesrepublik Deutschland im Jahr 2012, so hat Bayern mit

1.513 MW den größten Anteil, gefolgt von Brandenburg mit 971 MW und Nordrhein-Westfalen mit 796 MW. Am wenigsten

neue Leistung wurde mit 8 MW in Bremen und Hamburg installiert.55 Seit 2008 ist die durchschnittliche Größe von

Photovoltaikanlagen gestiegen. Die durchschnittliche Größe neu installierter Photovoltaikanlagen in Deutschland lag im Jahr

2011 bei 44 KW. Die größten Anlagen wurden mit 232,6 KW in Brandenburg installiert, gefolgt von Mecklenburg Vorpommern

mit 193 KW und Sachsen Anhalt mit 153 KW.

Auch bei der Solarthermie ist das Bundesland Bayern an der Spitze des Ausbaus. Hier wurde im Jahr 2012 4.352 m2

Kollektorfläche installiert. Platz 2 nimmt Baden-Württemberg mit einer Fläche von rund 2.301 m2 ein, gefolgt von

Niedersachsen mit 1.279 m2. Bundesweit wurden im Jahr 2012 rund 1.150.000 m2 neue Fläche installiert. Die geografische

Lage einer Solaranlage hat Einfluss auf den Ertrag und somit indirekt auch auf die Rendite, denn von Nord nach Süd steigt die

mittlere jährliche Sonneneinstrahlung in KWh/m2 in Deutschland. Von West nach Ost sinkt sie dagegen. Allerdings liegen die

mittleren Strahlungswerte mit 900 kWh/m2 - 1200 kWh/m2 sehr eng beieinander. Deswegen hat die geografische Lage zwar

einen Einfluss, viel entscheidender ist aber, ob Gebäude oder Grundstück für ein solches System geeignet sind, eine optimale

Ausrichtung bzw. Neigungswinkel vorliegen oder Störobjekte zu einer Verschattung beitragen.56

Verschiedenste Faktoren beeinflussen den deutschen Markt mit seinen Anbietern und Kunden im Bereich der Solarenergie.

Das Gesetz für Erneuerbare Energien (EEG) fördert die Energieerzeugung aus umweltfreundlichen Energiequellen, darunter

fällt auch die Stromerzeugung mit Hilfe von Photovoltaikanlagen. Im Jahr 2012 wurde eine Novelle des EEG verabschiedet,

infolgedessen der Photovoltaik-Einspeisetarif um 30% gekürzt wurde. Zudem wird die Einspeisevergütung monatlich

48

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013d); Fraunhofer-Institut für Solare

Energiesysteme (2013a) 49

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (2013a) 50

PricewaterhouseCoopers (2011); Deutsches Cleantech Institut (2009a); Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2013a) 51

Deutsches Cleantech Institut (2009a) 52

Deutsche Welle (2013) 53

Magazin für Erneuerbare Energien (2013); Deutsche Welle (2013) 54

Stand 2011 aus BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2013) 55

BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012a) 56

Renwable Energy Concepts (2013); Statista (2013a)


21

angepasst. Hier ist eine konstante Absenkung um jeweils 1% vorgesehen. Des Weiteren wird die Vergütung zusätzlich

abgesenkt, wenn sich der Zubau oberhalb des im EEG festgelegten Korridors liegt. Dieser Zubau-Korridor liegt bei 2.500 bis

3.500 MW für das Gesamtjahr. Wird dieser Korridor unterschritten, so führt dies zu einer geringeren Absenkung bzw. zu einer

Beibehaltung der Einspeisetarife.57 Große Photovoltaikanlagen erhalten lediglich bis zu einer Obergrenze von 10 MW Leistung

eine Einspeisevergütung. Im Jahr 2009 ist das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) in Kraft getreten (siehe

auch Kapitel 6.1 Energieeffiziente Gebäude). Für Neubauten wird damit eine Nutzungspflicht für Erneuerbare Energien in der

Wärmeversorgung eingeführt. Genutzt werden kann auch Solarwärme, beispielsweise mittels eigener Solarkollektoren oder

durch den Bezug von Fernwärme in Kombination mit einer zentralen Solarwärmeanlage.58 Solarenergieanlagen auf bzw. an

Gebäuden oder als untergeordnete Nebenanlagen auf Freiflächen sind nach Bauordnungsrecht der Länder genehmigungsfrei.

Allerdings können sie planungsrechtlich und nach Ortsrecht einer Genehmigungspflicht unterliegen. Denkmalrechtlich sind

sie grundsätzlich genehmigungs-/erlaubnispflichtig, da immer eine Beeinträchtigung des Erscheinungsbildes und Eingriffe in

die Substanz eines Baudenkmals mit der Errichtung einer Solaranlage einhergehen.59 Der Großteil der deutschen Bevölkerung

ist prinzipiell für die Nutzung von Solarenergie. Bei einer Umfrage der europäischen Kommission aus dem Jahr 2011

antworteten 75% der Befragten auf die Frage: „Inwieweit sind Sie für oder gegen den Gebrauch von Solarenergie in

Deutschland?“ mit „voll und ganz dafür“. Das Ergebnis spiegelt die hohe Akzeptanz innerhalb der deutschen Bevölkerung für

die Solartechnologie wieder.60 Auf die Umwelt hat die Nutzung der Sonnenenergie einen positiven Einfluss, da zum Beispiel im

Jahr 2011 rund 21 Mio. Tonnen CO2 durch den Einsatz von Solartechnik eingespart werden konnten. Expertenschätzungen zur

Folge könnten im Jahr 2050 sogar bis zu 100 Mio. Tonnen eingespart werden.61

Potenzial / Marktgröße 5.1.2.

Im letzten Jahrzehnt wuchs die Anzahl an installierten Photovoltaikanlagen weltweit stark an. Im Zeitraum 2000 bis 2010

stieg die global installierte Kapazität von 1,4 GW auf rund 40 GW, dies entspricht einer jährlichen Wachstumsrate von circa

49%. Die Anzahl an weltweit installierten Solarthermieanlagen stieg im selben Zeitraum nahezu um das Fünffache. Dieses

Wachstum ist maßgeblich der Förderungspolitik von Ländern wie Deutschland, Spanien, Großbritannien, USA, China und

Japan zu verdanken. Im internationalen Vergleich ist der Anteil Deutschlands an global installierten Solaranlagen mit 44% (ca.

3 Mio. Anlagen) am höchsten, gefolgt von Spanien mit 10% und Italien mit 9%.62

Im Jahr 2012 lag der Photovoltaik-Anteil am deutschen Stromverbrauch zwischen 4% bis 5%, eine Erhöhung des Anteils auf

bis zu 10% im Jahr 2020 scheint möglich.63 Bis zum Jahr 2011 wurden in Deutschland Photovoltaikanlagen mit einer

Gesamtkapazität von insgesamt 24,8 GW installiert, durch die insgesamt 19,3 TWh Strom erzeugt wurden. Im Jahr 2011

kamen 7,5 GW neu installierte Leistung hinzu.64 Die Neuinstallationen aus dem Vorjahr, wurden 2012 mit 7,6 GW noch einmal

leicht übertroffen, so dass insgesamt 32,4 GW installiert sind und daraus 28 TWh Strom erzeugt werden kann. Insgesamt

bestehen in Deutschland circa 1,28 Mio. Anlagen.65 Konnten 2011 nur circa 13 Mio. Tonnen CO2 eingespart werden, waren es

2012 bereits 19,7 Mio. Tonnen. Die Photovoltaik-Unternehmen erwirtschafteten 2012 einen Gewinn von rund 13 Mrd. Euro

(inklusive Handwerk und Maschinenbau). Die Exportquote ist in den letzten Jahren enorm angestiegen. Lag sie 2004 noch bei

14%, war sie 2011 schon nahezu fünfmal so hoch und lag bei 60% und bis zum Jahr 2020 könnte sie schätzungsweise auf bis zu

80% steigen.66 2012 wurden im Verhältnis zu den rund 13 Mrd. Euro Umsatz, die in der deutschen Photovoltaikindustrie

erwirtschaftet wurden, rund 11,2 Mrd. in neue Photovoltaikanlagen investiert.67

Betrachtet man die Entwicklung der jährlich neu installierten Photovoltaik-Leistung in Deutschland im Zeitraum 2011 bis 2016

(vgl. folgende Abbildung), so zeigt sich der Solarboom 2011 und 2012 mit einem sehr hohen Zubau. Prognosen zufolge wird

dieser in 2013 deutlich zurückgehen und sich laut Bundesregierung bei ca. 4 GW zum Jahresende einpendeln. Dies liegt vor

allem an der Novellierung des EEG, welche unter 5.1.1 bereits thematisiert wurde. In den folgenden Jahren ist davon

auszugehen, dass sich der jährliche Zubau analog des im EEG festgehaltenen Korridors (2,5 bis 3,5 GW) etwa bei 3 GW

bewegen wird. Den Rückgang spüren die Unternehmen der Solarbranche sehr deutlich. Eine Konsolidierungstendenz im

Markt ist bereits zu erkennen. So fiel die Anzahl an Solarunternehmen von circa 15.000 Unternehmen im Jahr 2011 auf rund

57

Bundesregierung (2013) 58

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013j) 59

Vereinigung der Landesdenkmalpfleger in der Bundesrepublik Deutschland (2010) 60

Statista (2013b) 61

BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2013) 62

Renewable and Sustainable Energy Reviews (2012) 63

BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012a); Solar Praxis AG und BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012) 64

BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012b) 65

BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2013) 66

BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012b) ; Solarpraxis AG und BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2013) 67

Germany Trade & Invest (2013b)


22

10.000 Unternehmen im Jahr 2012. Die Anzahl der Beschäftigten sank analog von 148.000 im Jahr 2011 auf 120.000 im Jahr

2012.

Abbildung 5: Neuinstallierte Photovoltaik -Leistung

Quelle : EPIA - European Photovoltaic Industry Association (2012); Bundesregierung (2013)

Der Anteil der Solarwärme am Wärmebedarf deutscher Haushalte liegt bei weniger als 1% im Jahr 2012. Im Zeitraum 2030 -

2050 ist eine Steigerung auf 8% - 30% denkbar.68 Bis Ende des Jahres 2012 wurden in Deutschland insgesamt 16,5 Mio. m²

Kollektorfläche für Solarthermie installiert, was eine Solarwärmeleistung von 11,8 GW entspricht. Im Jahr 2011 wurde eine

Leistung von 890 MW (1,27 Mio. m² Kollektorfläche) neu gebaut und 2012 gingen die Neuinstallationen mit insgesamt 805

MW (1,1 Mio. m² Kollektorfläche) nur geringfügig zurück. Mit Hilfe dieser Anlagen konnten 2012 ca. 1 Mio. Tonnen CO2

eingespart werden.

Der Solarthermie wird in Deutschland weiteres Wachstumspotenzial vorhergesagt. Lag der erwirtschaftete Inlandumsatz 2012

bei rund 1 Mrd. Euro, so könnte er bis 2020 auf bis zu 2,3 Mrd. steigen und bis 2030 sogar auf 3,1 Mrd. Euro. Der Anteil der

Solarwärme am Wärmebedarf lag 2012 bei nur 1%, könnte bis zum Jahr 2030 aber auf 8% steigen.69 Entgegen dem Trend der

sinkenden Nachfrage nach Photovoltaik, rechnet der Bundesverband der Solarwirtschaft mit einem weiteren Anstieg der

jährlich installierten Solarthermie-Kapazität bis zum Jahr 2016.

68

BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012a); Solar Praxis AG und BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012) 69

BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012c)

7,47,6

4,0

3,0 3,0 3,0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2011 2012 2013 2014 2015 2016

Neuinstallierte PV-Leistung in GW


23

Abbildung 6: Installierte kumulierte Solarthermie-Leistung in GW

Quelle : BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (2012b)

Wettbewerbsumfeld 5.1.3.

Photovoltaik befindet sich aktuell in der Konsolidierungsphase innerhalb des Marktlebenszyklus. Die Konkurrenz durch völlig

neue Wettbewerber ist moderat, da Neugründungsraten niedrig bis mittel stagnierend sind. Anders sieht es bei der

Solarthermie aus, denn diese ist noch weit weniger etabliert und bewegt sich momentan in der Etablierungs-/

Wachstumsphase. Die Konkurrenz durch Neugründungen ist mit einer mittleren bis großen Neugründungsrate erhöht. Die

Meinungen zur Wettbewerbssituation innerhalb der deutschen Solarbranche gehen auseinander. In der Vergangenheit boomte

die Branche enorm, die Solarindustrie galt als Zukunftsbranche Deutschlands. Unternehmen standen für Innovation und

Fortschritt bei der Energiewende.70 Nach Meinung einiger Experten ist die beispiellose Erfolgsgeschichte der deutschen

Solarindustrie im Jahr 2013 beendet, so scheint es zumindest, denn eine Pleitewelle nach der anderen erschütterte in den

letzten Jahren die Branche. Große und namhafte deutsche Unternehmen gibt es immer weniger.71 Nach dem Unternehmen Q-

Cells, meldete nun auch Conergy, das einstige Aushängeschild der deutschen Solarbranche, Insolvenz an. Experten gehen

davon aus, dass viele weitere deutsche Solar- und Modulhersteller vor dem Aus stehen und nur wenige auf dem Markt

verbleiben werden. Gerade die Konkurrenz durch chinesische Modulhersteller nimmt stark zu. Der Weltmarktanteil

Deutschlands an der globalen Solarzellenproduktion ist von 2007 bis 2011 von 20% auf unter 7% gesunken. Chinas Marktanteil

ist im gleichen Zeitraum von 15% auf mehr als 57% gestiegen. Unter den 25 größten Modulherstellern der Welt befanden sich

im Jahr 2011 13 chinesische Unternehmen, aber nur noch vier aus Deutschland: darunter Bosch Solar mit massiven

finanziellen Problemen, der heute insolvente Anbieter Q-Cells, Schott und Solarworld.

Die chinesischen Modulhersteller zeichnen sich vor allem durch enorme Kosten- und Effizienzvorteile aus. Während

europäische Unternehmen pro Wattpeak 1,02 Euro aufwenden, liegen die Kosten bei effizienten Herstellern aus China bei 57

Cent. Die Personalkosten alleine verhelfen Chinesischen Herstellern zu einem Vorteil von 23 Cent pro Watt, auch weil sie die

Herstellung optimiert haben. Weitere 11 Cent können sie beim Material einsparen. Zusätzlich sind die Abschreibungen auf die

Anlagen und der Strom günstiger.72 Das Ergebnis dieser internationalen Marktdynamik ist ein weltweiter starker Preisverfall

bei Solarmodulen. Deutsche Unternehmen antworten auf die Herausforderungen, indem sie sich zu Systemanbietern wandeln

und den technologischen Fortschritt vorantreiben. Einige Pioniere aus der Photovoltaik beispielsweise ziehen sich aus der

70

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013d) 71

Expertengespräch 72

Landesbank Baden-Württemberg (2009)

10,7

11,8

13,2

14,8

16,6

18,4

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

2011 2012 2013 2014 2015 2016

Installierte Solarthermie-Leistung in GW


24

Fertigung zurück oder geben ihre Werke in Deutschland auf. Tabelle 1 zeigt fünf wichtige Key Player auf dem Weltmarkt für

Solarenergie. Tabelle 3: Key Player Solar

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

First Solar Inc. 2.568 5.600

Trina Solar Ltd. 1.561 15.000

SMA Solar Technology AG 1.463 5.584

GT SOLAR International Inc. 412 622

Suntech Power Holdings Co. Ltd. 221 20.200

Quelle: Hoppenstedt 2013

Doch nicht in allen Bereichen ist die Konkurrenzfähigkeit der deutschen Solarwirtschaft verloren gegangen. Die Projektierer

und die Anbieter von Komplettpaketen und Energiemanagement-Systemen sind auf dem Vormarsch.73 Bei der Entwicklung

von Batteriespeichern hat Deutschland weltweit ebenfalls eine führende Rolle. Auf dem Wandel im Markt müssen sich die

Solarfirmen in Deutschland mit neuen Geschäftsmodellen, neuen Produkten und neuen Serviceangeboten einstellen. Experten

erwarten einen Solarboom in Schwellenländern. Die Kilowattstunde Solarstrom kann in sonnenreichen Ländern auch ohne

Subventionen für weniger als 10 Cent erzeugt werden. Das macht die Nutzung von Sonnenenergie in Zeiten steigender

Energiepreise wirtschaftlich interessant. Auf dem Weltmarkt existiert eine zunehmende Nachfrage für dezentrale

Energiesysteme, um beispielsweise energieintensive Generatoren zu ersetzen. Auch in Europa gäbe es hierfür Bedarf,

beispielsweise zur Stromversorgung von Inseln im Mittelmeer. Die Kompetenz, die deutsche Firmen bei der Realisierung von

Großprojekten erworben haben, wird auch auf den internationalen Märkten in Zukunft gefragt sein.

Entwicklungstrends 5.1.4.

Diese Marktdynamik der Solarenergie erlaubt völlig neue Geschäftsmodelle, die zum Teil bereits sichtbar werden.

Unternehmen haben in diesem innovativen Umfeld die Möglichkeit, neue Industriestandards zu definieren und im realen

Umfeld zu testen. Die Investitionsmöglichkeiten reichen von nachgelagerten Dienstleistungen wie zum Beispiel Stromhandel,

Anlagenbetrieb und -finanzierung über Technologien und Systeme für die Energiespeicherung, Smart Grids und

Hausautomatisierung.74

Durch die Novellierung des EEG wurde der Zubau neuer Solarenergie deutlich verlangsamt. Gegenwärtig werden ca. 300 bis

350 MW an neuer Photovoltaik-Leistung pro Monat zugebaut, was einen Rückgang von 40% - 50% gegenüber den

vorangegangenen Jahren bedeutet. Die Förderung von Neuanlagen läuft vollständig aus, wenn eine Gesamtkapazität von 52

GW erreicht ist. Es wird davon ausgegangen, dass die Photovoltaik ab dem Jahr 2017/2018 ohne Einspeisevergütung

auskommt. Die Reform der Förderung bringt zudem schon jetzt strukturelle Veränderungen mit sich. So dienen neue

Photovoltaikanlagen in erster Linie nicht mehr der Einspeisung von Strom ins öffentliche Netz, sondern häufig zum

Eigenverbrauch des erzeugten Stroms. Insbesondere mittelständische Unternehmen und Eigenheimbesitzer nutzen den

Eigenverbrauch.75 Ein weiterer sehr entscheidender Entwicklungsschritt im Feld der Solarenergie ist die Energiespeicherung.

Solarspeicher entlasten das Stromnetz und erhöhen den Eigenverbrauch. Einer Umfrage des Bundesverbandes für

Solarwirtschaft zufolge zeigt jeder zweite Käufer einer Photovoltaikanlage und jeder dritte Anlagenbetreiber Interesse an

einem Energiespeicher. Das Interesse dürfte weiter steigen, denn seit Mai 2013 fördert die staatliche KfW Bankengruppe den

Einsatz stationärer Batteriespeichersysteme für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen mit günstigen Darlehen und

Tilgungszuschüssen.76

73


Germany Trade & Invest (2013b) 75


Sonne, Wind und Wärme: Branchenmagazin für Erneuerbare Energien (2013)


25

Ziel der technologischen Entwicklung ist es, mit Innovationen die Kosten der Solarenergie zu senken. Dazu gilt es den

Wirkungsgrad der Solaranlagen weiter zu erhöhen und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken. Daneben soll die

Zuverlässigkeit der Anlagen verbessert und deren Lebensdauer verlängert werden. Konsequente Forschung und Entwicklung

sind eine der Voraussetzungen für innovative Technik. Mit Fördermaßnahmen im Bereich der Solarenergie will das

Bundesministerium für Bildung und Forschung den Weg für die Entwicklung von Technologien der nächsten Generation zur

Solarenergienutzung bereiten. Die Förderung grundlegender Forschung soll die industriegeführte Verbundforschung ergänzen

und damit eine längerfristige Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie unterstützen. Dies ist jedoch nur mit Hilfe

erheblicher grundlegender Anstrengungen zu erreichen. Der Förderschwerpunkt Solarenergienutzung ist Bestandteil des

Förderkonzepts Grundlagenforschung 2020 und deckt zahlreiche Themen ab. Zu den Fördermaßnahmen gehören unter

anderem die Innovationsallianz Photovoltaik, der Spitzenclusterwettbewerb Solarvalley Mitteldeutschland oder die

Solarenergietechnik der nächsten Generation. Gefördert werden beispielsweise die Stromerzeugung mit hoch innovativen

Dünnschichtsolarzellen, die solare Wasserstofferzeugung in verschiedenen Systemen und organische Photovoltaik.77

Spezifische Besonderheiten 5.1.5.

Die Solarenergie ist bereits eine sehr bedeutende erneuerbare Energiequelle im Elektrizitäts- und Wärmebereich. Deutschland

hat innerhalb der europäischen Union den größten Markt für Photovoltaik und solarthermische Anlagen. Der Zugang zu

anderen europäischen Märkten ist aufgrund der zentralen und ausgereiften Infrastruktur vielversprechend. Durch die Vielfalt

der deutschen Industrie bestehen zahlreiche Kooperationsmöglichkeiten mit Forschungsinstituten, Projektentwicklern und

Energieversorgern. Diese müssen intensiv genutzt werden, um dem starkem Wettbewerb aus Asien entgegenzuwirken. Einige

Experten gehen davon aus, dass der Wettbewerb in der Solarindustrie über die Forschung entschieden wird und es so einen

neuen Technologie- und Effizienzsprung geben wird.78 Die laufende Optimierung der Fertigungstechnologien und -prozesse

wird durch die enge Zusammenarbeit mit renommierten F&E-Instituten, Universitäten sowie führenden Materialzulieferern

und Maschinenbauern ermöglicht. Unternehmen und Dienstleister im Bereich Downstream, wie Systemintegratoren und

Projektentwickler, haben Zugriff auf das gesammelte Fachwissen des weltweit größten Pools an Spezialisten in diesem Bereich.

Sie profitieren von einer einzigartigen Photovoltaik- und Solarthermie-Infrastruktur mit erfahrenen Installateuren, Banken,

die attraktive Finanzierungsmodelle anbieten, sowie regionalen Behörden, die den schnellen und problemlosen Zugriff auf das

Netz sicherstellen. Der Aufbau von Produktions- und Dienstleistungsstätten wird sowohl von der Bundesregierung als auch

von den Landesregierungen und der EU mit bis zu 50% der Investitionskosten (je nach Standort, Unternehmensgröße und

Investitionsvolumen) bezuschusst.79

Bei steigenden Energiepreisen und der Entwicklung innovativer Solarheizungen ist künftig ein verstärkter Ausbau von

Solarwärmetechnik zu erwarten. Nach Schätzungen des Deutschen Bundesverbandes für Solarenergie werden solarthermische

Anlagen bis zum Jahr 2030 einen Anteil von 30% des deutschen Wärmeverbrauchs decken. Speziell in wärmeren Ländern ist

die solargestützte Kühlung eine zukunftsweisende Technologie, um langfristig den Stromverbrauch und die Kosten für

Klimatisierung zu senken. Neben der solaren Kühlung birgt die Bereitstellung von solarer Prozesswärme für Industrie und

Gewerbe großes Potenzial, da diese als Abwärme bei Klimatisierungsprozessen entsteht und weiterverwendet werden kann.

Zukünftig soll die Versorgung mit Prozesswärme konsequent und kostengünstig, vor allem im industriellen Bereich, umgesetzt

werden (vgl. Heiz-Lüftungs- und Klimatisierungssysteme).

Deutschland ist im Photovoltaik-Bereich weltweit Marktführer und beheimatet die größten Hersteller von Photovoltaik-

Systemtechnik. Die starke Marktnachfrage in Kombination mit hoch qualifizierten Arbeitskräften, der diversifizierten

Industrielandschaft und der starken politischen Unterstützung für erneuerbare Energien macht Deutschland zu einem idealen

Investitionsstandort.80

Solarmodule werden immer häufiger als Gestaltungselemente von Gebäuden verwendet. Am Markt gibt es zahlreiche

individuelle Möglichkeiten Photovoltaikanlagen nach optischen Vorgaben zu verbauen. Auch flexible Solarzellen, die sowohl in

kristalliner Form, als auch als Dünnzellen verfügbar sind, eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten. Bereits heute sind flexible

Dünnschichtmodule verfügbar, die in Kombination mit Dachfolien auf Hausdächern oder auf Fahrzeugdächern und Booten

angebracht werden können. Erforscht werden zudem noch wesentlich weitreichendere Anwendungen, wie die Verwendung

von Solarzellen auf Kleidung oder Zeltplanen. Photovoltaik in Verbindung mit weiteren Technologien ermöglicht an vielen

Orten eine dezentrale, sichere und kostengünstige Stromversorgung. Infolgedessen nimmt die Abhängigkeit von fossilen

Brennstoffen ab.81

77

Bundesministerium für Bildung und Forschung (2011a) 78

Wirtschaftswoche (2013b) 79



Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013b); Intersolar Europe (2013)


26

5.2. WIND


Bei der Gewinnung von Strom spielt die Windenergie gerade im Hinblick auf die erneuerbaren Energien eine entscheidende

Rolle in Deutschland. Wurde die Windenergie früher vor allem in mechanische Energie umgewandelt, wird heute daraus

überwiegend elektrische Energie gewonnen. Ganzheitlich betrachtet hatte die Windenergie mit 34% im Jahr 2012 den größten

Anteil am Strommix der erneuerbaren Energien. Die Gesamtkapazität deutscher Windenergieanlagen beträgt etwa 31.156

MW.82 Davon machen 1.442,51 MW Repowering, 280,30 MW Offshore Windenergie und 626,77 MW Abbau aus.83 Aktuell sind

ca. 100.000 Menschen in der Windenergiebranche beschäftigt. Die Windenergie nimmt damit eine Schlüsselrolle in der

künftigen Energieerzeugung ein, um die Energiewende nach dem Ausstieg aus der Atomenergie konsequent fortzusetzen.

Die Windenergieanlagen (WEA) zur Stromerzeugung lassen sich grundsätzlich in Onshore und Offshore unterteilen. Bei

Onshore-WEA handelt es sich um Anlagen im Binnenland, Offshore-Anlagen dagegen stehen nicht auf dem Festland, sondern

im Wasser vor der Küste (engl.: offshore = vor der Küste gelegen). In Deutschland tragen die Offshore-Anlagen aktuell nur

0,9% zur gesamten Windleistung bei. Die größte Herausforderung in diesem Bereich stellt der Anschluss der Offshore-Anlagen

an das deutsche Stromnetz dar. Trotz des eher geringen Anteils an der Gesamtleistung, nehmen die Offshore-Windparks

aufgrund der besseren Windbedingungen auf See und der effizienteren Technologien eine wichtige Rolle im Ausbau der

Windenergie in Deutschland ein. Der Onshore-Bereich dagegen ist in Deutschland bereits gut ausgebaut. Hier ist das

Repowering, das Ersetzen alter Anlagen durch neuere mit höherem Wirkungsgrad, der Haupttreiber des Segments. So können

vorhandene Standorte effizienter genutzt werden.84 Es ist davon auszugehen, dass der Neubau von Onshore-Anlagen in

Zukunft weiter zurückgehen, der Offshore-Bereich aber deutlich steigen wird. Aufgrund der noch relativ jungen Technologie

wird das Offshore-Repowering erst ab 2020 an Relevanz gewinnen.85 Das Bundesumweltministerium hat zur Erprobung der

Offshore-Technologien eine Forschungsinitiative gestartet und unterstützt diese mit 50 Mio. Euro.86

Onshore-WEA finden sich vor allem in Küstennähe, in der norddeutschen Tiefebene und in den Mittelgebirgen. Dieser

Schwerpunkt auf den Norden hängt vor allem mit dem Stromeinspeisungsgesetz zusammen. Dies sah zwischen 1991 bis 2002

eine Windstromvergütung von 0,08 bis 0,09 Euro/kWh vor. So konnten Standorte mit guten Windverhältnissen bereits sehr

früh eine wirtschaftlich rentable Nutzung erzielen. Mitte der 90er Jahre erlebten die Küstenregionen einen WEA-Boom,

während der Süden Deutschlands dagegen lange Zeit unerschlossen blieb. Doch mit der Zunahme der Höhe und Rotorfläche

moderner Windenergieanlagen steigt auch die Attraktivität vermeintlich windschwacher Standorte. Denn in über 100 Metern

Höhe ist auch fernab der Küsten eine beachtliche Windenergieerzeugung möglich. Die Offshore-Anlagen verteilen sich zu ca.

82% auf die Nordsee und zu 18% auf die Ostsee.87 Betrachtet man die Gesamtleistung aller Windenergieanlagen in

Deutschland auf Bundeslandebene, so wurde im Gesamtjahr 2012 in den nördlichen Bundesländern die größte Zubau-Leistung

erreicht. Niedersachsen mit rund 15% und Schleswig-Holstein mit rund 14% liegen auf Rang 1 und 2, gefolgt von Mecklenburg-

Vorpommern mit rund 13%. Gemeinsam stellen damit die nördlichen Bundesländer über 40% der neu installierten Leistung.88

Die Akzeptanz und Nachfrage nach Windenergie ist in der Bevölkerung weitgehend positiv. Insgesamt zwei Drittel der

Bundesbürger sprechen sich für den Ausbau von Windenergie aus. Die Errichtung von Windkraftanlagen vor den Küsten

Deutschlands erachten 71% als positiv. Das sogenannte NIMBY-Phänomen (engl.: Not In My Back Yard) ist bei erneuerbaren

Energieanlagen geringer ausgeprägt als bei konventionellen Kraftwerken. Besonders hoch ist die Akzeptanz von

Windkraftanlagen bei Personen, die direkt am Gewinn durch die Stromproduktion durch sogenannte Bürgerwindparks

beteiligt sind. Dennoch gibt es an einzelnen Standorten Ablehnung der Bevölkerung gegen die Errichtung von

Windkraftanlagen. Gerade in dichtbesiedelten Gebieten in Deutschland können große Anlagen zur umweltfreundlichen

Energiegewinnung oft nur gegen massive Widerstände von Anwohnern und Naturschützern errichtet werden. Die Ursachen

sind vielfältig, beinhalten aber beispielsweise steigende Strompreise, Lärmbelästigung und umweltpolitische Aspekte. Für den

zukünftigen Ausbau von Windkraftanlagen stellt das Erreichen einer hohen Akzeptanz vor Ort eine der entscheidenden

Herausforderungen dar. Bürgerbeteiligung spielt hierbei eine zentrale Rolle, denn das Einbinden der ortsansässigen

82

Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES (2013b) 83

Deutsche WindGuard GmbH (2012) 84

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013d) ; Deutsches CleanTech Institut (2009b); Deutsche WindGuard GmbH (2012) 85

Deutsches CleanTech Institut (2009b) 86


Bundesverband Windenergie e.V. (2012b) 88

Bundesverband Windenergie e.V. (2012c)


27

Bevölkerung in einer frühen Phase der Planung sichert den Projekten eine breite Unterstützung und hilft Vorurteile

abzubauen. Ein spezifisches Problem deutscher Windenergieanlagen besteht darin, dass sie ein Hindernis für Zugvögel

darstellen. Die Anlagen, insbesondere im Offshore-Bereich, befinden sich inmitten ihrer Flugrouten. Dabei wirken sich

Bauhöhe, nächtliche Befeuerung und die Breite des Windparks, insbesondere bei Offshore-Anlagen, negativ auf die Fauna aus.

Umweltschutzverbände stehen den Offshore-Windenergieanlagen daher kritisch gegenüber. 89

Trotz allem ist auf dem deutschen Markt eine sinkende Anzahl an Aufträgen für Anbieter auf allen Wertschöpfungsstufen zu

erwarten. Die Ursachen hierfür liegen in Überkapazität und im enormen Preisdruck. Anbieter reagieren auf diese Umstände

mit Übernahmen und Fusionen, um weiteres Wachstum zu erzielen und ihre Marktstellung zu halten bzw. auszubauen. Durch

diese Entwicklung nimmt die Zahl der Anbieter auf dem Markt ab, die bestehenden Unternehmen werden aber größer. Der

Markt wird somit durch eine geringe Anzahl an großen Anbietern dominiert, welche untereinander stark konkurrieren. Zudem

verstärken Anbieter aus asiatischen Ländern wie China den Preisdruck. Doch gerade im Ausland steigt die Nachfrage nach

Technik im Bereich der erneuerbaren Energien aus Deutschland. So beträgt die Exportquote von Herstellern und Zulieferern

deutscher Windtechnologie bereits über 80%.

Die aktuell größte Herausforderung im Rahmen der Windenergie stellt der Ausbau des deutschen Stromnetzes dar. Das Netz

hält nicht mit dem Wachstum der erneuerbaren Energien stand. Wie bereits beschrieben, findet die Stromerzeugung mit Hilfe

der Windkraft überwiegend im Norden Deutschlands statt. Viele große Industriegebiete und Ballungszentren, die einen hohen

Strombedarf haben, liegen allerdings im Süden und Westen. Hier müssen große Energiemengen über eine lange Entfernung zu

den Verbrauchern transportiert werden. Dies führt dazu, dass immer wieder Windräder in Norddeutschland temporär

abgeschaltet werden müssen, da nicht ausreichend Leitungen existieren, die den Strom in den Süden leiten. Um die

Netzstabilität und Versorgungssicherheit zu gewährleisten, ist der Ausbau bzw. die Modernisierung der Netze notwendig.90

Nach Schätzungen der Deutschen Energie-Agentur sind rund 4.500 Kilometer an Höchstspannungsleitungen nötig, um den

Windstrom aus dem Norden der Republik in den Süden zu transportieren. Der Netzentwicklungsplan sieht den Bau von 3.000

Kilometer neuer Hochspannungsleitungen vor, wobei allein 2.100 Kilometer auf vier große Trassen entfallen, die Windstrom

von der Küste in die Mitte und in den Süden Deutschlands leiten sollen.


Obwohl der Weltmarkt für Neuinstallationen 2013 erstmals zurückgehen soll, schätzt der VDMA-Fachverband Power Systems

den deutschen Windmarkt trotz politischer Unsicherheiten positiv ein. In vielen Bundesländern werden neue Flächen

ausgewiesen. Vor allem im Schwachwindbereich besteht großes Nachfragepotenzial. Die folgende Abbildung zeigt, wie sich die

gesamt installierte Windleistung seit 1997 entwickelt hat. Das Stromeinspeisungsgesetz, als Vorläufer des Erneuerbare-

Energien-Gesetzes (EEG) verpflichtete Energieversorgungsunternehmen schon früh zur Abnahme von Strom, der aus

erneuerbaren Energien erzeugt wurde und sicherte Erzeugern Mindestvergütungen zu, was die Entwicklung nachhaltig

gefördert hat.

89

Sachverständigenrat für Umweltfragen (2011); Agentur für Erneuerbare Energien (2012a) 90

50Hertz Transmission GmbH; Amprion GmbH; TenneT TSO GmbH; TransnetBW GmbH (2013)


28

Abbildung 7: Installierte Nennleistung Windenergie

Quelle: Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES (2013a)

Im Jahr 2012 betrug der Zuwachs 2.332 MW und führte zu einem Ausbau des Windenergieanlagenbestands auf 31.156 MW.91

Mit 0,9% tragen Offshore-WEA zu einem geringen, aber seit 2004 wachsenden Anteil zur Windleistung bei. 2012 wurden

zahlreiche Vorbereitungen zur Errichtung von Offshore-Windparks in der Nord- und Ostsee getroffen. Im Windpark BARD

Offshore 1 gingen 16 weitere WEA ans Netz. Der Anteil der Offshore-Anlagen an der 2012 installierten Kapazität macht in etwa

3,3% (80 MW) aus.92 Obige Abbildung veranschaulicht, wie stark der jährliche Leistungszubau nach Inkrafttreten des

Stromeinspeisungsgesetzes 1991 zugenommen hat. Während die zusätzlich installierte Leistung bis 1998 im dreistelligen MW-

Bereich lag, erreichte sie 2002 mit über 3.100 MW an Land installierter Leistung ihren Höhepunkt. Die hohen Zubau Raten in

2002 können als zeitverzögerte positive Reaktion auf das im April 2000 in Kraft getretene EEG interpretiert werden. In den

letzten sechs Jahren pendelte sich die jährliche Nettoneuinstallation zwischen 1.500 MW und 2.000 MW ein. Insgesamt

existieren 2013 rund 23.238 Windenergieanlagen, im Vergleich dazu gab es 2012 23.043. Die Anzahl der WEA hat sich seit

1997 nahezu verfünffacht (vgl. folgende Abbildung).93

91


Deutsche WindGuard (2012) 93

Deutsches Cleantech Institut (2009b); Deutsche WindGuard (2012); Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES(2012b)

2,02,8

4,4

6,1

8,7

11,9

14,5

16,5

18,3

20,5

22,1

23,6

25,426,8

28,8

31,2

0

5

10

15

20

25

30

35

InstallierteNennleistungin GW


29

Abbildung 8: Anzahl WEA in Deutschland

Quelle: Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES (2013a)

Die neuen WEA wurden im Jahr 2012 zu etwa 42% an Standorten in der norddeutschen Tiefebene, zu rund 38% im

Mittelgebirge und zu 20% an Küstenstandorten gebaut. An Küstenstandorten wurden 185 Anlagen mit einer Leistung von 466

MW zugebaut. Damit stieg der Anteil hier um 4%. In der Norddeutschen Tiefebene sinkt der Anteil der zugebauten Anlagen im

Vergleich zu 2011 um zwei Prozentpunkte auf 42%. Der Zubau der installierten Nennleistung beträgt hier 877 MW. Nachdem

der Anteil der Kategorie Mittelgebirge im Jahr 2011 stark anstieg, ist er mit 349 Anlagen und einer Leistung von 868 MW im

Jahr 2012 nur leicht gestiegen. Während in der Vergangenheit an der Küste vergleichsweise leistungsstarke, in der

norddeutschen Tiefebene etwas leistungsschwächere und an Mittelgebirgsstandorten eher leistungsschwache

Windenergieanlagen installiert wurden, haben sich die im Jahr 2012 durchschnittlich installierten Anlagenleistungen

weitgehend angeglichen. Lediglich in der norddeutschen Tiefebene wurden Windenergieanlagen mit leicht

unterdurchschnittlichen Nennleistungen installiert.94

Seit 2010 ist ein stark steigender Anteil der 3-5 MW Anlagen zu erkennen. Nach zunächst 2% im Jahr 2010 machen WEA mit

einer Leistung von 3-5 MW im Jahr 2012 bereits 19% des Anlagenzubaus aus und reduzieren damit kontinuierlich den

weiterhin dominierenden Anteil der 2-3 MW Anlagen. Diese Kategorie macht etwa drei Viertel des Marktes aus. Anlagen der 2-

3-MWKlasse sind bereits seit etwa zehn Jahren am Markt erhältlich und werden auch zukünftig weiter eingesetzt. Nachdem

die ersten Anlagen mit Leistungen über 5 MW im Rahmen der Vorbereitungen für Offshore-Anlagen bereits ab 2002 in

geringem Umfang auf dem Land errichtet wurden, wuchs 2012 der Anteil dieser Großanlagen an der 2012 installierten

Nennleistung um 4%. Der in den vergangenen Jahren stetige Anstieg des Anteils an direkt angetriebenen Anlagen erreichte

2010 seinen Höchststand und fiel 2012 um fünf Prozentpunkte auf 59%, während der Anteil von Anlagen nach dem

klassischem Antriebskonzept mit variabler Drehzahl, Getriebe und schnelllaufendem Generator auf 41% anstieg. Bei direkt

angetriebenen Anlagen wird die Drehbewegung des Rotors ohne Getriebeübersetzung auf einen langsam laufenden Generator

übertragen. WEA nach dem drehzahlfesten dänischen Konzept wurden seit 2005 in Deutschland nicht mehr installiert. Derzeit

stehen in deutschen Gewässern 68 WEA mit 280 MW Leistung. Deutschland konzentriert sich bei der Realisierung der

Offshore Windenergie vor allem auf Windparks mit großen Küstenentfernungen. Die Projekte werden hauptsächlich in über 15

m Wassertiefe und über 10 km Küstenentfernung geplant, um die Meeresumwelt im Nationalpark Wattenmeer nicht zu

beeinträchtigen. Die geplanten Standorte für deutsche Offshore-Windparks unterscheiden sich diesbezüglich deutlich von den

Standorten der bereits realisierten internationalen Offshore-Projekte. Insgesamt wurden 32 Windparks in Deutschland bis

94

Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES (2013a)

5.070

6.084

7.751

9.246

11.270

13.530

15.180

16.305

17.323

18.417

19.199

19.982

20.88921.462

22.212

23.04323.283

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Anzahl WEA


30

Dezember 2012 genehmigt, 27 davon in der Nordsee und 5 in der Ostsee. Die deutschen Offshore-Anlagen stehen

durchschnittlich in einer Küstenentfernung von 66 km und einer Wassertiefe von ca. 31 m und damit im weltweiten Vergleich

am weitesten von der Küste entfernt.95

Die Windenergie an Land ist die treibende Kraft der Energiewende. In den letzten zwei Jahrzehnten hat sie sich aus der Nische

heraus zur heute führenden Erneuerbare-Energien-Technologie entwickelt. Eine Studie des Bundesverbandes Windenergie

e.V. besagt, dass in Deutschland auf Basis der Geodaten knapp 8% der Landesfläche außerhalb von Wäldern und

Schutzgebieten für die Windenergienutzung zur Verfügung stehen. Unter Einbeziehung von Wäldern und zusätzlichen

Schutzgebieten ergeben sich 12,3% bzw. 22,4% nutzbare Fläche. Bei Nutzung von 2% der Fläche jedes Bundeslandes ergeben

sich 198 GW installierbare Leistung. Das Flächenpotenzial ist in ganz Deutschland vorhanden und die Erträge liegen zwischen

1.600 und 4.996 Volllaststunden (Flächen mit geringeren Erträgen wurden ausgeschlossen), der Mittelwert beträgt 2.071

Volllaststunden. Daraus ergeben sich 390 TWh (potenzieller Energieertrag), das sind 65% des deutschen

Bruttostromverbrauchs von 603 TWh im Jahr 2010.96


Der deutsche Markt für Windenergieanlagen wird von einer überschaubaren Anzahl von Akteuren dominiert. Die größten im

Offshore-Bereich sind die Unternehmen Enercon, Vestas, REpower Systems, GE Energy und Nordex. Auch bei der installierten

Neuleistung von 2.415 MW im Jahr 2012 spiegelt sich dieses Wettbewerbsumfeld wider. Mit 54,3% hat Enercon den größten

Anteil. Mit deutlich geringeren Anteilen folgen die dänische Vestas (23,1%) und die deutsche REpower Systems (10,6%).

Dahinter stehen weit abgeschlagen kleinere Anbieter wie beispielsweise Bard, Nordex, e.n.o. energy und Vensys.97 Tabelle 4: Key Player Windenergie

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

Enercon 2.125 116.902

Vestas 789 1.061

REpower Systems 450 2.550

GE Energy 223 760

Nordex 35 80

Quelle: Hoppenstedt (2012 ) / Wirtschaftswoche (2013c)

Im relativ kleinen Markt der Offshore-Anlagen sind die Unternehmen BARD Engineering und Siemens führend. Diese

Unternehmen vereinen 76% der installierten Leistung und 81% der gebauten Anlagen auf sich. Dahinter folgen AREVA und

REpower Systems. Bis 2010 stellten diese beiden Anlagenhersteller mit je 6 Anlagen im Park alpha ventus über 80% der in

Deutschland installierten Offshore-Windleistung. Mittlerweile ist dieser Anteil auf 22% gesunken.98

Auf Seiten der Anbieter ist eine Zunahme des Wettbewerbsdrucks feststellbar. Der lange Zeit von deutschen Unternehmen

dominierte Markt ist verstärkt ausländischer Konkurrenz ausgesetzt. So ist neben der zunehmenden Aktivität der dänischen

Vestas, auch eine gesteigerte Aktivität ausländischer Investoren feststellbar. Im Jahr 2011 wurde REpower Systems, das

drittgrößte Unternehmen auf dem Markt, vom indischen Windanlagenbauer Suzlon vollständig übernommen.99

Die drohende Gefahr des Preisdumpings, wie sie die Photovoltaikbranche aktuell erlebt, ist unter Experten umstritten. So

vertritt der deutsche Bundesverband Windenergie die Auffassung, dass ein Preisdumping durch asiatische Hersteller aufgrund

der hohen Qualitäts- und Leistungsansprüche auf dem deutschen Markt unmöglich sei. Tatsächlich konnten bislang keine

nennenswerten Aktivitäten chinesischer Unternehmer auf dem Markt festgestellt werden. Dieser Auffassung widerspricht der

TÜV Rheinland. Dieser unterstreicht zwar den technologischen Rückstand der Chinesen, betont aber die bereits heute

vorhandene Wirtschaftlichkeit ihrer Produkte.100 Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik bestätigt

diese unterschiedlichen Sichtweisen des Marktes und geht in mittlerer Frist von einem Markteintritt durch chinesische

95


Bundesverband Windenergie e.V. (2012e) 97

Wirtschaftswoche (2013c) 98

Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES (2013b)

99 Bundesverband Windenergie e.V. (2012d); DEWI GmbH - Deutsches Windenergie Institut (2012); DEWI GmbH - Deutsches Windenergie Institut (2013)

100 Financial Times (2012)


31

Unternehmen aus. Das Institut schätzt dabei jedoch ein, dass die deutschen Unternehmen aufgrund des technologischen

Vorsprungs der Konkurrenz aus Asien gewachsen seien.101


Insgesamt kommt es in Deutschland zu einer Leistungssteigerung der neu installierten Onshore-Windenergieanlagen. Derzeit

erzeugen moderne Anlagen selbst im tiefen Binnenland 14 Mio. kWh Strom. Die deutschen Anlagenbauer sind auf dem Markt

führend. Sämtliche Windenergieanlagen mit einer Leistung von mehr als 5 MW kommen aus deutscher Produktion.

Verschiedene Hersteller entwickeln bereits die neueste Anlagengeneration mit etwa 10 MW Leistung. Da der norddeutsche

Raum weitgehend durch Windenergienutzung erschlossen ist, können, dank dieser modernen Windenergietechnik, auch

windärmere Regionen in Deutschland effizient genutzt werden. Aus diesem Grund werden allmählich auch süddeutsche

Gebiete zur Windenergienutzung erschlossen.102 Doch auch ein Trend zu Schwachwindanlagen ist erkennbar. Der Bau von

Windenergieanlagen in Deutschland beschränkt sich nicht auf bestimmte Anlagenmodelle. Es wird vielmehr das breit

gefächerte Modellspektrum genutzt, das auf dem Markt zur Verfügung steht. Ziel ist es, den jeweiligen Anforderungen des

Standorts gerecht zu werden.

Der Schlüssel für neue Entwicklungen ist eine gut vernetzte, lebendige und heterogene Forschungslandschaft in Deutschland.

Knapp 170 Institute an über 60 deutschen Hochschulen befassen sich mit der Windenergie. Daneben betreiben Hersteller und

Zulieferer etwa 50 Entwicklungsstandorte, an denen sie auf Knowhow von über 100 Forschungsinstituten und

Entwicklungsdienstleistern zählen können. In regionalen Clustern und Verbundforschungsprojekten ist die Branche bestens

vernetzt. Seit Januar 2009 bündelt das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) die

Windenergieforschung. Im IWES sind unter anderem die zwei Kompetenzzentren Rotorblatt und Maritime Strukturen und

Anlagen aufgegangen, in denen viele führende Unternehmen der Windenergiebranche mitwirken. Auch das Kasseler Institut

für Solare Energieversorgungstechnik (ISET), das auf die Netzintegration von Windenergie spezialisiert ist, ist nun ins IWES

integriert. Daneben hat das Institut Projektgruppen für Gründungs- und Tragwerkstrukturen sowie für Fluiddynamik an den

Universitäten Hannover und Oldenburg. Eingebettet ist das neue Spitzencluster zudem ins Fraunhofer-Netzwerk Windenergie,

an dem bundesweit acht Fraunhofer-Institute mitwirken. Durch diese Kooperationen und den Standort Bremerhaven ergeben

sich enge Kontakte zu bestehenden Forschungsnetzwerken wie For Wind der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen

oder FK-Wind, welches die Windenergie-Forschung koordiniert. Regionale Cluster haben sich in Schleswig-Holstein, in den

Großräumen Berlin, Stuttgart und Ruhrgebiet gebildet.

In Deutschland bleibt im Offshore-Bereich die optimistische Zielsetzung einer Leistung von 10 Gigawatt bis zum Jahre 2020

deutlich zurück. Zuletzt wurden mehrfach Projekte in der deutschen Nordsee gestoppt. Hauptgrund für diese Zurückhaltung

vieler Investoren ist vor allem die nur langsam vorankommende Anbindung der Windenergieanlagen auf See an das

bundesdeutsche Stromnetz, aber auch die Unsicherheit über die Perspektiven der Offshore-Windenergie in Deutschland.103

Diesem Verzug entgegenwirkend hat das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) im Januar

2012 die Seeanlagenverordnung novelliert. Ziel ist es, die Genehmigungsverfahren für Windparks zu beschleunigen. Statt der

Einholung mehrerer Genehmigungen genügt seither die Durchführung eines einzigen Planfeststellungsverfahrens zum Bau

von Windenergieanlagen. Zudem können das Bundesverkehrsministerium, das Bundesumweltministerium und das

Bundeswirtschaftsministerium gemeinsam eine Reihenfolge der Antragsbearbeitung festlegen. Die Anträge werden gemäß der

geplanten Terminierung der Netzanbindung, der Nähe zur Küste und der Anbindung zu Stromleitungen des jeweiligen

Offshore Windparks priorisiert. Die Genehmigungsverfahren bleiben in Deutschland allerdings weiterhin sehr komplex, zeit-

und kostenintensiv. Der Offshore-Zukunft stehen Windkraftanlagenhersteller eher verhalten entgegen. Bislang sind die Kosten

für den Bau und den Betrieb sowie technische Probleme und Risiken schwer absehbar. In Zukunft werden seitens der

Hersteller für die Planfeststellungsverfahren trotz des politischen Willens noch höhere Kosten als bisher erwartet.104

Zudem stellt die Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen nach wie vor auch technisch eine hohe Herausforderung dar.

Ein zentrales Thema ist hierbei die Verankerung der Anlagen im Boden. Bei dem bisherigen Verfahren, bei dem die Pfähle

zwischen 30 und 40 Meter tief in den Boden gerammt werden, entstehen starke Schallemissionen, die die maritime Tierwelt

teilweise erheblich schädigen. Deshalb ist es aus Naturschutzgründen unabdingbar, bei der Errichtung von Offshore-

Windenergieanlagen Schalldämmungsmaßnahmen zu ergreifen oder aber das Gründungsverfahren so zu modifizieren, dass

weniger Schall entsteht. Aus diesem Grund haben die Unternehmen Herrenknecht AG und Hochtief Solutions AG ein

innovatives Verfahren unter dem Namen Offshore Foundation Drilling – OFD® entwickelt. Bei diesem Verfahren werden die

101

Tagesschau (2013) 102

Energie innovativ (2012) 103

Bundestag (2013) 104

Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES (2013b); Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorschutz (2013d);

Deutsche Energie-Agentur (2010)


32

Gründungselemente senkrecht in den Boden gebohrt. Dieser vertikale Vortrieb durch Bohren ist deutlich leiser als das

Einrammen der Piles. Auch können auf diese Weise Pfähle mit einem Durchmesser von über sechs Metern in den Boden

eingebracht werden, was die Gründung von Anlagen mit kostengünstig herzustellenden Monopiles, also einem einzigen großen

Pfahl, möglich macht. Der Pfahl wird von einer Hubinsel oder einem Installationsschiff gestützt und zunächst bis auf den

Meeresboden abgesenkt. Kernelement der zum Bohren eingesetzten Offshore-Foundation-Drilling-Maschine ist ein

computergesteuerter Fräsarm, der an der Rohrinnenwand des Pfahls verankert wird und den Boden direkt unterhalb des Piles

ausfräst. Das dabei entstehende Wasser-Boden-Gemisch wird über eine Förderleitung nach oben gepumpt. Der Pfahl wird

während des Bohrvorgangs kontinuierlich in das entstehende Loch nachgeführt, bis die erforderliche Tiefe erreicht ist.

Abschließend kann die Bohrmaschine nach oben aus dem Pfahl herausgehoben werden. Nach einer vom BMU geförderten

Machbarkeitsstudie und einem Projekt zur Ausarbeitung der Maschinentechnik folgen nun die Ausarbeitung im Detail sowie

der Bau eines Prototyps. Nach mehreren Funktionstests an Land ist ein Nearshore-Test unter annähernden Offshore-

Bedingungen geplant. Das Bundesministerium für Umwelt (BMU) fördert die Arbeiten mit rund 6,3 Mio. Euro.105

Die deutsche Öffentlichkeit bleibt gegenüber der Windenergie weiterhin weitgehend positiv eingestellt. Trotz dieser

Grundhaltung gibt es auch öffentliche Bedenken. Hervorzuheben ist vor allem die nachhaltige Veränderung des

Landschaftsbildes durch die Höhe der Windenergieanlagen und die Bewegung der Rotoren. Auch Lichtreflexionen, das

nächtliche Befeuern und Lärm werden häufig von der anwohnenden Bevölkerung als kritisch empfunden. Auch im Rahmen

des Naturschutzes herrscht – wenn auch vergleichsweise milde - Kritik an den Anlagen. Insbesondere die Versiegelung des

Bodens, die Beeinträchtigung von Vogelflugrouten oder Brände durch Blitzschlag werden in der Bevölkerung als problematisch

angesehen.


Deutschland bietet stabile politische Rahmenbedingungen, die gerade bei kapitalintensiven und komplexen Projekten, wie es

in der Windenergie der Fall ist, relevant sind, um Investoren die notwendige Sicherheit zu bieten. Das Konzept der

Energiewende der deutschen Bundesregierung enthält spezifische Vorschriften, welche Windenergieprojekten eine finanzielle

Unterstützung gewährleisten sollen. Besonders nennenswert ist dabei das Offshore Windenergieprogramm der KfW

Förderbank, welches ein Kreditvolumen von insgesamt 5 Mrd. Euro zur Verfügung stellt. Damit eng in Verbindung stehend,

bieten die im Jahr 2013 neu eingeführten Regelungen zum Stromnetz Anschluss für Offshore Windenergie im Rahmen des

Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) zusätzliche Unterstützung. Insbesondere schaffen die neuen Regelungen Planungssicherheit

und stärken das Vertrauen von Investoren entlang der Wertschöpfungskette.106

Besonders durch die stetig gestiegene Größe der Windenergieanlagen sind die Kosten für Strom aus Windenergie in den

letzten dreißig Jahren stark gesunken. Bezieht man die externen Kosten in die Gestehungskosten mit ein - das heißt die

gesamten Kosten eines Kraftwerkes über eine bestimmte Laufzeit inkl. Investitionen, Rohstoffe, Umweltauswirkungen und

Betrieb - ist Windenergie bereits heute eine der günstigsten Stromquellen in Deutschland. Steigende Kosten für fossile

Brennstoffe und der Handel mit CO2-Zertifikaten dürften konventionell hergestellten Strom in den nächsten Jahren weiter

verteuern, wohingegen Strom aus Windenergieanlagen günstiger wird, da hier eine weitere Effizienzsteigerung zu erwarten ist. Die Stromerzeugungskosten sind abhängig vom Standort sowie der Größe der Windenergieanlage und liegen in Deutschland

mit 5 bis 9 ct/kWh in der Höhe von neuen konventionellen Kraftwerken, die mit fossilen Energieträgern betrieben werden. Die

Renditen von Windenergieanlagen liegen durchschnittlich bei 6% bis 10% vor Steuern. Für Offshore-Anlagen wird mittelfristig

trotz höherer Installations- und Anschlusskosten eine bessere Wirtschaftlichkeit erwartet. Die Windverhältnisse und damit die

Erträge auf der offenen See sind deutlich besser als an Land und die Anlagenhersteller gehen von einer längeren Laufzeit der

Anlagen aufgrund geringerer Turbulenzen aus.107

5.3. WASSERKRAFT


Wasser wird schon sehr lange vom Menschen genutzt, um Strom zu erzeugen. Es stellt die am längsten genutzte regenerative

Energiequelle dar. Seit in Deutschland zunehmend Wert auf ökologischen Strom gelegt wird, rückt die Wasserkraft wieder in

den Mittelpunkt. Trotzdem gilt die Wasserkraft, wegen ihrer über 100 jährigen Geschichte, in Deutschland bereits als eine gut

erschlossene und fast vollständig ausgebaute regenerative Energiequelle.

105


Germany Trade & Invest (2012) 107

Deutsche Energie-Agentur (2013a)


33

Obwohl es weltweit eine große Anzahl an Ländern gibt, die ihren Energiebedarf komplett oder zu großen Teilen aus

Wasserkraftwerken deckt, waren es in Deutschland im Jahr 2012 nur 3,3% der gesamten Stromproduktion.108 In dem Bereich

der regenerativen Energien nimmt die Wasserkraft jedoch eine viel bedeutendere Rolle ein. Ungefähr 15% der regenerativen

Energien wird in Deutschland durch Wasserkraft gewonnen.109 Hierbei beschäftigte die Branche 2012 etwa 7200 Personen und

produzierte ca. 20,7 Terrawattstunden Strom für den Endverbraucher.

In Deutschland wird meist zwischen Großwasserkraftwerken, Kleinwasserkraftwerken und Pumpspeicherwerken

unterschieden. Während reguläre Wasserkraftwerke direkt Strom erzeugen, werden Pumpspeicherwerke dazu genutzt, bereits

vorhandenen Strom effizient und langfristig zu speichern. Als eine spezifische Gruppe der Wasserenergieanlagen gelten noch

Strömungs- und Gezeitenkraftwerke. Mit ihnen soll die gewaltige Kraft der Meere für uns Menschen nutzbar gemacht werden.

Diese beiden Wasserkraftwerkarten spielen in Deutschland jedoch nur eine verschwindend geringe Rolle. Deutschland mit

seiner kleinen Meeresküste fehlt es an geeigneten geographischen Standorten. Zu geringe Wellenbewegung, keine starken

Unterwasserströmungen und ein relativ sanfter Tidenhub machen Deutschland zu einem unattraktiven Standort für

Meerwasserkraftanlagen. Etwas anders sieht es bei den klassischen, an Flüssen gelegenen, Fließwasserkraftanlagen aus. Es

gibt zurzeit ca. 7.300 Kleinwasserkraftwerke mit einer Leistung unter 1.000 KWh sowie 354 Großwasserkraftwerke mit einer

Leistung von mehr als 1.000 KWh in der Bundesrepublik Deutschland. Insgesamt werden etwa 90% der Gesamtproduktion in

großen Kraftwerken erzeugt. Die meisten der Kraftwerke befinden sich im Süden oder im Westen der Bundesrepublik. Abbildung 9: Aufteilung des Marktes nach Kraftwerksgröße

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien (2012b)

Anders als viele andere der neuen Energieträger ist die Wasserkraft als grundlastfähig eingestuft. Das bedeutet, sie unterliegt

keinen starken täglichen Schwankungen, wie zum Beispiel Solarenergie. Trotzdem ist der Markt für große Wasserkraftwerke

gesättigt. Es fehlt an geeigneten Flüssen für neue Großkraftwerke. Für eine große Menge an Strom wird ein breiter und vor

allem durchflussstarker Fluss oder Meeresarm benötigt. Fast alle der möglichen geografischen Standorte in Deutschland sind

bereits seit langem belegt. Deswegen bezieht sich der aktuelle Trend im Markt für Großwasserwerke eher auf die Sanierung,

Optimierung und Retrofitmaßnahmen von älteren, bereits vorhandenen Werken. Anders als bei den Großwasserwerken spielt

der Markt neugebauter Kleinwasserwerke in Deutschland weiterhin eine große Rolle. Der gebirgige und flussreiche Süden

bietet immer noch einige Möglichkeiten für neue Wasserwerke. Kleinwasserwerke können an fast jedem Fluss mit einer

gewissen Mindestdurchflussmenge an Wasser gebaut werden. Viele Flüsse im Süden Deutschlands werden mit Wasser aus

108

BDEW Bundesverband Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2013a) 109

Renewable Energy Policy Network for the 21st Century e.V. (2006)

23,023,9

25,226,0

26,5

2,6 2,6 2,8 3,0 3,2

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

2013 2014 2015 2016 2017

Große Kraftwerke in TWh

Kleine Kraftwerke in TWh


34

schmelzenden Gletschern in den Alpen gespeist. Damit unterliegen ihre maximalen Durchflussmengen einer gewissen

natürlichen, saisonalen Schwankung.

Neuinvestitionen sind anfangs sehr teuer und aufwendig, jedoch zählen Wasserkraftwerke zu den beständigsten und am

längsten genutzten Kraftwerken. Hierdurch ergeben sich extrem lange Abschreibungszeiträume und die anfängliche

Investition amortisiert sich recht gut.110 Wasserkraft wirkt auf den ersten Blick zwar ökologisch sehr sinnvoll, jedoch gibt es

auch hier eine gewisse Anzahl von Problemen. Jedes Wasserkraftwerk bedeutet einen großen Eingriff in das Ökosystem des

Gewässers. Gerade die älteren Gebäude bilden eine unüberbrückbare Barriere für Fische und andere Wasserlebewesen.111 Um

diese ganzen Nachteile auszugleichen müssen bei Neubauten viele verschiedenen Gesetze und Regelungen beachtet werden.

Fischfreundliche Turbinen und durchflussstabilisierende Stauanlagen sind Möglichkeiten, die negativen Umwelteinflüsse in

Grenzen zu halten. Seit 2010 gibt es in Deutschland ein neues Wasserrecht.112 Zusammen mit neuen strengen Umweltauflagen

erfährt der Wasserkraftmarkt dadurch auch hohe Förderungen vom Bund.113 Vorreiter auf dem Gebiet der Förderung von

Wasserkraft ist das Bundesland Baden-Württemberg. Hier werden Neuanschaffungen und Modernisierungen mit Zuschüssen

belohnt und produzierter Strom wird mit einem festgelegten Preis abgenommen.

Im Laufe der Geschichte hat sich gezeigt, dass Großwasserwerke sehr anfällig auf Hochwässer und Überschwemmungen

reagieren. So entstehen bei Hochwässern und Überflutungen immer wieder schwerwiegende Schäden, wenn Wasser in

Maschinen- und Turbinenräume eindringt. Nach dem Hochwasser 2002 mussten mehrere Wasserkraftanlagen vorübergehend

abgeschaltet werden, um schwere Schäden zu vermeiden. Auf der anderen Seite bieten riesige Stauanlagen aber auch einen

gewissen Hochwasserschutz und werden in Deutschland teilweise sogar verstärkt in diese Richtung modernisiert.

Wie schon erwähnt haben auch Hochwasser immer wieder direkten Einfluss auf die Produktion. Wegen Hochwasser musste

das drittgrößte Energieunternehmen Deutschlands, die ENBW, schon im März 2013 mehrere seiner Wasserkraftanlagen außer

Betrieb nehmen. Ebenso waren die Wasserkraftwerke an Rhein und Neckar betroffen.

Geographisch betrachtet, bietet Deutschland kein allzu großes Potenzial. Zwar verlaufen zahlreiche große Gewässer durch die

Bundesrepublik, jedoch sind diese nicht zu 100% nutzbar. Naturschutz und dicht besiedelte Flussufer verhindern neue

Staudämme. Zudem gibt es im deutschen Teil der Alpen keine großen Höhenunterschiede.

Regenerative Energien sind vom Großteil der Bevölkerung prinzipiell erwünscht. Es gibt allerdings einige Wasserkraftgegner

in Deutschland. Vor allem in Sachsen sind Bürgerinitiativen gegen die Veränderung von Fließgewässern aktiv. Sie fürchten

massive Umweltschäden, sollten die geltenden Umweltauflagen nicht beachtet werden. Durch die relativ geringen

Arbeitsplätze in der Branche haben die Mitarbeiter von Wasserkraftwerken keine starke Lobby. Die Zahl der Arbeitsplätze ist

zudem rückläufig. Seit 2004 sind etwa 32% weniger Personen in der Branche beschäftigt. 2012 waren es Schätzungen zufolge

nur noch 7.200 Arbeitsplätze. Erklärungen hierfür sind in den neuen technologischen Möglichkeiten zu finden. Brauchten alte

Turbinen und Staudämme noch eine regelmäßige Wartung und Instandhaltung, können modernere und sanierte Anlagen

wesentlich länger ohne Wartungen störungsfrei laufen. Hinzu kommt die Tatsache, dass Wasserkraft in Deutschland schon

lange nicht mehr an Platz Eins unter den Ökostromproduzenten steht. Wind- oder Thermalenergie bieten momentan ein

wesentlich höheres Wachstumspotenzial als das mehr oder weniger komplett ausgebaute Netzwerk deutscher Wasserwerke.

Daher stecken viele große Energiekonzerne mehr Entwicklungsarbeit und Geld in die neuen Branchen, da dort eine schnellere

Verbesserung der Energieproduktion gesehen wird.

In Deutschland sind die meisten verbliebenen Arbeitsplätze in der Branche dem Mittelstand zuzuordnen. Viele kleine

Betreiber besitzen nur ein einziges oder wenige Kleinkraftwerke.114 Die großen, produktionsstarken Wasserkraftwerke befinden

sich entweder im Besitz von deutschen Energiekonzernen wie Vattenfall und RWE oder werden von den Stadtwerken

deutscher Großstädte betrieben. Vorreiter sind hier die Stadtwerke München mit 12 eigenen Wasserkraft- und

Pumpspeicherwerken.115 Bis jetzt sind allerdings keine weiteren großen Ausbauaktionen von Seiten der Energiegroßkonzerne

geplant. Daran wird sich voraussichtlich auch in Zukunft nichts ändern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Wasserkraft

in Deutschland immer eine eher untergeordnete Rolle spielen wird, und zudem kein großes Wachstums- oder Ausbaupotenzial

mehr zu erwarten ist.


Betrachtet man den deutschen Wasserkraftmarkt, so fällt schnell auf, dass eigentlich nur Bayern und Baden-Württemberg

relevante Größen darstellen. Etwa 80% der aus Wasserkraft gewonnen Energie kommt aus Bayern und Baden-Württemberg.

110

Institut der Regenerativen Energiewirtschaft (2013) 111

Deutsche Energie-Agentur (2013b) 112

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013e) 113

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013c) 114

Konrad-Adenauer-Stiftung (2013) 115

Stadtwerke München (2013)


35

Neben den südlichen Bundesländern gelten nur noch das Rheinland und seine angrenzenden Flüsse als einer der

Hauptenergielieferanten für Wasserkraft. Etwa 4.000 Wasserkraftwerke, die in das Energienetz einspeisen, wurden 2010 in

Bayern gezählt. Laut dem Bayerischen Landesamt für Umwelt ist die Wasserkraft aktuell der zweitgrößte Energielieferant im

Freistaat. Platz eins belegt nach wie vor die Kernenergie. Insgesamt 15% des öffentlichen Energiebedarfs in Bayern werden

durch die Energie des Wassers gedeckt. Ausbaupläne aus dem Jahr 2010 sehen vor, dass das vorhandene Potenzial bis 2020

um etwa 10% gesteigert werden soll. Hier sieht das Bundesministerium für Umwelt das Potenzial der Wasserkraft

ausgeschöpft. Betrachtet man das Linienpotenzial der deutschen Gewässer, ist es demnach realistisch gesehen nur noch

möglich, den gesamtdeutschen Wasserkraftmarkt um etwa 10% zu vergrößern.116

Abbildung 10: Energie aus Wasserkraft 2003-2012

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien (2012b)

Das Diagramm zeigt, dass in den letzten zehn Jahren die Energieproduktion der Wasserkraftwerke nur sehr schwach gestiegen

ist. Die Wasserkraftbranche ist klein und besteht aus wenigen großen Kraftwerken. Fällt ein solches Kraftwerk wegen

Sanierungsarbeiten oder Hochwasser aus, wird die Jahresgesamtproduktion schnell beeinflusst. Laut dem Bayerischen

Landtag sind seit 1992 keine fallenden oder steigenden Trends erkennbar.117

Die Entwicklung der Wasserkraft in den kommenden Jahren entspricht jener, der vergangenen zehn Jahre. Wegen des

steigenden Energiebedarfes in Deutschland, bleibt der Anteil der Wasserkraft trotz ihrer wachsenden Energieproduktion bei

2% des gesamten Energiemarktes in Deutschland.


Der deutsche Markt für Wasserkraft wird deutlich von den großen Wasserkraftwerken und ihren Betreibern dominiert. Über

90% des Stroms aus Wasserkraftanlagen werden in den großen Werken produziert. 2010 hat die deutsche

Wasserkraftindustrie über 715 Mio. Euro erwirtschaftet. Hiervon verteilen sich etwa 60% (429 Mio. Euro) auf die vier Key

Player im Markt. Laut der deutschen Agentur für Erneuerbare Energien sollen die Umsätze bis 2020 auf 1.279 Mio. Euro

116

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2010) 117

Bayerisches Landesamt für Umwelt (2012)

19,620,0

21,220,4

19,0

21,0

19,0

21,0

17,7

21,2

0

5

10

15

20

25

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Energie aus Wasserkraftin Mrd. KWh


36

steigen. Dies kann erreicht werden, wenn alle vorhandenen Anlagen in Deutschland modernisier werden. Etwa 85% der

jährlich gewonnen Energie werden von den vier großen Marktplayern produziert.

Wegen der langen Geschichte und der Verflechtung ist der deutsche kaum vom europäischen Markt zu unterscheiden.

Entwicklungstechnisch stellt Deutschland einen eher unattraktiven Markt in Europa dar. Daher haben ausländische

Unternehmen wenig Interesse an einem Markteintritt in Deutschland. Tabelle 5: Key Player Wasserkraft

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

EnBW 19.200 20.098

Vattenfall GmbH 10.956 22.532

E.ON Kraftwerke 665 830

RWE Innogy 82 750

Quelle: Hoppenstedt (2012)

Die vier Key Player spiegeln exakt die vier größten Energieunternehmen Deutschlands wider. Vattenfall hat sogar seinen

Ursprung in der Wasserkraft. Das Unternehmen wurde 1899 in Schweden gegründet. Ziel des Unternehmens war die Nutzung

des Trollhätten-Wasserfalls in Västra Götalands län, Schweden. Schon seit ihrer Gründung mit Wasserkraftwerken betraut,

führt das Unternehmen etwa seit 1980 die deutsche Wasseranlagenbranche an. Vattenfall betreibt die beiden größten und noch

2 weitere der Top 10 Wasserkraftwerke in Deutschland. Den Rest der Top 10 Kraftwerke verteilt sich auf RWE und E.ON.


Es zeichnet sich bei der Wasserkraft eine Tendenz zur Dezentralisierung ab. Kleine Anlagen sind umweltverträglicher,

benötigen keine langen Energietransportwege und sind schlussendlich auch kostengünstiger. Obwohl sich dieser Trend schon

länger abzeichnet, wurden seit 2000 nur acht nennenswerte Projekte abgeschlossen. Hiervon leisten nur zwei mehr als 10

MWh.


37

Abbildung 11: Entwicklung der Wasserkraft seit 1997

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. (2012)

Der letzte wirklich große Neubau wurde 2003 mit dem Speicherpumpwerk Goldisthal verwirklicht. Mit einer maximalen

Leistung von 1.000 MW ist das von der Vattenfall GmbH erbaute und betriebene Wasserkraftwerk aktuell das größte und

effektivste Wasserkraftwerk in Deutschland. Das Ziel der Regierung in Deutschland ist ein Mix aus erneuerbaren Energien.

Hierbei sind Wasserkraft, Geothermie und Biomasse als die Grundlastträger identifiziert worden. Sie liefern Strom ohne große

Peaks.

Bundesländer mit vielen Gewässern sind grundsätzlich wasserkraftfreundlich eingestellt. In Baden-Württemberg gibt es sogar

einige spezielle Fördermaßnahmen für kleine oder private Wasserkraftwerke. 2012 wurde zudem die Bezuschussung für die

Modernisierung von bestehenden Anlagen in Bezug auf ihre Umweltverträglichkeit angehoben.118 Im Osten, vor allem auf dem

Gebiet der ehemaligen DDR, ist man traditionell gegen Wasserkraft und bevorzugt Windkraft. Dort hat man in den letzten 30

Jahren viele kleine Wasserkraftwerke geschlossen.119 Wie bei vielen neuen Energieprojekten ist es auch bei der Wasserkraft

entscheidend bereits in frühen Phasen Bürgerbewegungen mit zu integrieren. In Sachsen hat sich gezeigt, dass entschlossene

Bürger immer wieder Neubauaktionen verhindern und bereits vorhandene veraltete Anlagen haben schließen lassen.

Neuanschaffungen sind sehr selten und mit Modernisierungen lassen sich keine großen Gewinne erzielen. Nüchtern betrachtet

gibt es im Bereich der Wasserkraft keine wirklichen ökonomischen Gewinnmöglichkeiten. Ihre Stärken hat die Wasserkraft in

Deutschland auf jeden Fall in der Beständigkeit und in der guten ökologischen Verträglichkeit bei Modernisierungen.

Im Vergleich zu den neueren Technologien kann man bei der bewährten Wasserkraft Gefahren und Probleme für die Umwelt

gut abschätzen und hat bereits bewährte Lösungen gefunden. Gravierende negative Langzeitfolgen von Wasserkraftwerken zur

Produktion von elektrischer Energie in Deutschland haben sich in den letzten 130 Jahren nicht gezeigt. Interessant ist die

technologische Seite. Eine Steigerung der Energieeffizienz von Wasserkraftanalagen um über 90% wurde bereits erreicht. Im

Vergleich dazu bieten Solaranlagen im Spitzenfall nur 40% Energieeffizienz. Dennoch sind weiterhin Potenziale zur

Effizienzsteigerung vorhanden. So werden die Kraftwerke immer kleiner, leistungsfähiger und es wird versucht die

Anschaffungskosten zu reduzieren. Verschiedene Turbinenformen die wenig oder gar keine Staubauten mehr brauchen senken

die Belastung für die Umwelt immer weiter. Mit sogenannten Strombojen ist es möglich den natürlichen Strom eines Flusses

zu nutzen ohne landschaftliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Sie werden einfach mit einem Seil an beiden Ufern

befestigt. Da die Boje fixiert ist, der Fluss aber um sie herum fließt beginnt sich der Rotor an ihrem Ende zu drehen. Dadurch

118

Die Welt (2013) 119

Landesverband Bayern Wasserkraft (2009)

0

5

10

15

20

25

30

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Energie ausWasserkraft in Mrd.KWh


38

kann recht einfach elektrische Energie produziert werden. Solche mobilen Kleinstwasserkraftwerke sind universell einsetzbar

und bringen so gut wie keine Umweltbelastung mit sich. Wird die Boje dann noch mit einem Käfig aus selbstreinigenden

Treibgutrechen ummantelt, ist sie das einzige Wasserkraftwerk das auch Hochwässer unbeschadet überstehen kann. In Bezug

auf moderne Wasserkraftwerke kann festgestellt werden, dass auf überwiegend auf kleine, leistungseffiziente und

umweltfreundliche Kraftwerke gesetzt wird.120 Unter umweltfreundlichen Gesichtspunkten stehen meistens die

Fischfreundlichkeit sowie die Vermeidung von verlangsamten Fließgeschwindigkeiten im Vordergrund. Als zweiten starken

Eingriff steht die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit. Bei Wasserkraftwerken wird die Energie aus der Strömung des

Flusses gewonnen. Daher ist klar, dass die Geschwindigkeit des Flusses vor dem Kraftwerk höher ist als danach. Das Kraftwerk

hat ja Geschwindigkeit in Strom umgewandelt. Dadurch kann es passieren, dass innerhalb von wenigen Jahren das Flussbett

hinter dem Kraftwerk komplett seine Form ändert. Mit abnehmender Geschwindigkeit können zum Beispiel kleine

Sandpartikel nicht mehr so weit mitgetragen werden. Daher versanden Flüsse häufig und werden ohne ständiges Entsanden

immer flacher und breiter. Eine Kettenreaktion findet statt. Die Uferböschungen werden verschoben, Bäume und am Ufer

stehende Häuser sind in Gefahr. Das Alles können Folgen eines unbedacht konstruierten Wasserkraftwerks sein. Aufgrund

dieser Umweltschäden sind Wasserkraftwerke immer teurer geworden, da sie den strengen Umweltauflagen gerecht werden

müssen. Der Blick in die Zukunft für Wasserkraftwerke in Deutschland ist ungewiss. Sicher spielt Wasserkraft weiterhin eine

wichtige Rolle in der angestrebten Energiewende, geringe Wachstumschancen und steigende Umweltauflagen machen den

Markt jedoch eher unattraktiv.


Chancen für Wasserkraft werden nicht mehr in der klassischen großen Energieerzeugung gesehen, sondern eher in der

dezentralen kleinen und punktuellen Energieversorgung. Beispiele hierfür sind mittelständische Firmen und Fabrikanlagen

mit Fließgewässern auf ihrem Grundstück. Hier können die weiter oben genannten Kleinstkraftwerke eingesetzt werden um in

Kombination mit einem kleinen Generator direkt am Firmengelände umweltfreundlichen Strom zu erzeugen. Vorteile

bestehen hierbei insbesondere in der direkten Verfügbarkeit.121

5.4. GEOTHERMIE


In den ersten 3 Kilometern der Erdkruste steckt genug Energie um den aktuellen Energieverbrauch der gesamten Menschheit

für etwa 100.000 Jahre zu decken.122 Diese Aussage veranschaulicht die Rolle, die Geothermie in Zukunft weltweit und in

Deutschland einnehmen wird.

Geothermie ist die in Form von Erdwärme gespeicherte Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde.123 Dringt man von

der Erdoberfläche aus in die Tiefe vor, findet man auf den ersten 100 m Tiefe Temperaturen von etwa 10-70°C. Anschließend

steigt die Temperatur mit jeden weiteren 100 Metern, die man tiefer vordringt, im Durchschnitt um 3°C an. Diese Erdwärme

kann mit verschiedenen technischen Verfahren zur Energiegewinnung genutzt werden.124

Die Nutzung von Erdwärme wird in zwei Themengebiete zusammengefasst. Der Erste Bereich befasst sich mit der

Direktnutzung von thermaler Erdwärme. Dabei wird die aus dem Boden gewonnene Wärme gleich an Verbraucherhaushalte

weitergeleitet. Aus technischer Sicht sind für solche Prozesse nur geringe Temperaturen von 40-70 Grad erforderlich. Diese

Temperaturen können in Deutschland in Tiefen von 50-1500 Metern unter der Erdoberfläche erreicht werden.125 Mit

geothermalen Mitteln können auch Gebäude gekühlt werden. In speziellen Wärmeumwandlern, ähnlich denen in einem

Kühlschrank, werden Gase durch die geförderte Hitze zum Verdampfen gebracht. Kondensieren diese wieder, entziehen sie

ihrer Umwelt Energie in Form von Wärme. Die so entstandene niedrige Temperatur kann nun dem Wärmekreislauf des

Hauses zugeführt werden. Solche direkte Nutzung von Geothermalenergie wird in einigen Gebieten Deutschlands schon seit

ca. 30 Jahren betrieben. Diese Förderart wird aufgrund ihrer relativ geringen Bohrtiefe oberflächennahe Geothermie genannt.

120

Umwelttechnik (2012) 121

Unilever (2010) 122


Verein Deutscher Ingenieure (2010a) 124

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013f) 125

Universität Kassel (2012)


39

Im Gegensatz zur oberflächennahen Geothermie steht die tiefe Geothermie. Bei diesem Verfahren werden, je nach

geographischen Eigenschaften und Besonderheiten, Bohrungen in bis zu 4500 Meter Tiefe getrieben. In diesen Tiefen der

Erdkruste liegen wesentlich höhere Temperaturen vor.126 Diese Bohrtiefen sind für das zweite Themengebiet der Geothermie

relevant, die Nutzung von Erdwärme zum Erzeugen von elektrischer Energie. In den Tiefen der Erde liegen großräumig

wasserhaltige Bereiche vor. Die Nutzung des heißen Wassers zur Energie- und Wärmeproduktion wird hydrothermisches

Verfahren genannt. Vorteile gegenüber fast allen anderen regenerativen Energien liegen besonders in den breiten

geographischen Möglichkeiten zur hydrothermalen Energiegewinnung. Besonders im Bereich der Stromerzeugung werden

derzeit die größten Ausbauchancen der Geothermie gesehen. Aktuell stammen nur 4% der genutzten Erdwärme aus tiefen

geothermalen Förderanlagen. Tiefe Erdwärmeanlagen sind wirtschaftlich gesehen aktuell nur bedingt rentabel.127

Dieser, noch recht jungen, Methode zur Erzeugung von Energie wird eine wichtige Rolle bei dem Ersetzen von fossilen

Brennstoffen zugeschrieben. Geothermie gilt zusammen mit Wasserkraft und Biomasse als grundlastfähig. Diese wichtige

Eigenschaft bedeutet, dass mit Thermalenergie rund um die Uhr gleichmäßig Energie erzeugt werden kann. Während

Wasserkraft und Biomasse geringen saisonalen Schwankungen unterworfen sind, kann bei Geothermie mit einer 100%

konstanten Leistung gerechnet werden. Sie bildet somit die verlässlichste Quelle zur Deckung des Tagesgrundbedarfes.

Im Jahr 2012 wurde in Deutschland mit Geothermie etwa 0,019 TWh Strom und 5,8 TWh Wärme zur Verfügung gestellt. Noch

sind das nur etwas mehr als 0,5% der deutschen Energieproduktion, jedoch wächst die Branche der Geothermie schnell und

beständig. Bereits 2014 wird die Geothermie den ältesten Lieferanten von Ökostrom, die Wasserkraft, überholt haben.

Heiztechnisch stellt die geothermale Wärmegewinnung schon jetzt eine feste Größe dar, ca. 7% des Gesamtbedarfes wird durch

sie gedeckt.

Der Absatzmarkt von Erdwärme steckt immer noch in den Kinderschuhen. Die meisten Nutzer von Geothermie investieren in

kleine Erdwärmepumpen, die direkt unter Privatimmobilien installiert werden. 2012 verkaufte RWE alleine etwa 60.000

Stück, im Jahr 2003 waren es nur 10.000. Die Umsätze von großen Anlagen wurden 2010 mit ca. 1,1 Mrd. Euro beziffert.

Hierbei gingen 23% (253 Mio. Euro.) in den internationalen Exportmarkt.

Die Politik bleibt nicht untätig und unterstützt neue Geothermie-Projekte mit massiven Fördergeldern. Etwa 1 Mrd. Euro

wurden in der Bundesrepublik 2012 in Geothermie investiert. Hierbei wurden vor allem neue Anlagen und die Forschung

unterstützt. Geothermie ist die einzige Sparte der erneuerbaren Energien, die keinen Rückgang bei den Fördergeldern zu

verbuchen hatte. In dem direkten Vergleich zum Vorjahr stiegen die Fördermittel für Geothermie um ca. 11,6%. Insgesamt

gliedert sich der Förderbereich in drei Abschnitte. Die Förderungen aus dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), aus dem

Marktanreizprogramm und Gelder für Forschungsförderung. Die Einspeisevergütung beträgt seit August 2004 für eingespeiste

Energie aus Erdwärme-Anlagen 15 Cent/kWh bis 5 MW, 14 Cent/kWh bis 10 MW, 9 Cent/kWh bis 20 MW und 7 Cent/kWh ab

20 MW über einen Zeitraum von mindestens 20 Jahren.

Das Marktanreizprogramm wurde 2008 beschlossen und startete mit einem Gesamtkapital von 350 Mio. Euro. 2009 wurde

das Programm um weitere 500 Mio. erhöht. Mit diesen Geldern sollen unter anderem 200 Euro je installiertem kW (max. 2

Mio. Euro), 375 bis 750 Euro pro Bohrtiefenmeter (ab 400 m bis Endtiefe) und bei plötzlichem auftauchendem Mehraufwand

50% des Aufwandes je Bohrung, max. 50% der Planungskosten (max. 1.250.00 Euro je Bohrung) gezahlt werden.128 Das

Bundesministerium für Umwelt und Reaktorsicherheit stellt jährlich ein bestimmtes Kapital für Forschung und Entwicklung

der erneuerbaren Energien zu Verfügung. Hiermit sollen hauptsächlich die Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit erneuerbarer

Energien durch Kostensenkung, der Ausbau der Technologieführerschaft Deutschlands, die umwelt- und naturverträgliche

Weiterentwicklung der Technologien und der rasche Technologietransfer von der Forschung in den Markt gefördert werden.

Im Jahr 2012 waren in der Geothermie Branche etwa 14.200 Personen beschäftigt. Die Anzahl der Beschäftigten teilt sich

dabei wie folgt auf: 12.800 in der oberflächennahen Geothermie; 1.400 in der tiefen Geothermie. Auf dem Erdwärmemarkt

sind noch keine großen Anbieter zu finden. Dies ist damit zu erklären, dass der aktuelle Trend noch bei kleinen privaten

Erdwärmeanlagen liegt. Sie sind einfach zu installieren und brauchen keine großen, teuren Bohrungen.

Ein Großteil der aktuell laufenden geothermalen Kraftwerke wurde zwischen 2007 und 2012 gebaut. Momentan sind 21

Kraftwerke in Betrieb. Weitere 18 Projekte sind noch in der Bauphase und 63 befinden sich in Planung. Das aktuell größte

Kraftwerk in Deutschland ist die Erdwärmeanlage Unterhaching. Betreiber ist die Vattenfall Europe Renewables GmbH. In

dem Werk können zurzeit ca. 3,3 MW Strom produziert werden. Bei einigen geplanten Kraftwerken sollen mit modernster

Technologie bis zu 55MW erreicht werden.129

Geographisch gesehen, liegt Deutschland in einer sehr attraktiven Zone. Drei große Gebiete, die sich besonders für

geothermale Nutzung eignen, befinden sich auf dem Bundesgebiet. Alle diese Gebiete haben gemein, dass dort in relativer

geringer Tiefe eine große Menge geothermal aufgeheiztes Wasser vermutet wird, bzw. bereits gefunden wurde. Das 126

Bundesverband Erneuerbare Energie e.V. (2009a) 127

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013g) 128

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2008) 129

Bundesverband Geothermie (2013)


40

Norddeutsche Becken erstreckt sich von Südniedersachsen bis unter die Nord- und Ostsee. Im Süden befindet sich das

Nordalpine Molassebecken rund um München bis Friedrichshafen und die Süddeutsche Senke bei Nürnberg. Im Westen

befinden sich geeignete Zonen am Rhein entlang des Oberrheingrabens und des Münsterbeckens. Diese Standorte begünstigen

im besonderen Maße die hydrogeothermische Energiegewinnung. Neben der geringen Bohrtiefe ist auch die

Wahrscheinlichkeit zu scheitern, d.h. es wird kein aufgeheiztes Wasser vorgefunden, sehr gering. Insgesamt sind in

Deutschland mehr als 50% der gesamten Fläche für tiefe Geothermie geeignet. Dies Alles sind Faktoren die für zukünftige

Neuinvestitionen entscheidend sind.


Das Bundesamt für Erneuerbare Energien schätzt, dass bis 2020 eine erzeugte Leistung von mehr als 3,8 TWh erreicht werden

wird. 2013 liegt die Stromproduktion bei ca. 0,8 TWh. Des Weiteren soll die installierte Leistung auf 0,6 GW steigen, 2012 lag

sie noch bei unter 0,1 GW. Die deutsche Agentur für Erneuerbare Energien rechnet bis 2015 mit einem Umsatzanstieg auf 1,2

bis etwa 2,3 Mrd. Euro, 2030 soll die Branche dann einen Umsatz von 1,9 bis 4 Mrd. Euro erwirtschaften.130 Hierbei wird ein

Wachstum der Verkaufszahlen für kleine Wärmepumpen bis 2020 auf über 200.000 Stück pro Jahr vorhergesagt.

Laut dem Marktforschungsinstitut trend:research befindet sich Deutschland auch europaweit in einer starken Position. Die

Bundesrepublik ist für ausländische Experten ein attraktiver Markt, insbesondere wegen des bestehenden Förderrahmens der

Bundesregierung. Die im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgeschriebene Einspeisevergütung, sowie weitere staatliche

und private Förderungen fangen einige der bei Geothermie Projekten vorhandenen finanziellen Risiken auf.131

Auch die Beschäftigungszahlen steigen kontinuierlich. 2004 waren es nur knapp 1.800 in der gesamten Branche. 6 Jahre

später waren es schon 13.300 Angestellte. Auf der Umsatzseite in Deutschland tut sich ebenfalls viel. 2010 wurden in

Deutschland ca. 102 Mio. Euro von Herstellern geothermischer Kraftwerke erwirtschaftet. Laut dem Wuppertal Institut für

Klima, Umwelt, Energie wird der Umsatz noch weiter steigen. 2030 wird mit einem Umsatzvolumen von bis zu 1.746 Mio.

Euro gerechnet.

Zur Entwicklung auf dem deutschen Markt gibt es vorab zu sagen, dass die Energiegewinnung durch Geothermie noch recht

jung ist. Deshalb werden momentan nur sehr geringe Teile des deutschen Energiebedarfes durch geothermale Erzeugung

gedeckt. Trotzdem sind rasante Wachstumszahlen in der Vergangenheit in allen Bereichen festzustellen. Bemerkenswert ist

hierbei die Verteilung von wärmeerzeugender und stromerzeugender Geothermie. In GWh gemessen übertrifft die

Wärmeerzeugung die Energieerzeugung um mehr als das 300-fache. Wesentliche Gründe sind hierbei die Kosten. Sind

oberflächennahe geothermische Kraftwerke schon für unter 50.000 Euro zu realisieren, kosten energieerzeugende tiefe

Geothermie Kraftwerke mehrere Millionen Euro. Zudem unterliegen oberflächennahe Anlagen wesentlich weniger staatlichen

Auflagen und sie benötigen keine langwierigen, genehmigungspflichtigen Probesondierungen. Genauere Angaben zu den

behördlichen Auflagen werden im Unterkapitel Spezifische Besonderheiten erläutert.

Tabelle 6: Wärme- und Energieerzeugung durch Geothermie

OBERFL. WÄRME IN GWH TIEFE WÄRME IN GWH ENERGIE IN GWH

2003 1.956 114 0

2004 2.086 114 0,2

2005 2.294 138 0,2

2006 2.762 160 0,4

2007 3.415 160 0,4

2008 4.168 206 17,6

2009 4.931 291 18,8

130

Agentur für Erneuerbare Energien (2012c) 131

trend:research (2013)


41

2010 5.585 285 27,7

2011 6.297 307 18,8

Quelle: Statista (2013c)

Hauptproduzent von Erdwärme sind das südliche Bayern, der Süden und Südwesten von Baden-Württemberg, Rheinland-

Pfalz und Hessen. Einige Anlagen befinden sich zudem in Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern. Abbildung 12: Wärmeproduktion durch Geothermie

Quelle: Statista (2013c)

Der Ausbau der tiefen Geothermie zur Stromerzeugung kam in Deutschland bislang nur sehr langsam voran. Die ersten

größeren Kraftwerke konnten Ende 2007 / Anfang 2008 ans Netz gehen. Aktuell ist eine elektrische Leistung von etwa 7 MW

installiert. Geothermie trägt 150 Mio. Kilowattstunden jährlich zur Stromversorgung bei. Die installierte Leistung wird sich bis

zum Jahr 2020 vervielfachen und auf über 600 MW ansteigen, die erzeugte Strommenge wird dann knapp 4 TWh betragen.132

Die folgende Grafik zeigt die Entwicklung bis 2017. Schätzungen zu Folge wird bis 2017 etwa 2 TWh Strom erzeugt werden, bis

2020 findet also noch eine Verdopplung dieser Menge statt.

132

Agentur für Erneuerbare Energien (2009)

1.9562.086

2.294

2.762

3.415

4.168

4.931

5.585

6.297

114 114 138 160 160 206 291 285 307

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Oberfl.Wärme in GWh

Tiefe Wärme in GWh


42

Abbildung 13: Stromproduktion durch Geothermie

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien (2012c)


Der Markt für Geothermie ist in Deutschland noch überschaubar. Aktuell werden ca. 102 Mio. Euro erwirtschaftet. Trotzdem

wird auch der deutsche Geothermie Markt von einigen wenigen großen Unternehmen dominiert. Vor allem Firmen die bereits

in anderen Segmenten der erneuerbaren Energie etabliert sind, treiben Forschung und Entwicklung voran. Dadurch geraten

kleine regionale Unternehmen zunehmend unter großen Druck. Meist ist festzustellen, dass sich solche Unternehmen in

marktinterne Nischen zurückziehen. Klassische Beispiele hierfür sind die vielen Hersteller für private Wärmepumpanlagen,

Bodenuntersuchungen und Energieberatung.

Die Marktkonkurrenz von ausländischen Firmen bewerten ausgewiesene Experten als eher gering. Geothermie erfordert

immer stark lokal verankerte Kompetenzen, wobei die Wertschöpfung vor allem über die Bohrungen stattfindet. Aufgrund der

stark strukturierten Genehmigungsverfahren und der Komplexität des Untergrundes können ausländische Firmen nicht so

leicht auf den deutschen Markt drängen. Andererseits sind deutsche Unternehmen in diesem Bereich im Ausland sehr

erfolgreich, sowohl bei der Vorerkundung wie auch beim Bohren, wie beispielsweise in der Schweiz und in Frankreich.

Tabelle 7: Key Player Geothermie

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

Bosch Thermotechnik 2.987 13.100

Viessmann Werke 1.867 16.600

Stiebel Eltron 450 3.000

Quelle: Hoppenstedt (2013); Umsatz- und Mitarbeiterzahlen der Unternehmen beziehen sich nicht nur auf den deutschen Markt

0,6

0,8

1,2

1,5

2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

2013 2014 2015 2016 2017

Tiefe Stromproduktionin TWh


43


Was Entwicklungen angeht, hat die Branche der Geothermie in Deutschland und Weltweit noch viel vor sich. Da verstärkte

Nutzung von Geothermie für die Stromerzeugung erst in den letzten 10 Jahren auftrat, sind Forschung und Entwicklung noch

nicht weit vorangeschritten. Dort anzusetzen ist erklärtes Ziel der Bundesregierung. Neue Fördermaßnahmen und ein stetig

wachsender Strom an Fördergeldern belegen dies. Aber nicht nur neue Gelder für große Kraftwerke werden bereitgestellt.

Auch der Markt kleiner privater Erdwärmekraftwerke und die allgemeine Forschung werden unterstützt. Die Regierung schafft

finanzielle Anreize und unterstützt Privatpersonen bei der Investition in kleine Erdwärmanlagen.133

Der soziale Trend, auf erneuerbare Energien zu setzten, lässt sich auch bei Geothermie klar erkennen. Erbrachte Leistungen

von kleinen, privat genutzten Thermalwasserpumpen zeigen eine deutliche Tendenz nach oben. Waren es im Jahr 2000 etwa

1.581 GWh sind es im Jahr 2010 schon mehr als 5.300 GWh.134 Hierbei ist zu beobachten, dass Wärmepumpen nicht mehr nur

bei Neubauten eine Rolle spielen. Gerade in den oben erwähnten vorteilhaften Gebieten sind eigene erdbezogenen

Wärmepumpen Standard bei Neubauten. Mittlerweile sind rund 50% aller installierten Pumpen bei Sanierungsmaßnahmen

nachgerüstet worden. Unabhängigkeit von großen Strom- und Wärmelieferanten, neue robuste Pumpen und immer günstigere

Anlagen sind Gründe für die wachsende Beliebtheit der Pumpsysteme. Die nachfolgenden Investitionskosten für

Wärmepumpenanlagen beinhalten die Gerätekosten, Kosten für die Wärmequellenerschließung sowie Kosten für Material und

Montage. Die durchschnittlichen Investitionskosten liegen für Wärmepumpen bei rund 17.500 Euro im Neubau und 19.500

Euro bei Nachrüstungen. Der reine Gerätepreis hat dabei einen Anteil von etwa 50% an den Kosten.135 Das

Geothermiezentrum Bochum, prognostiziert für 2015 insgesamt 940.000 private Pumpanlagen und für 2020 1,8 Mio. Anlagen

deutschlandweit. Für 2020 werden Absatzzahlen von etwa 185.000 Wärmepumpanlagen pro Jahr erwartet.

Aus technischer Sicht ist bei aktuellen Geothermieanlagen noch sehr viel Potenzial vorhanden. Das Bayerische Landesamt für

Umwelt beziffert den Wirkungsgrad von modernen Hydrothermalkraftwerken mit nur 8% bis 13%, abhängig von der

grundlegenden Fördertemperatur. Je höher die Temperatur, desto besser kann die geförderte Wärme in Strom umgewandelt

werden. In der Effizienz steckt also noch gewaltiges Potenzial. Hauptverursacher für den großen Energieverlust ist die lange

Zeit, die das Wasser braucht bis es nach oben in die Anlage gelangt ist. Hierbei verliert das Wasser sehr viel an Wärme an das

kältere Umgebungsgestein. Eine bessere Isolierung ist aktuell zwar möglich, jedoch würde dies auch immer einen größeren

Bohrlochdurchmesser benötigen und das ist finanziell gesehen ein zu hoher Mehraufwand. An dieser Stelle wird also eine

effizientere Technik gesucht.

Ein weiterer Zukunftstrend sind die so genannten Energiepfahlsysteme. Energiepfähle sind Fundamentteile, lange Eckpfähle

von Gebäuden, ausgestattet mit integrierten Wärmetauschern. Das Besondere an Energiepfahlsystemen ist die ökologische

und wirtschaftlich interessante Doppelnutzung von in der Erde versenkten Betonteilen für Fundamentierung und

gleichzeitiger Wärme- oder Kälte Energiegewinnung.136

Grenzen für die geothermale Gewinnung von Energie und Wärme sind momentan nicht zu sehen. Da Deutschland

geographisch noch viel Platz bietet und der Energiebedarf mit Sicherheit weiter steigen wird, wird auch auf lange Sicht kein

Nachfrageeinbruch für die Geothermie Branche gesehen. Die Ressource Thermalenergie wird ebenfalls als unendlich

angesehen, da der natürliche Zerfall radioaktiver Elemente in unserer Erde immer weitere Energie in Form von Erdwärme

freisetzt. Geothermie bietet also große Chancen für die Zukunft.137


Auf der rechtlichen Seite gibt es in Deutschland einige Punkte zu beachten. Anders als in einigen Nachbarländern, wie England

oder Portugal, gilt Erdwärme in Deutschland als ein Bodenschatz und fällt somit unter das Bergrecht. Ausnahme bildet hierbei

die grundstückbezogene Wärmegewinnung aus oberflächennaher Geothermie. Bei privaten Wärmeförderbohrungen unter 100

Meter greifen die im Bergrecht geltenden Gesetze nicht. Hier muss trotzdem beachtet werden, dass unter Umständen

grundwasserführende Erdschichten durchbohrt werden. Bei einem solchen Fall muss eine Erlaubnis der örtlichen

Wasserbehörde vorliegen. Bei Tiefenbohrungen ab 100 Meter fallen die Aufsuchung (die Voruntersuchung) sowie die

anschließende Ausbeutung (die eigentliche Wärmeförderung) unter das Bergrecht. Die Weiterverarbeitung des geförderten

heißen Wassers jedoch nicht mehr. Sowohl für die Untersuchung, als auch die Bohrungen müssen Erlaubnis und Bewilligung

getrennt von einer deutschen Bergbehörde eingeholt werden. Anschließend werden im Rahmen der Erlaubnis noch

Umweltverträglichkeitsprüfungen (UVP) für alle Aktivitäten eingeholt. UVP sind bei Tiefen von mehr als 1.000 Meter Pflicht

133

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013d) 134


Internationales Geothermie-Zentrum (2012) 136

Energien-erneuerbar (2010) 137

scinexx - Das Wissensmagazin (2011)


44

und können gegebenenfalls sogar von Dritten eingeklagt werden. Hier ist also besondere Vorsicht bei neuen Großinvestitionen

geboten. Zusammengefasst sind die rechtlichen Schritte in Deutschland für die geothermale Wärme- und Energiegewinnung

noch sehr langwierig, hinderlich und sicherlich auch optimierungsfähig.138

Geothermie besitzt zwei Vorteile, die sie von allen anderen Energieformen unterscheidet. Erdwärme ist prinzipiell überall auf

dem Planeten verfügbar. Sie ist die Energie vor Ort. Gerade in Deutschland spielt diese Tatsache eine wichtige Rolle, da sich

große, energieintensive Industriegebiete und geographisch besonders geeignete Regionen für geothermale Stromgewinnung

überschneiden. Somit ist das Wachstum von Geothermie Kraftwerken nicht von dem langsamen und schleppenden Ausbau der

Stromnetzwerke betroffen und begrenzt. Netzwerkprobleme sind immer wieder Gründe wieso sich z.B. Offshore-Windanlagen

in Nord- und Ostsee nicht im großen Stil lohnen. Zusätzlich gibt es viele Umweltverbände in Deutschland, die sich gegen

tausende Strommasten in der deutschen Natur wehren. Durch Vermeidung langer Leitungen spart man sich ebenso den

reibungsbedingten Energieverlust. Somit kann Energie dort produziert werden, wo sie gebraucht wird. Der zweite Grund ist

die bereits erwähnte Grundlastfähigkeit und die nicht vorhandenen saisonalen/täglichen Schwankungen in der Produktion.139

Dies macht sie bereits jetzt zu einem beliebten Stromlieferanten von Großindustrieanlagen die ihre Produktion 24 Stunden am

Tag laufen haben. Dieser Grund ist besonders wichtig, da Deutschland viele solcher großen Industrieparks besitzt.

Ob ein Geothermie Projekt wirtschaftlich rentabel ist, hängt von vielen Faktoren ab. Anders als bei herkömmlichen fossilen

Energieträgern fallen bei Geothermie Projekten hohe Anfangskosten an, die Folgekosten halten sich jedoch in Grenzen.

Wichtig ist bei jedem Neubau einer geothermalen Anlage die Voraberkundung des geeigneten Standorts. In Deutschland

werden daher per Gesetz angeordnete geologische Messungen vorgenommen die in einer Probebohrung münden. Hierbei liegt

das eigentliche Risiko der Investition. Bohrungen in Tiefen von mehr als 1.000 Meter sind extrem kostenintensiv. Das

Bundesministerium für Umwelt und Reaktorsicherheit schätzt, dass jeder Bohrtiefenmeter auf deutschem Boden zwischen

1.000 und 2.000 Euro kostet. Anschließend zeigt sich dann in welcher Tiefe, bzw. ob überhaupt aufgeheiztes Thermalwasser

gefunden wird. Um dieses wirtschaftliche Risiko zu senken, gibt es mittlerweile auch spezielle Bohrversicherungen in

Deutschland. Ist einmal Wasser gefunden kann die Probebohrung erweitert und direkt als ein Förderweg genutzt werden.

Damit das erkaltete Wasser wieder zurück ins Erdenreich gepumpt werden kann ist dann eine ca. 1 Kilometer entfernte

Rückleitung notwendig. Diese Rückleitung sollte ebenso tief sein wie die Förderleitung. Insgesamt nehmen die Bohrungen in

der Preiskalkulation etwa 70% der gesamten Summe ein. Sind die Bohrungen fertig gestellt, folgen nur noch geringe Kosten für

Konversionsanlage, Förderpumpe und den Thermalwasserkreislauf. Damit eine solche Förderanlage wirtschaftlich gut

ausgenutzt werden kann, empfiehlt sich sowohl Strom als auch Wärme zu produzieren.140 Der später zu erwartende Gewinn

setzt sich dann aus den Faktoren Umfang und Preis der absetzbaren Wärme und dem Erlös für den in das Netz der öffentlichen

Versorgung eingespeisten Strom zusammen. Der Preis für die Wärme bestimmt sich durch regionale Marktgegebenheiten. Der

Gewinn für den Strom ist mit gewissen Beträgen im EEG festgelegt. Zusätzlich zu den Förderungen werden noch

Tilgungszuschüsse gezahlt.

Investitionskosten für die Errichtung oder Erweiterung von Anlagen zur ausschließlich thermischen Nutzung der Tiefen

Geothermie werden mit 103 Euro je kW installierte Nennwärmeleistung gefördert. Die maximale Fördersumme je Anlage

beträgt 1 Mio. Euro. Tilgungszuschüsse werden ebenfalls für zu errichtende oder zu erweiternde Fernwärmenetze im Rahmen

geförderter Anlagenprojekte gewährt.

Dabei sind mindestens 50% der Wärmeeinspeisung auf Basis regenerativer Energien zu erzeugen. Beträgt der Wärmeabsatz

mindestens 3 MWh pro Jahr und Meter Trassenlänge, kann ein Zuschuss von 100 Euro je Meter Trassenlänge mit einer

Summe von maximal 150 000 Euro gewährt werden. Bei nur 1,5 MWh pro Jahr und Meter Trassenlänge halbiert sich der

Zuschuss. Steht die Investition in Verbindung mit der Errichtung einer Geothermie-Anlage beträgt die maximale

Fördersumme 550 000 Euro. Der Finanzierungsanteil kann bis zu 100% der förderfähigen Nettoinvestition betragen. In der

Regel liegt der Kredithöchstbetrag bei 5 Mio. Euro.141

138

Internationales Geothermie-Zentrum (2010) 139

Energien-erneuerbar (2013) 140

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013h) 141

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2007a)


45

5.5. BIOGAS / BIOMASSE


Biomasse ist unter den erneuerbaren Technologien einer der bedeutendsten Energieträger in Deutschland. Dabei ist die

Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien wie Biomasse keine Erfindung der heutigen Zeit. In Form von Holz ist Biomasse

der älteste von Menschen genutzte Energieträger und macht insgesamt rund 10% des globalen Primärenergiebedarfs aus. Im

allgemeinen Sprachgebrauch versteht man unter Biomasse „die Gesamtmasse der in einem Lebensraum vorhandenen

Lebewesen […], also alle Stoffe organischer Herkunft“.142 Der Anwendungsbereich von Biomasse ist extrem vielseitig. Dies liegt

vor allem an der Vielzahl der Stoffe, die unter die Bezeichnung Biomasse und deren breiten Anwendungsbereich fallen. Doch

Biomasse ist nicht gleich Biomasse. Der Begriff der Biomasse lässt sich anhand des Kriteriums Herkunft differenzieren. Nach §

2 der Biomasseverordnung (BiomasseV) gilt: „Biomasse im Sinne dieser Verordnung sind Energieträger aus Phyto- und

Zoomasse. Dazu zählen auch aus Phyto- und Zoomasse resultierende Folge- und Nebenprodukte, Rückstände und Abfälle,

deren Energiegehalt aus Phyto- und Zoomasse stammt.“143

Aufgrund der Vielzahl an verschiedenen Energieträgern pflanzlicher oder tierischer Herkunft144, kann der Output

unterschiedliche Formen annehmen. Die marktüblichen Bioenergieträger können in drei verschiedenen Aggregatszuständen

vorliegen: Fest, flüssig und gasförmig. Die gasförmige Biomasse (Biomethan) findet zum großen Teil Anwendung bei der

Wärme- und Stromerzeugung durch Verbrennung, aber auch als Beimischung zu herkömmlichem Erdgas. Neuerdings wird

Biomethan aber auch als mögliche Alternative zu fossilem Erdgas als Fahrzeug-Kraftstoff gesehen. Die flüssige Biomasse

(Biodiesel, Bioethanol) kann als Bioheizöl oder als Alternative zu den herkömmlichen Kraftstoffen, u.a. mit Beimischung in

Otto-Kraftstoffen Verwendung finden (Beispiel seit 2011: E10). Feste Biomasse findet Verwendung durch Verbrennung zur

Wärme-/ Stromgewinnung. Entsprechend vielfältig sind die Anwendungsbereiche der einzelnen Produkte.145

In Deutschland deckte die gesamte Bioenergie im Jahr 2011 eine bereitgestellte Endenergie von 202,7 TWh ab. Das ergibt rund

8,2% des gesamten Endenergieverbrauchs von 2.415 TWh in Deutschland. Damit würde die Bioenergie rund zwei Drittel der

durch erneuerbaren Energien bereitgestellten Endenergie (300,9 TWh) abdecken.146 Der deutsche Bioenergiemarkt wird von

vielen Akteuren beeinflusst. Er teilt sich auf in die Bereiche Strom, Wärme und Kraftstoff. Zusätzlich lassen sich die einzelnen

Akteure in die verschiedenen Stufen der Wertschöpfungskette eingliedern. Dabei besteht der Markt aus Anbietern von

Komplettlösungen, reinen Anlagenbauern, Lieferanten sowie Support und Instandhaltung. Die Größe der Marktakteure reicht

damit von kleineren landwirtschaftlichen Betrieben, die in der Nutzung der Bioenergie (z.B. durch neuartige Verwendung von

Nutzpflanzen) eine neue wirtschaftliche Chance sehen, bis zu größeren Komplettanbietern, die die gesamte Breite der

Wertschöpfungskette abdecken. Insgesamt ist der Markt der Bioenergie in Deutschland sehr weit fortgeschritten und deutsche

Unternehmen haben auch innerhalb Europas eine Vorreiterrolle eingenommen. Auf der Nachfrageseite stellt die Bioenergie als

flexibler und vielseitiger Energieträger eine echte Alternative zur konventionellen Strom- oder Wärmeversorgung dar.

Beispielsweise ist die Bioenergie im Wärmesektor bereits für gut 9% der gesamten Wärmebereitstellung und sogar 92% der

gesamten erneuerbaren Wärmeerzeugung in Deutschland verantwortlich. Allein dadurch werden jedes Jahr Treibhausgas-

Emissionen von gut 36 Mio. Tonnen eingespart.

Als moderner und produktiver Wirtschaftszweig stellt sich die Land- und Forstwirtschaft am Standort Deutschland der

Herausforderung, Erträge nachhaltig zu steigern, ohne dabei in nennenswertem Umfang neue Agrarflächen erschließen zu

können. Die ihr zur Verfügung stehenden Flächen werden intelligent und nachhaltig genutzt und tragen dazu bei,

schutzwürdige Naturräume zu schonen. Knapp die Hälfte der Bundesrepublik wird landwirtschaftlich genutzt - zuletzt betrug

die genutzte Agrarfläche rund 16,8 Mio. Hektar. Der wichtigste nachwachsende Rohstoff in Deutschland ist Holz. Im Jahr

2008 wurden 54,7 Mio. Festmeter Holz energetisch genutzt. Fast die Hälfte davon wurde in Privathaushalten sowie in

Biomasseheizwerken (BMHW) und Biomasseheizkraftwerken (BMHKW) genutzt. Die zweitwichtigste Ressource für

nachwachsende Rohstoffe in Deutschland ist die Landwirtschaft. Im Jahr 2012 steigerte sich die landwirtschaftliche

Anbaufläche für nachwachsende Rohstoffe um etwa 3,3% (etwa 2,53 Mio. Hektar). Dabei waren mit 2,13 Mio. Hektar ungefähr

84,1% der Fläche für die energetische Nutzung (Energiepflanzen) vorgesehen. Die gesamte installierte Leistung an Biomasse-

und Biogasanlagen in Deutschland in den einzelnen Bundesländern wird in der nächsten Abbildung dargestellt. Hier ist zu

erkennen, dass im Bereich der Biomasse hinsichtlich der installierten Leistung die Bundesländer Bayern (1.066 MW),

Niedersachsen (988 MW), Baden-Württemberg (625 MW) und Nordrhein-Westfalen (576 MW) führend in Deutschland sind.

Beim Biogas liegt Niedersachsen (743 MW) vor Bayern (674 MW) und Schleswig-Holstein (261 MW).

142

Fachagentur nachwachsender Rohstoffe e.V. (2012a) 143

§ 2 Biomasseverordnung (BiomasseV) 144

Einen Überblick über anerkannte und nicht anerkannte Biomasse gibt § 2 und § 3 der BiomasseV. 145

Deutschlands Informationsportal zu Erneuerbare Energien (2013a) 146

Bundesverband BioEnergie e.V. (2012a)


46

Abbildung 14: Installierte Leistung Biomasse / Biogas in Deutschland

Installierte Leistung Biomasse (el) ohne Abfall (2011) Installierte Leistung (el) Biogas (2011)

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien (2013)

Auf dem Markt für erneuerbare Energien gibt es in Deutschland aus politscher und rechtlicher Sicht strenge Vorgaben und

Richtlinien, welche die zukünftige Entwicklung der Branche für Bioenergie beeinflussen werden. Die wichtigsten Vorgaben im

Bereich Biokraftstoff sind in der Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung (Biokraft-NachV) geregelt. Das Bundesministerium

für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) und die Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe (FNR)

sorgen für eine nachhaltige Förderung der Bioenergie in allen Bereichen. In der Verordnung über die Erzeugung von Strom aus

Biomasse (BiomasseV) und im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) werden Vorgaben zur Stromgewinnungen aus Biomasse

gemacht. Die Vorgaben im Bereich der Wärmegewinnung finden sich im Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG).147

Um eine sozial und umweltverträgliche Produktion von Energieträgern sicherzustellen, muss überprüft werden, inwiefern der

Biomasseanbau verträglich bleibt. Die Nutzung von Abfällen und Reststoffen ist hier der Verwendung von Nutzpflanzen und

der Rodung von Wäldern vorzuziehen. Im schlimmsten Fall würde dabei mehr CO2 freigesetzt werden, als durch den

Stoffwechselprozess der Wälder eingespart werden würde. Durch die verstärkte Nutzung von erneuerbaren Energien ergeben

sich für die Landwirtschaft und den gesamten Standort Deutschland einige Vorteile. Durch den Ausbau von erneuerbaren

Energien kann in Deutschland eine unabhängige Energiebereitstellung gewährleistet werden. Zusätzlich sorgt der Ausbau für

mehr Sicherheit innerhalb der Branche der Landwirtschaft aufgrund von Diversifikationsvorteilen.


Im Jahr 2012 betrug der Marktanteil der Bioenergie in Deutschland am Endenergieverbrauch 8,2%, 6,9% am Stromverbrauch,

9,5% am Wärmeverbrauch und 5,5% am Kraftstoffverbrauch.148 Die große Bedeutung der Bioenergie lässt sich auch an der

Entwicklung des Marktes erkennen. Die jährliche Wachstumsrate beträgt in etwa 4,2%. Die Bioenergie das Multitalent für eine

nachhaltige und effiziente Strom-, Wärme- und Kraftstofferzeugung soll bis 2030 mit einem Marktanteil von mindestens 15%

eine unverzichtbare Rolle im Energiemix der Zukunft einnehmen.149

Hatte die Biomasse 2005 noch einen Anteil von 3,2% an der Primärenergie, so stieg dieser Wert bis zum Jahr 2011 auf 7,2% bei

einem Umsatz von 12,85 Mio. Euro. Seit 2005 hat sich dieser Umsatz mehr als verdoppelt, die CO2-Einsparungen liegen

mittlerweile bei über 67 Mio. Tonnen. Tabelle 8: Marktentwicklung Biomasse

PRIMÄRENERGIE-

ANTEIL

UMSATZ IN MIO. EURO CO2 -EINSPARUNG IN

MIO. T

147

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (2012b) 148

Deutschlands Informationsportal zu Erneuerbare Energien (2012) 149

Bundesverband BioEnergie e.V. (2013)

1.066 MW(el)

625 MW(el)13 MW(el)

142 MW(el)

224 MW(el)

576 MW(el)

7 MW(el)

252 MW(el)176 MW(el)

353 MW(el)

988 MW(el)

368 MW(el)

24 MW(el)

280 MW(el)

312 MW(el)

33 MW(el)

Installierte Leistung (el) Biomasse ohne Abfall

HB

HH

NI

SH

MV

BE

BB

NW

HE

RP

SL

BW

BY

SNTH

ST

HB

HH

NI

SH

BE

BB

HE

RP

SL

BW

BY

SNTH

ST

NW

MV

674 MW(el)

256 MW(el)4 MW(el)

48 MW(el)

92 MW(el)

215 MW(el)

7 MW(el)

102 MW(el)61 MW(el)

125 MW(el)

743 MW(el)

158 MW(el)

0 MW(el)

164 MW(el)

261 MW(el)

1 MW(el)

Installierte Leistung (el) Biogas


47

2005 3,2% 6,4 34,1

2006 4,2% 9,1 45,4

2007 4,9% 10,0 53,7

2008 5,3% 10,7 57,2

2009 6,2% 11,4 58,4

2010 6,8% 10,7 65,5

2011 7,2% 12,1 67,3

2012 k.A. 12,9 67,3

Quelle: Bundesverband BioEnergie e.V. (2013)

Differenziert nach den einzelnen Sektoren Strom, Wärme und Kraftstoff zeigt sich vor allem beim Strom ein enormes

Wachstum über die letzten Jahre (siehe folgende Tabelle). Von 2005 auf 2011 stieg die produzierte Menge um über 160% (auf

36,9 TWh). Bei Wärme waren es ca. 75% und beim Kraftstoff immerhin noch 49%. Im Kraftstoffbereich erlebte die Bioenergie

im Jahr 2007 ihren Höhepunkt, ging seitdem allerdings wieder etwas zurück und lag im Vorjahr bei 33,7 TWh. Der

Bundesverband Bioenergie e.V. (BBE) fordert daher, die Biokraftstoffe als unverzichtbaren Bestandteil einer nachhaltigen

Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie in den Verkehrsbereich miteinzubeziehen. Der Verband sieht hier vor allem die Politik in

der Pflicht, nachhaltige und effiziente Ausbauziele für Biokraftstoffe fortzuführen.150 Eine Benachteiligung konventioneller

Biokraftstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe wie z.B. Biodiesel, Bioethanol und Biomethan dürfe es demnach nicht

geben. Tabelle 9: Marktentwicklung nach Sektoren

STROM IN TWH WÄRME IN TWH KRAFTSTOFF IN TWH

2005 14,1 72,2 22,6

2006 18,0 79,7 40,0

2007 22,8 84,0 45,2

2008 27,8 102,1 36,7

2009 30,5 100,8 33,8

2010 34,2 133,9 35,9

2011 36,9 126,5 33,7

Quelle: Bundesverband BioEnergie e.V. (2013)

Gerade im Strommarkt kann die Bioenergie zukünftig auf Grund ihrer Flexibilität und Speicherbarkeit eine neue Rolle

einnehmen. Strom, der aus Biogasanlagen und Biomasseheizkraftwerken gewonnen wird, könnte die Stabilität einer

erneuerbaren Stromversorgung sichern. Bei derartig anwachsenden Anteilen des Stroms aus Wind- und Solarenergie bestehe

die wichtige Rolle der Bioenergie vor allem darin, die stark schwankende Einspeisung der anderen Energielieferanten

auszugleichen und das Netz stabil zu halten. Denn Biomasse hat im Vergleich zu den anderen Energielieferanten den großen

Vorteil der ständigen Verfügbarkeit. Der Biomasse-Strom sollte vorrangig zusammen mit der Wärmeenergie erzeugt werden

und dabei die Netzsicherheit, Regelenergie, Bedarfsgerechtigkeit und auch gesicherte Kapazität liefern. Dafür sind im EEG 2.0

weitere Reglementierungen für Vergütungs- und Finanzierungsmodelle notwendig, die diese Investitionen anreizen und

absichern.

Auch für die anstehende Bundestagswahl im Herbst 2013 erwartet der BBE seitens der Politik daher ein klares Bekenntnis zur

Bioenergie und ein Festhalten an den Ausbauzielen. Für den Wärmemarkt fordert der BBE innerhalb der nächsten

Legislaturperiode neue Ziele, sowie verbindliche Vereinbarungen und Maßnahmen zum Ausbau des erneuerbaren

150

Der BBE wendet sich in diesem Zusammenhang gegen das Vorhaben der Europäischen Kommission vom Oktober 2012, welches einen Stopp der Nutzung

von Biokraftstoffen beinhaltet


48

Wärmemarktes festzulegen.151 Eine innovative Biowärmenutzung würde den Klimaschutz und die Energiewende

gleichermaßen unterstützen. Beispiele hierfür sind emissionsarme Holzpelletkessel oder Biomassekleinfeuerungsanlagen.

Diese Einzellösungen könnten außerdem, neben leitungsgebundenen Nah- und Fernwärme-Versorgungen mit hocheffizienten

Biomasseheizkraftwerken, auch bedarfsgerechte Stromlieferanten darstellen. Ein Austausch der alten und ineffizienten

Heizsysteme durch die neuen Versorgungssysteme wäre ein erster Schritt um dem Modernisierungsstau in bundesdeutschen

Heizungskellern entgegenzuwirken. Daher sind für die kommende Legislaturperiode weitere politische Maßnahmen auf dem

Wärmemarkt zu erwarten. Sinnvolle Maßnahmen sind beispielsweise eine Novellierung des EEWärmeG, ein neues

Steuerabschreibungsmodell für erneuerbare Heizungssysteme oder eine Fortführung und Absicherung des MAP-

Investitionsförderprogramms (Marktanreizprogramm).152

Das für eine energetische Nutzung zur Verfügung stehende Biomassepotenzial hängt von einer Vielzahl unterschiedlicher, sich

stetig verändernden Einflussfaktoren ab. Das insgesamt vorhandene, theoretische Biomassepotenzial ist nicht identisch mit

dem wirtschaftlich verfügbaren Potenzial. Allein aufgrund der geografischen Lage ist nicht jede Biomasse erschließbar. Es

müssen Flächen/Biomassen für den Nahrungsmittelanbau, für den Umwelt- und Naturschutz usw. abgezogen werden.

Aussagen zu zukünftig verfügbaren Biomassemengen sind aufgrund der vielen Einflussgrößen mit großen Unsicherheiten

behaftet. Eine regelmäßige Überprüfung der Parameter ist somit notwendig. In Deutschland wurden laut einer Erhebung der

Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) im Jahr 2012 ca. 2,53 Mio. Hektar Anbaufläche für nachwachsende

Rohstoffe genutzt.153 Das entspricht gut 18% der deutschen Ackerflächen. Schätzungen zu Folge kann diese Fläche bis 2030 auf

ca. 4 Mio. Hektar fast verdoppelt werden, ohne dabei in Konkurrenz zu anderen Nutzungsarten der Böden, wie z.B. dem

Nahrungsmittelanbau, zu treten. Die Agentur für Erneuerbare Energien schätzt, dass sich durch die Biomasse mehr als 40%

des derzeitigen Energiebedarfs mit Energiepflanzen decken lassen könnte. Weitere 10% würden sich durch die energetische

Nutzung biogener Reststoffe abdecken lassen. Eine echte Energiewende im Wärmemarkt sei leider in der Vergangenheit nicht

festzustellen gewesen, kritisiert der BBE. Als Gründe seien hier insbesondere die nicht stattgefundene Novellierung des

Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) und das zwischen Bund und Länder gescheiterte

Steuerabschreibungsmodell für innovative erneuerbare Heizsysteme zu nennen.154

Betrachtet man die prognostizierte Marktentwicklung in den Segmenten Stromverbrauch, Kraftstoff und Wärme so ist, wie

bereits beschrieben, ein deutlicher Anstieg bis 2020 zu erkennen. Besonders stark ausgeprägt ist dieser mit über 18% vom Jahr

2013 auf das Jahr 2017 im Bereich Strom. Aber auch bei Kraftstoff (25,7%) und Wärme (17,4%) wird Biomasse/Biogas weiter

stark an Bedeutung gewinnen.

151

Bundesverband BioEnergie e.V. (2013) 152

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (2012) 153

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (2012) 154

Bundesverband BioEnergie e.V. (2013)


49

Abbildung 15: Marktentwicklung nach Sektoren in TWh/Jahr

Quelle: Bundesverband Erneuerbare Energie e.V. (2009b)


Laut dem Deutschen Biomasse Forschungszentrum sind die bestehenden und erwarteten Konkurrenzfelder die Anbaufläche,

Biomasse und die Bioenergieträger. Auf der vertikalen Ebene gibt es Unternehmen, die miteinander kooperieren und

gemeinsam an der Wertschöpfung eines Produktes arbeiten. Aber dennoch lässt sich in der Branche immer häufiger die

Tendenz zum Entwicklungsprinzip Alles aus einer Hand beobachten. Im horizontalen Verhältnis gibt es stärkere

Konkurrenz.155 Unter den Biogasanbietern gibt es aktuell 200 Unternehmen, die einen Biogastarif im Angebot haben. Von den

Gasanbietern liefern 128 Unternehmen nur regional, wobei die restlichen 72 Wettbewerber überregional anbieten. 10

Gasanbieter bieten ihr Angebot bundesweit an. Die Rivalität innerhalb der Biogas-Branche wird zudem verschärft, wenn

Kunden die Möglichkeit haben auf Nicht-Bio-Angebote zurückzugreifen, obwohl Biogas oftmals günstiger ist als die

Belieferung mit herkömmlichem Erdgas. Insgesamt wird die aktuelle Geschäfts- und Vermarktungslage für Biogas von den

Branchenakteuren gegenüber Juni 2012 als leicht verbessert eingeschätzt156.

Die Bioenergie-Branche ist, auch weil sie die komplette Vielfalt der energiewirtschaftlichen Erzeugung abdeckt, sehr breit

gefächert. Dementsprechend weist sie ein breites Herstellungs- bzw. Produktionsangebot an Anlagentechniken und

Dienstleistungen auf. Da sich bisher noch keine einheitliche technische Lösung etabliert hat, ergeben sich in dieser Hinsicht

Möglichkeiten für einen Einstieg in die Branche. Andererseits ist die Konkurrenz aufgrund der großen Anbieterzahl sehr groß,

so dass es neue Mitbewerber schwer haben, sich mit den etablierten Unternehmen erfolgreich zu messen.157 Die folgende

Tabelle zeigt die Key Player im Markt.

Tabelle 10: Key Player Bioenergie

UMSATZ IN MIO. MITARBEITER

155

Deutsches Biomasse Forschungszentrum (2012) 156

BioMassMuse (2012a) 157

BioMassMuse (2012b)

4754

5760

6570

7478

8288

115120

125130

135

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2013 2014 2015 2016 2017

Strom

Kraftstoff

Wärme


50

EURO

MVV Energie AG 3.895 5.900

VIESSMANN Deutschland GmbH 700 920

CropEnergies AG 689 321

VERBIO Vereinigte BioEnergie AG 414 788

RWE Innogy GmbH 347 586



Der Markt der erneuerbaren Energien ist stark geprägt von politisch-rechtlichen Vorgaben, Richtlinien und festgelegten

Mindestanteilen.158 So soll der Anteil der erneuerbaren Energien am Gesamtverbrauch bis zum Jahr 2020 auf 20% erhöht

werden. Die Gesamtquote für den Kraftstoffverbrauch im Verkehrsbereich soll ab 2010 bei 6,25% liegen und ab 2015 müssen

die Beimischungsmengen der Biokraftstoffe so gewählt werden, dass der Treibhausgasanteil der Gesamtmenge der Kraftstoffe

jedes Jahr um 3% sinkt. Ab 2017 wird eine jährliche Senkung von 4,5% vorgegeben und ab dem Jahr 2020 soll die Reduktion

jedes Jahr 7% betragen. Die Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung (Biokraft-NachV 2009) legt fest, dass nach 2010 nur

noch Biokraftstoffe auf die Biokraftstoffquoten angerechnet werden dürfen, die nachweislich bestimmte

Nachhaltigkeitskriterien erfüllen. Der Nachweis der Nachhaltigkeit muss ab 2011 unter Nutzung eines Zertifizierungssystems

erbracht werden. Durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) und den

Projektträger Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe (FNR) wird fortlaufend die Weiterentwicklung synthetischer

Biokraftstoffe, die Optimierung der Biokraftstoffproduktion sowie die Entwicklung eines praxistauglichen

Zertifizierungssystems gefördert. Die Biokraftstoffe haben aktuell aber noch mit dem Problem zu kämpfen, dass die

Herstellungskosten zum Teil doppelt so hoch sind wie die von konventionellem Diesel. Erst durch eine Mineralöl- und

Ökosteuerbefreiung im Jahr 2002 konnte Biodiesel auf dem Markt bestehen. Seit 2004 sind in Deutschland alle Biokraftstoffe

steuerbefreit, so dass auch Bioethanol wirtschaftlich attraktiv wurde.

Aufgrund der Forcierung der Nutzung von Agrarflächen zum Anbau von Nutzpflanzen zur Energieproduktion kommt es

verstärkt zur Konkurrenz mit der Nahrungsmittelproduktion um den nur begrenzten Faktor Boden in Deutschland. Aus

makroökonomischer Sicht wäre die Herstellung von Bioenergie aus Reststoffen von Vorteil um eine Verdrängung des

Nahrungsmittelanbaus zu verhindern. Für die Gewährleistung eines nachhaltigen und ökologischen Biomasseanbaus, muss

genau geprüft werden inwieweit Biomasseanbau für die Umwelt verträglich bleibt, wenn für den Anbau von Energiepflanzen

Wälder abgeholzt werden. Aus gesellschaftlicher Sicht könnte allerdings bei verstärkter Nutzung von Bioenergieträgern mit

einer Minderung der CO2-Emissionen gerechnet werden. Das Ziel hierbei ist, vor allem Verfahren einzusetzen, bei denen die

Energieeffizienz der Biomassenutzung am größten ist, wie bei der Biogasproduktion bei einer gleichzeitigen Erzeugung von

Strom und Wärme oder die Konzentration auf die Verwertung von Reststoffen. Die Produktion nachwachsender Rohstoffe

kann allerdings auch als neue Möglichkeit der Landwirtschaft dienen, um eine zusätzliche Einkommensquelle zu erschließen.

Eine Diversifikation der Geschäftstätigkeit würde für mehr Sicherheit innerhalb der gesamten Branche sorgen und die

Wettbewerbsfähigkeit deutscher Landwirte verbessern. Kriterien der Landwirte, um diesen Weg einzugehen, sind die

verstärkte Förderung durch den Staat sowie attraktive Absatzchancen an die Hersteller von Bioenergieträgern (höhere Erlöse

als auf den Nahrungsmittelmärkten). Bei Biogasanlagen war ursprünglich eine erhebliche Einkommenssteigerung zu

beobachten. Doch durch die steigende Konkurrenz bei der Verwendung der Nutzpflanzen (zur Energiegewinnung oder

Nahrungsmittelproduktion) und den mangelnden Plätzen für Vieh der Landwirte stiegen die Pacht- und Bodenpreise der

Anbauflächen. Die weitere Entwicklung auf den Rohstoffmärkten sowie die Nachfrage werden zusätzlich stark beeinflusst vom

internationalen Rohölpreis, dem Preis für fossile Energieträger und dem Preis für nachwachsende Energieträger in

Deutschland.

Für Strom aus Biomasse schreibt das Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) ab dem zweiten Jahr nach Inbetriebnahme der

Anlage einen Anteil der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) an der Stromproduktion von 60% vor. Mit Hilfe des Anreizes dieses

Gesetzes konnte die Technologie weiterentwickelt und optimiert werden. Bei Biogasanlagen ist die KWK-Technologie heute

Standard. Außerdem konnte die ORC-Technik (Organic Ranking Cycle) etabliert werden. Diese Technik basiert grundsätzlich

genauso wie normale Dampfkraftwerke auch auf einem Dampfprozess. Der Unterschied hierbei ist, dass im ORC-Prozess nicht

158

Gesetzestexte: Biokraft-NachV; BiomasseV; EEG-Novelle; EEWärmeG; MAP; EnWG; GasNZV


51

der Wasserdampf, sondern der Dampf eines niedrig siedenden Silikon-Öls die Turbine antreibt. Dabei entfallen die bei

Hochdruckanlagen üblichen Ausrüstungen, da der Druck und die Temperaturen geringer sind. Das verringert die

erforderlichen Investitionskosten, was auch KWK-Anlagen unter 2 MW elektrischer Leistung rentabel macht. Die meisten der

heutigen ORC-Anlagen arbeiten meist im Leistungsbereich bis 1,5 MW.

Bioenergie sollte nur auf Rohstoffen basieren, die den Nahrungsmittelmarkt in keiner Weise beeinflussen oder deren Preise

durch Wettbewerb um Land und Wasser in die Höhe treiben. Für den zukünftigen Bioenergiemarkt bedeutet dies, dass die

Ressourceneffizienz an Bedeutung gewinnen wird. Bioenergieträger der ersten Generation wie Bioethanol werden wohl nur

eine Übergangslösung bleiben, da sie als kurzfristiges Mittel unverzichtbar sind für den Vollzug des Energiewandels. Beim

Biogas liegen andere Verhältnisse vor. Die Anlagen sind um einiges effizienter, insbesondere in Kombination mit der Kraft-

Wärme-Kopplung. Sie sind ein wichtiger Bestandteil für die Grundlastsicherung und ideal auch für dezentrale

Energieversorgungskonzepte. Die Biogasproduktion wird in naher Zukunft noch weiter ausgebaut und ins Gasnetz eingespeist

werden. Mehrere Versuche an der Universität Hohenheim haben gezeigt, dass es möglich ist, ohne besonders aufwändige

Anreicherungsverfahren Biogas in Erdgasqualität zu erzeugen. Insgesamt empfehlen die Experten, nicht essbare Pflanzenteile

besser zu nutzen. Diese Rest- und Nebenstoffe fallen immer mit an, wenn Nahrungs- und Futtermittel produziert werden. Sie

enthalten ebenfalls Kohlenstoff, vor allem als Zellulose und Lignin. In diesen Reststoffen liegt ein großes Potenzial für Energie

und Wertstoffe. Weiter wird die stoffliche Nutzung der Biomasse favorisiert. Sie räumt den Technologien Vorrang ein, die

Biomasse in organische Bausteine für Basischemikalien umwandeln um erdölbasierte Verfahren zu ersetzen. Auch als

Bestandteil des Urban-Mining-Trends, bei dem dichtbesiedelte Städte als riesige Rohstoffmine angesehen werden, werden

Reststoffe und Abfälle aus Biomasse neue Verwendung als Rohstofflieferant finden.159


Die verstärkte Nutzung von Biomasse und Biogas spielt eine große Rolle bei der Realisierung der Energiewende. Dabei ist die

spezifische Besonderheit der Biomasse bezogen auf das breite Einsatzspektrum von großem Vorteil. Nicht nur als Möglichkeit,

um dauerhaft die CO2-Emissionen zu senken, sondern auch als weiteres wichtiges Standbein für die Land- und Forstwirtschaft,

die als Rohstofflieferant eine wichtige Rolle in der Energieträgerproduktion einnimmt. Längerfristig ergibt sich auch die

Möglichkeit, Biomasse als Rohstoffquelle für einige chemische und pharmakologische Produkte, etwa Biokunststoffe zu

verwenden. Viele ökonomische Szenarien betrachten Bioenergie als CO2-neutral. Häufig werden die Risiken des Einsatzes von

Energie aus Biomasse unterschätzt. Ottmar Edenhofer, Chef-Ökonom des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK)

und Professor der Technischen Universität Berlin fordert eine umfassendere Abschätzung der Risiken, bevor die Bioenergie

weiter ausgeweitet wird, da es in diesem Bereich doch noch einige Unsicherheiten gibt. Der großflächige Anbau von

Energiepflanzen könnte seiner Meinung nach zu mehr Ausstoß von Treibhausgasen führen, wenn dafür beispielsweise Wälder

abgeholzt werden und zu Anbauflächen umgewandelt werden.160

Zugleich heißt es in ökonomischen Szenarien, dass sich fossile Brennstoffe kaum ohne einen massiven Einsatz von Bioenergie

ersetzen lassen werden. Die Frage ist, wie die gegensätzlichen Standpunkte zur Biomasse in der Realität vereint werden

können. Während die Emissionen der bisherigen Produktion von Bioenergie meist gut erfasst wurden, werden die Effekte

einer künftigen Ausweitung ihres Einflusses auf die Märkte von Landwirtschaftsprodukten oder auf den Benzinmarkt oft außer

Acht gelassen. So könnte beispielsweise eine verstärkte Erzeugung von Rohstoffen für Biosprit weltweit die Preise für

Agrarland in die Höhe treiben. Dies würde Anreize setzen, Anbauflächen auf Kosten natürlicher CO2-Senken auszuweiten,

birgt aber auch die Gefahr steigender Kosten von Lebensmitteln. Auch ungewisse politische und ökonomische Stabilität haben

einen Einfluss auf die zukünftige Entwicklung des Marktes. Um Problemen vorzubeugen, ist eine engere und

fächerübergreifende Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen mit Bioenergie befassten Forschungsrichtungen nötig. Die

Schnittstelle von Politik und Wissenschaft muss auf Ungewissheiten reagieren können und genaue Berechnungen zur Wirkung

des verstärkten Einsatzes von Bioenergie vornehmen. Die Unsicherheiten betreffen Energiesicherheit, Klimaschutz,

Ernährungssicherheit und den Schutz der Artenvielfalt.

159

Leopoldina Nationale Akademie der Wissenschaften (2012) 160

Erneuerbare Energien - Das Magazin (2013)


52

6. Energieeffizienz

6.1. ENERGIEEFFIZIENTE GEBÄUDE


In Deutschland hat sich in den vergangenen Jahren ein neuer immobilienwirtschaftlicher Leitmarkt für Energie und

Ressourceneffizienz entwickelt. Dieser umfasst alle Leistungen zur Effizienzsteigerung von Gebäuden durch energetische

Sanierung und hocheffizienten Neubau.161 Das Thema der Energieeffizienz bei Gebäuden hat dabei nicht nur eine ökologische

sondern durchaus auch ein ökonomische Komponente, wenn es darum geht, Energiekosten drastisch zu reduzieren. So stellt

Deutschland bereits seit der ersten Wärmeschutzverordnung aus dem Jahr 1977 hohe Anforderungen an die energetische

Qualität von Gebäuden. Allerdings entfallen nach wie vor 38% des Energieverbrauchs auf die Gebäude. Doch gerade hier liegt

bedeutendes Einsparpotenzial. Daher kommt den Gebäuden eine besondere Rolle zu, die hoch gesteckten energetischen Ziele

zu erreichen.

Auf dem deutschen Baumarkt (Wohnungsbau, öffentlicher Bau, Wirtschaftsbau, Hochbau und Tiefbau) sind generell drei

Arten von Gebäudetypen zu finden: Ein-/Zweifamilienhäuser (EZFH), Mehrfamilienhäuser (MFH) und Nichtwohngebäude

(NWG). Insgesamt finden sich im deutschen Gebäudebestand 15,1 Mio. EZFH, 3,1 Mio. MFH und 1,8 Mio. NWG. Wie bereits

erwähnt, entfallen insgesamt 38% (968 TWh) des gesamten Energieverbrauchs auf die Beheizung, Warmwasserbereitung,

Beleuchtung und Kühlung von Wohn- und Nichtwohngebäuden. Diese Gebäudeenergie verteilt sich zu 65% auf Wohngebäude

(EZFH: 41%, MFH: 21%) und zu 35% auf Nichtwohngebäude.162 Dabei haben die Anspruchsgruppen private Haushalte

(Wohngebäude), Industrie und Gewerbe (Nichtwohngebäude) ganz spezifische Anforderungen an die energetische

Bereitstellung, auf die sich die Bauunternehmen sowohl mit Produkten bzw. Leistungen in Bezug auf die energetische

Sanierung, als auch auf die effiziente Versorgung von Neubauten einstellen müssen. Die privaten Haushalte verbrauchen mit

einem Anteil von 85% die Energie vor allem für die Raumwärme. Mit großem Abstand folgen Warmwasser (13%) und die

Beleuchtung (2%). Der Energieverbrauch für die Kühlung ist bei Wohngebäuden zu vernachlässigen. Abbildung 16: Energieverbrauchsanteile bei Wohngebäuden

Quelle: Deutsche Energie-Agentur (2012)

161

Roland Berger (2011) 162


85%

13%

2%

Raumwärme

Warmwasser

Beleuchtung


53

Bei Nichtwohngebäuden nimmt auch die Raumwärme mit 71% den größten Teil des Energieverbrauchs ein. Mit 20% hat hier

allerdings die Beleuchtung den zweitgrößten Verbrauch. Warmwasser dagegen macht in diesem Bereich lediglich 7%, die

Kühlung gar nur 2% aus. Abbildung 17: Energieverbrauchsanteile bei Nichtwohngebäuden


Die letzten 15 Jahre ist in Deutschland ein deutlicher Rückgang des Energieverbrauchs festzustellen. Diese Entwicklung gilt

sowohl für die Industrie als auch für die privaten Haushalte. So ging der Energieverbrauch in der Industrie für Raumwärme

und Warmwasser in diesem Zeitraum um 22% zurück, im Gewerbe sogar 28%. Bei den privaten Haushalten ist in den letzten

zehn Jahren ein Rückgang von 21% zu verzeichnen. Von diesem gesunkenen Energieverbrauch können jedoch lediglich 10%

durch die Sanierung von Gebäuden oder die verbesserte Anlagentechnik erklärt werden.163 Als entscheidenden Grund sehen

Experten das sparsame Verbraucherverhalten aufgrund des wachsenden Bewusstseins der Verbraucher für Energieeffizienz

und Nachhaltigkeit, aber auch aufgrund der gestiegenen Energiepreise. Wiederum sollen durch Energieeinsparungen

effizienter Gebäude die hohen Anfangsinvestitionen amortisiert werden. Eine Wirtschaftlichkeit muss erkennbar sein, um

Akzeptanz bei den Bauherren zu schaffen.164

Ein weiterer wichtiger Faktor, die Energieeffizienz von Gebäuden weiter voranzutreiben, ist das Alter der bestehenden

Gebäude. Gerade hier bedarf es in Deutschland, im Zuge der neuen Gesetzgebung, noch an umfangreicher energetischer

Sanierung.165 Von den bestehenden Gebäuden sind 70% vor dem Jahr 1979, also vor der ersten Wärmeschutzverordnung,

gebaut worden und weisen so in der Regel eine erheblich schlechtere Energieeffizienz als Neubauten auf. Dieser Anteil umfasst

insgesamt rund 13 Mio. Gebäude. Vor allem bei Gebäuden, die vor dem 2. Weltkrieg erbaut wurden, ist der Energiebedarf sehr

hoch. Dieser liegt quadratmeterbezogen bis zu fünfmal höher als bei einem heutigen Neubau. Diese Energiebedarfswerte sind,

seit der ersten Wärmeschutzverordnung 1979 und den darauf folgenden Verschärfungen der Anforderungen an neue Gebäude,

schrittweise gefallen.166 Die vor 1979 gebauten Gebäude haben insgesamt einen Anteil von 75% des Energieverbrauchs aller

Gebäude.

163

Deutsche Energie-Agentur (2012) 164

Deutsche Gesellschaft für internationale Zusammenarbeit GIZ (2012) 165

Zentralverband Deutsches Baugewerbe (2012); Deutsche Energie-Agentur (2012) 166


71%

20%

7%2%

Raumwärme

Beleuchtung

Warmwasser

Kühlung


54

Abbildung 18: Anteil am Energieverbrauch nach Baujahr


Um die Energieeffizienz bei Gebäuden nachhaltig zu steigern und den Einsatz von erneuerbaren Energien im Gebäudebereich

zu fördern, sind gesetzliche Vorgaben und eine geeignete Förderung wesentlich. Bei der Verfolgung der Energieeinsparziele

orientiert sich Deutschland an den Strategien der EU, ist aber bestrebt, diese noch zu übertreffen. Auch die einzelnen

Bundesländer haben teilweise eigene Konzepte ausgearbeitet. Diese bundeslandspezifischen Strategien sollen hier allerdings

nicht weiter vertieft werden. Im Rahmen dieser Studie soll auf die wichtigsten ordnungspolitischen Instrumente kurz

eingegangen werden. Das Energieeinsparungsgesetz (EnEG) wurde erstmalig im Jahr 1977 eingeführt, um die Einsparung von

Energie in den Gebäuden zu regeln. Durch dieses Gesetz, als Reaktion auf die Ölkrise und die steigenden Energiepreise, wurde

die Bundesregierung dazu ermächtigt, Verordnungen zur Senkung des Energieverbrauchs in Gebäuden zu erlassen. Hierbei

ging es in erster Linie um Maßnahmen zur Wärmedämmung der Gebäudeaußenhülle und zur effizienten Heiztechnik. Das

Gesetz diente als Grundlage für die erste Wärmeschutzverordnung (WSchVO), die ebenfalls im Jahr 1977 in Kraft trat und

2002 durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) abgelöst wurde. Innerhalb der EnEV werden erstmals bauliche und

anlagentechnische Anforderungen an Gebäude gemeinsam betrachtet. Mit den Novellierungen in den Jahren 2007 und 2009

wurden diese Anforderungen weiter verschärft. So wurde beispielsweise für Immobilieneigentümer eine Pflicht zur

Nachrüstung von alten Heizkesseln sowie zur Dämmung von nichtgedämmten Rohrleitungen und obersten Geschossdecken

eingeführt und ein Energieausweis implementiert.167

Eigentümer, die ihr Haus energieeffizient bauen oder sanieren möchten, werden zudem von der Bundesregierung durch

entsprechende Förderprogramme unterstützt. Zu den bedeutendsten gehört hier sicherlich das CO2-

Gebäudesanierungsprogramm der KfW-Bankengruppe. Gefördert werden im Rahmen des Programms sowohl der Neubau

eines Effizienzhauses, sowie die energieeffiziente Sanierung von bestehenden Gebäuden. Die Haus- und Wohnungseigentümer

werden mit zinsgünstigen Krediten oder Zuschüssen bei der Finanzierung unterstützt. Für die Jahre 2012 – 2014 stehen für

die Förderung jährlich Mittel von 1,5 Mrd. Euro aus dem Energie- und Klimafond zur Verfügung. Nachdem eine steuerliche

Förderung der energetischen Sanierung Ende 2012 gescheitert ist, wurde beschlossen, weitere Mittel von jährlich 300 Mio.

Euro für Zuschüsse, insbesondere für selbstnutzende Eigentümer, für die nächsten 8 Jahre zur Verfügung zu stellen. Generell

richtet sich die Förderhöhe für Eigentümer nach der Höhe der eingesparten Energie. Je mehr eingespart wird, desto höher fällt

auch die Förderung aus.168

167


Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2013)

29%

46%

17%

4%4%

vor 1949

1949 - 1978

1979 - 1995

1996 - 2001

2002 - 2009


55


Bei der Betrachtung des Baumarktes in Deutschland allgemein, zeigt dieser einen Rückgang bei den Bauinvestitionen (real) im

Vergleich zum Vorjahr von etwa 1,5% (von 219,3 Mrd. Euro auf 216,1 Mrd. Euro). Besonders betroffen war der öffentliche Bau

mit einem realen Rückgang von 10,4%. Während auch der Wirtschaftsbau mit -2,0% rückläufig war, erhöhten sich die

Bauinvestitionen in den Wohnungsbau um 0,9% im Vergleich zum Jahr 2011. Dennoch besteht weiterhin hoher Bedarf an

neuem Wohnraum. Nach Meinung von Experten müssten jährlich rund 250.000 neue Wohnungen gebaut werden (2012:

210.000 neue Wohnungen). Demnach wurden seit 2009 gut 300.000 Wohnungen zu wenig gebaut.169 Zudem kam es im Zuge

der Finanzkrise zu zahlreichen Geldanlagen in Sachwerte und folglich zu hohen Investitionen in den Wohnungsmarkt, die bis

dato andauern. Energieeffiziente Gebäude steigern den Gebäudewert langfristig, indem sie das Sanierungsrisiko maßgeblich

senken, so dass in diesem Bereich weiteres Potenzial zu erwarten ist.170

Bezüglich Energieeffizienzmaßnahmen verfügt Deutschland über den größten und fortschrittlichsten Markt innerhalb der EU.

Aufgrund seiner vielen Teilbereiche und der Heterogenität seiner Akteure und Produkte ist es nur schwer möglich, den Markt

in seiner Ganzheitlichkeit darzustellen.171 Schätzungen zu Folge betrug der Markt für Energie- und Ressourceneffizienz bei

Gebäuden in Deutschland bereits 2010 39,5 Mrd. Euro und soll bis zum Jahr 2020 auf insgesamt 76,4 Mrd. Euro wachsen.

Dies bedeutet eine überdurchschnittliche Wachstumsrate des Marktes von ca. 7% pro Jahr (vgl. folgende Abbildung). Abbildung 19: Entwicklung des Marktes für Energie- und Ressourceneffizienz (in Mrd. Euro)

Quelle: Roland Berger (2011)

Das größte zukünftige Potenzial wird dabei in der technischen Gebäudeausrüstung gesehen (32,2 Mrd. Euro im Jahr 2020).

Darunter fallen u.a. Maßnahmen zur Kraft-Wärme-Kopplung, Brennwerttechnik und zur intelligenten Gebäudeautomation.

Knapp dahinter folgt die Dämmung der Gebäudehülle (Dämmung von Dächern und Fassaden, Wärmedämmverbundsystem

etc.) mit einem errechneten Volumen von 31,9 Mrd. Euro im Jahr 2020. Der Immobilienbetrieb (Anpassung installierter

Kapazitäten, Energieberatung und -management, Anpassung des Nutzerverhaltens) kommt im betrachteten Zeitraum auf 12,3

Mrd. Euro, kann mit ca. 9% aber die höchste jährliche Zuwachsrate verzeichnen.172

Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, den Wärmebedarf von Gebäuden bis 2020 um 20% gegenüber 2010 zu

reduzieren. Geht man von einer Beibehaltung der Neubauquote von 1% aus, so wird zur Erreichung dieses Ziels eine

169

Zentralverband Deutsches Baugewerbe (2012) 170


Bundesministerium für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (2013) 172

Roland Berger (2011)

5,2 5,6 6,7 8,012,3

16,2 16,318,9

21,9

31,918,1 19,1

21,5

24,1

32,2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

2010 2011 2013 2015 2020

Technische Gebäudeausrüstung

Dämmung der Gebäudehülle

Immobilienbetrieb

39,5 41,0

47,1

54,0

76,4


56

Sanierungsquote von etwa 3% benötigt.173 Experten sehen ganzheitlich betrachtet daher die größten Energieeinsparpotenziale

im Gebäudebestand. Laut EU-Kommission kann die Energieeffizienz im Gebäudebestand um 50% gesteigert werden.174 Der

Markt für energieeffiziente Gebäude steht hier noch am Anfang einer vielversprechenden Entwicklung. Wie bereits

beschrieben, wurden 70% der bestehenden Gebäude in Deutschland vor dem Jahr 1979 gebaut, wobei diese Altbauten deutlich

mehr Energie benötigen als Neubauten. In den älteren Wohngebäuden haben nur 28% eine Dämmung an den Außenwänden,

nur 62% eine Dämmung des Daches oder der obersten Geschossdecke und nur bei 20% ist eine Dämmung der Kellerdecke

oder des Bodens vorhanden. Jährlich werden aktuell allerdings lediglich 1,1% des Gebäudebestands hinsichtlich Wärmeschutz

saniert. Die folgende Abbildung zeigt die Sanierungsraten von Altbauten (Wohnbau) im Detail, unterschieden nach

verschiedenen Bauteilen. Abbildung 20: Energetische Sanierungsraten bei Altbauten je Bauteil

Quelle: Deutsche Energieagentur (2012a)


Aktuell gibt es im deutschen Bauhauptgewerbe etwa 75.200 Betriebe mit insgesamt 755.000 Beschäftigten. Die großen

Betriebe mit mehr als 200 Mitarbeitern machen nur etwa 0,3% der Unternehmen aus, beschäftigen jedoch jeden Zehnten

Erwerbstätigen. Insgesamt erwirtschaften diese 0,3% aber 15% des Umsatzes des Bauhauptgewerbes. Seit 1995 hat sich

allerdings der Erwerbstätigenanteil dieser Unternehmen fast halbiert und auch der Umsatzanteil hat sich um ein Drittel

reduziert. Doch nicht nur die großen Unternehmen der Branche, sondern auch der Mittelstand hat Anteile verloren. Dies ging

zugunsten der Betriebe mit 1 bis 19 Beschäftigten, die ihre Anteilswerte deutlich steigern konnten. Insgesamt ging die

durchschnittliche Zahl der Beschäftigten von 19 (Jahr 1995) auf aktuell 10 zurück. Der Hauptverband der Deutschen

Bauindustrie spricht gar von einer Atomisierung der Branche. Diese wird mehr und mehr dominiert von vielen kleinen

Unternehmen, die ihren Platz im Markt gefunden haben. Stark sind die kleinen Unternehmen (1-19 Mitarbeiter) vor allem im

Wohnungsbau (61,9% des Umsatzes), konnten aber auch Umsatzanteile im Wirtschaftsbau (1995: 16,4%, 2012: 20%) und im

öffentlichen Bau (1995: 10,2%, 2012: 16,1%) gewinnen.175

173


Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013) 175

Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e.V. (2013)

0,83%

1,49%

0,31%

0,83%

1,54%

0,34%

0,00%

0,20%

0,40%

0,60%

0,80%

1,00%

1,20%

1,40%

1,60%

1,80%

Außenwand Dach/ ObersteGeschossdecke

Fußboden/Kellerdecke

Ein-/Zweifamilienhäuser

Mehrfamilienhäuser


57

Abbildung 21: Unternehmen und Umsatz im deutschen Bauhauptgewerbe

Quelle: Hauptverband der deutschen Bauindustrie (2013)

In den Jahren 2001 bis 2011 konnten die Unternehmen des Bauhauptgewerbes sowohl ihre Umsatzrendite von 2,5% auf 5,9%

als auch die Eigenkapitalquote von 3,3% auf 13,1% steigern. So konnte der Anteil an Eigenkapital deutlich erhöht und Verluste

besser gedeckt werden, womit das Insolvenzrisiko in der Branche deutlich gesenkt wird. Die Anzahl an Insolvenzen sank von

ca. 5.000 im Jahr 2001 auf ca. 2.000 im Jahr 2011. Jener deutliche Rückgang von 60% beschreibt die positive

baukonjunkturelle Entwicklung der letzten Jahre.176 Blickt man auf die größten Unternehmen der Branche, so finden sich fünf

Unternehmen, die auch unter den 60 größten Unternehmen in Europa zu finden sind. Anders als viele andere der großen

Unternehmen konnten diese Betriebe ihren Umsatz im Vergleich zum Vorjahr177 um durchschnittlich 10% steigern. Tabelle 11: Key Player Bauindustrie

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

Hochtief AG 25.228 79.987

Billfinger Berger SE 8.509 66.826

STRABAG 4.504 76.866

ED. ZÜBLIN 2.522 13.411

MAX BÖGL 1.600 5.900

Quelle: Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e.V. (2012)

176

Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e.V. (2012) 177

Stand 2011

90,0%

33,8%

7,1%

21,9%

2,6%

29,2%

0,3%

15,1%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Betriebe Umsatz

200 und mehr Beschäftigte

50-199 Beschäftigte

20-49 Beschäftige

1-19 Beschäftige


58


Dem Verbraucher wird es immer wichtiger, Energie effizient und ökonomisch einzusetzen und gleichzeitig Kosten einzusparen.

Parallel dazu werden auch die gesetzlichen Mindeststandards weiter verschärft. Das Bundeskabinett hat am 6. Februar die

Novellierung der Energieeinsparverordnung (EnEV) beschlossen. Damit sollen insbesondere die Standards für Neubauten

angehoben werden, zum Beispiel mit Bezug auf die Gesamtenergieeffizienz, die Gebäudehülle und den Primärenergiefaktor.

Außerdem soll der Energieausweis gestärkt werden, etwa durch ein Kontrollsystem, die Ausweitung der Aushangpflicht und

die Pflichtnennung von Energiekennwerten in Immobilienanzeigen. Der Energieausweis bei Neubauten soll in einem

zweistufigen Verfahren (2014 und 2016) um jeweils um 12,5% jährlich gesenkt werden. Hintergrund der Novellierung ist die

verschärfte EU-Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden (2010/31/EU), welche im Zuge der neuen EnEV

umgesetzt wird.

Der Gebäudebereich hat neben dem Verkehrsbereich eine Schlüsselfunktion für das Gelingen der Energiewende.178 Das

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) strebt bis zum Jahre 2050 einen nahezu klimaneutralen

Gebäudebestand an. Der Primärenergiebedarf soll in einer Größenordnung von 80% gesenkt werden. Oberstes Gebot im Zuge

des Wandels ist die Wirtschaftlichkeit und das richtige Setzen von Anreizen. Das BMVBS hat daher im Jahr 2012 eine

Bestandsaufnahme der Energieentwicklung beim Gebäudebestand durchgeführt und festgestellt, dass klimapolitische

Maßnahmen (bspw. durch die EnEV) gut greifen, aber dennoch viel Ausbaupotenzial besteht. Dementsprechend wird in einem

zweiten Verfahren festgestellt, welche Maßnahmen den größten Nutzen versprechen und wo am meisten Investitionsbedarf

besteht. Alle zwei Jahre soll in diesem Zusammenhang ein Fortschrittsbericht veröffentlicht werden. Um die energetische

Ertüchtigung des Gebäudebestands weiterhin voranzutreiben bedarf es finanzieller Anreizprogramme. Wie bereits

beschrieben, werden mittels der KfW jährlich 1,5 Mrd. Euro zur Verfügung gestellt. Im Zuge dieser Förderung wurden bis jetzt

bereits ca. 3 Mio. Gebäude bei Sanierung oder Neubau unterstützt. Die CO2-Bilanz konnte so jährlich um 6,1 Tonnen reduziert

werden.

Das Projekt Effizienzhaus Plus mit Elektromobilität vom BMVBS vereint verschiedene Trends und versucht auf eine autonome

Dezentralisierung aufmerksam zu machen. Das Gebäude ist so konzipiert, dass es sowohl Heiz-, Lüftungs- und

Klimatisierungsvorgänge als auch den gesamten elektrischen Bedarf im Haushalt selbst erbringt. Das KfW-Förderprogramm

soll eine Verbreitung dieser Gebäude unterstützen und mehr Akzeptanz in der Bevölkerung schaffen und den wirtschaftlichen

Erfolg energieeffizienter Maßnahmen verbessern. Als Effizienzhäuser Plus gelten solche, die einen jährlich überschüssigen

Endenergiebedarf aufweisen. Momentan sind 18 Modellvorhaben in Deutschland verbreitet und werden wissenschaftlich

begleitet.

Die größte Herausforderung stellt jedoch der zu sanierende Gebäudebestand dar, dessen erneuerbarer Primärenergiewert

ebenfalls auf die Zielwerte von 2050 gesetzt werden muss. Im Zuge der KfW-Förderungen sollen bis 2050 nahezu alle

Altbauten auf Effizienzhaus 40 - Niveau (EH 40) gebracht werden. EH 40 ist der derzeitige KfW-Förderstandard und benötigt

60% weniger Primärenergie als ein vergleichbarer Neubau (EH 100). Der verminderte Energieverbrauch verlangt einen

umfassenden Wärmeschutz und gilt derzeit ausschließlich für Neubauten. Die bereitgestellten Fördermittel umfassen

zinsvergünstigte Darlehen und Tilgungszuschüsse (z.B. Tilgungszuschüsse von 10%). Nichtsdestotrotz müssen weitere

Fördermaßnahmen greifen, um weitere Anreize beim Verbraucher zu schaffen. In diesem Zusammenhang stehen die

Förderung von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien (MAP) und Fördermittel für hoch effiziente energetische

Sanierungen als mögliche Zusatzoptionen zum KfW-Programm zur Verfügung. Insgesamt müssen energetische

Mehrinvestitionen in den Wohnungsneubau und Wohngebäudebestand von rund 15 Mrd. Euro jährlich erreicht werden, um

die energetische Zielsetzung bis 2050 zu erreichen. Dementsprechend spielen auch „weiche Instrumente“ eine entscheidende

Rolle bei der Sensibilisierung der Bevölkerung hinsichtlich energetischer Sanierung. Hierbei sollen Energieberatung und

Qualifizierung für bessere Aufklärung sorgen. Vor allem eine einfache Dokumentation der wichtigsten energetischen Merkmale

von Gebäuden und Wärmeversorgungstechnik, welche eine Einschätzung der Stärken und Schwächen des Gebäudes

ermöglichen, soll dem Bauherren leicht zugänglich und transparent dargeboten werden.


Verglichen mit dem internationalen Umfeld ist der deutsche Markt für Energieeffizienz weit entwickelt. Folglich startet

Deutschland bei der Umsetzung der EU-Energieeffizienzrichtlinie bereits auf hohem Niveau. Nichtsdestotrotz bestehen große

wirtschaftliche Potenziale die Energieeffizienz bei Unternehmen, Haushalten und der öffentlichen Hand weiter zu steigern.

Lebenszyklusanalysen zeigen, dass sich Energieeffizienzinvestitionen deutlich häufiger rechnen als vielfach angenommen. In

kaum einem anderen Bereich schaffen Investitionen einen so vielfachen Nutzen: Vermietbarkeit und Betrieb der Immobilie

178



59

sind langfristig gesichert und der Wert der Gebäude steigt. Dies eröffnet vielen Unternehmen, insbesondere dem Mittelstand,

neue Chancen, im Markt für Energiedienstleistungen und –effizienzprodukte Fuß zu fassen. Durch qualitativ hochwertige

Beratung sollen Haushalte und andere Unternehmen über die Vorteile energieeffizienter Produkte, Produktionsprozesse und

Energiemanagementsysteme in Kenntnis gesetzt werden.179

Internationale Unternehmen profitieren von einem stabilen deutschen Markt für Energieeffizienz. Seine Kontinuität bietet

Unternehmen Planungssicherheit. Die Industrie kann so Anlagen und Komponenten laufend optimieren und Innovationen im

realen Betrieb überprüfen.180 Grüne Gebäude (wie EH 40) brauchen intelligent vernetzte Infrastrukturen, innovative Lösungen

für elektrische Installationstechnik und Gebäudeautomatisierung. Arbeiten all diese Faktoren zusammen, lassen sich

Treibhausgas-Emissionen reduzieren und gleichzeitig Luftqualität und Effizienz steigern. Des Weiteren gilt Deutschland als

internationaler Markt- und Innovationsführer im Bereich Energieeffizienztechnologien und Energieberatung. Die

Exportinitiative Energieeffizienz ermöglicht es dem Ausland, Kontakt zu deutschen Unternehmen aufzubauen und an deren

Knowhow teilzuhaben. Der deutsche Markt zeichnet sich besonders durch eine leistungsstarke und flächendeckende

logistische Infrastruktur aus. Diese bietet die perfekte Kombination aus modernen Transportverbindungen und neusten IT

Systemen.

Trotz positiver Entwicklung stößt der Markt für energieeffiziente Gebäude an gewisse Grenzen. Immobiliendienstleister

nennen allen voran zwei große Kompetenzlücken, die mangelnde Zahlungsbereitschaft für innovative Leistungsangebote und

den akuten Fachkräftemangel. Doch auch diese Hürden werden bereits in Angriff genommen. 80% der Dienstleister planen in

den nächsten Jahren eine Aufstockung der Mitarbeiterzahlen um ca. 10%. Des Weiteren ist auf Unternehmensseite eine

Erhöhung der Kooperation mit den Kunden geplant, um sich individuell anzupassen und die Nachfrage am Markt zu erhöhen.

Auch eine stärkere unternehmensinterne Mitarbeitervernetzung soll dafür sorgen den effizienten Gebäudemarkt in- und

extern transparenter zu gestalten. Folglich will man neue Leistungsangebote gewährleisten, die besser auf den Kunden

zugeschnitten sind und dessen Zahlungsbereitschaft erhöhen.181

6.2. HEIZ-, LÜFTUNGS- UND KLIMATISIERUNGSSYSTEME


Mit dem Atomausstieg 2022 wird die Energiepolitik vor drastische Herausforderungen gestellt. Erneuerbare Energie zu

erzeugen, zu speichern, zu dezentralisieren und effizient zu verarbeiten sind nur einige Schlagworte in diesem Zusammenhang.

Bei den Stichworten Effizienz und Dezentralisierung können sogenannte HLK-Systeme Abhilfe schaffen. HLK ist das Akronym

für Heiz-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme, welche vornehmlich in Gebäuden oder im Fahrzeugverkehr eingesetzt

werden. Alle drei Funktionen sollen durch ein Gerät abgedeckt werden und zudem sollen die Geräte autonom und effizient

arbeiten, als auch mit erneuerbaren Energien kombinierbar sein.

Im Zuge der Energiewende nehmen HLK-Systeme eine besondere Stellung ein, da die Wärmenutzung den Großteil des

Energiebedarfs darstellt. Entscheidender Hebel der Energiewende ist, neben dem Einsatz erneuerbarer Entergien, eine

effiziente Energienutzung. Mittels intelligentem Energiemanagement lassen sich mit HLK-Systemen bis zu 30% an Energie

einsparen.182 Durch das Erneuerbare Energien Wärmegesetz, das 2009 in Kraft trat, wurde veranlasst, dass seit 2011 alle

Neubauten und bestehende öffentliche Gebäude einen Teil ihres Wärme- und Kältebedarfs durch erneuerbare Energien decken

müssen.183 Bereits heute werden so 11% des Endenergieverbrauchs für die Wärmeversorgung in Gebäuden gedeckt.184 Hierbei

wird vor allem auf die Solarenergie gesetzt, die einen entscheidenden energetischen Beitrag in Bezug auf die Wärme- und

Kälteversorgung leisten kann. Folglich kommen HLK-Systeme zum Einsatz, die mit Solarzellen und weiteren Technologien

verknüpft werden können. Während klassische HLK-Systeme versuchen alle drei Faktoren (Heizen, Lüften und Klimatisieren)

in einem Gerät zu vereinen, gibt es auf dem deutschen Markt verschiedene Untergruppen oder auch Mischformen. In Bezug

auf Subsegmente sind ausschließlich Heizsysteme zu betrachten, da Lüftungs- und Klimatisierungssysteme auf dem deutschen

Markt kaum vorhanden sind (siehe Potenzial/Marktgröße) oder in der Heiztechnik bereits enthalten sind (z.B. bei der

Wärmepumpe).

179

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013g) 180

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2010a) 181

Roland Berger (2011 ) 182

HLK Gebäudetechnik (2010) 183


Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013g)


60

Einige alleinstehende Heizsysteme bieten die Möglichkeit umweltfreundlich und zugleich mit erneuerbaren Energien zu

arbeiten. Solarthermie nutzt die Energie der Sonne, um Trinkwasserwärme zu regulieren oder um die Heizanlagen von

Gebäuden zu unterstützten. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) bezuschusst den Bau von

Solarthermieanlagen durch das im März 2011 neu aufgelegte Marktanreizprogramm für erneuerbare Energien im

Wärmemarkt (MAP). Hierbei handelt es sich um eine Maßnahme der Bundesregierung, welche versucht durch monetäre

Anreize die Akzeptanz der Bevölkerung in Bezug auf Solarenergie zu erhöhen. Stark angestiegene Preise fossiler Energien

halfen zwar den Markt zu beleben, dennoch blieb der Beitrag solarthermischer Anlagen zur Wärmeversorgung in Deutschland

Ende 2011 nur bei rund 1%.185 Symptomatisch für den Vertrauensverlust in die Branche ist die Tatsache, dass zwei deutsche

Großkonzerne erhebliche Probleme mit der Solarbranche hatten. Sowohl der Ausstieg von Siemens aus dem

Solarthermiegeschäft Ende 2012, aufgrund der hohen Konkurrenz von Photovoltaikanlagen und der Nicht-Erfüllung der

Unternehmenserwartungen,186 als auch der Rückzug des Unternehmens Bosch aus ähnlich gelagerten Gründen werfen starke

Kritik gegenüber der Bundesregierung auf. Inkonsequente Verteilung der Fördergelder oder eine unstrukturierte

Energiepolitik sind nur einige Stichworte in diesem Zusammenhang.187 Nichtsdestotrotz zeigt eine Trendanalyse im Kapitel

Potenzial/Marktgröße, dass der Markt für Solarthermie keinesfalls verloren ist und in der Prognose sogar einen Anstieg

verzeichnet.

In Bezug auf Sonnenenergie rückt die Technologie der Wärmepumpe in den Vordergrund. Wärme aus dem Umfeld wird

gespeichert und für Heizzwecke nutzbar gemacht. Wiederum ist eine Wärmepumpe in der Lage der Luft, dem Wasser oder

dem Erdreich Wärme zu entziehen und weiterzuverarbeiten. Durch Kompressoren wird die Energie von einem niedrigen auf

ein hohes Temperaturniveau gebracht, um damit Gebäude oder Wohnungen zu heizen. Aufgrund von künftigen

Energiesparverordnungen, steigenden Energiepreisen oder der Pflicht zur Nutzung erneuerbarer Energien beim Neubau, wird

der Wärmepumpe auch zukünftig eine vielversprechende Stellung im Markt zugeordnet (siehe Potenzial/Marktgröße).188

Als Subsegment der Wärmeerzeugung spielt Holz nach wie vor eine bedeutende Rolle. In Pelletkesseln bspw. wird Holz

verbrannt und die entstehende Wärme wird in Pufferspeichern zwischengelagert, um individuell abrufbar zu bleiben. Für eine

Biomasse-Verbrennung spricht der hohe Wirkungsgrad (90-95%) und die gute Kompatibilität mit der Solarenergie. Holz, als

eine der wenigen regenerativen Energiequellen, bietet vor allem im häuslichen Bereich eine gute Alternative zu fossilen

Brennstoffen und leistet damit einen nicht unbedeutenden Beitrag in der Energiepreisentwicklung.189

Die effiziente Wärmenutzung spielt bei der Kraft-Wärme-Kopplung die zentrale Rolle. Hierbei handelt es sich um eine

effiziente Verwendung der gleichzeitig bereitgestellten Elektrizität und Wärme. So kann die Wärme, die bei der Erzeugung von

Elektrizität entsteht, anderweitig genutzt werden und bspw. an Haushalte bzw. Einrichtungen als Fernwärme übertragen

werden.190 Trotz kritischer Stimmen gegenüber der Kraft-Wärme-Kopplung fördert das Bundesamt für Wirtschaft und

Ausfuhrkontrolle die Kraft-Wärme-Kopplung finanziell. Kritisiert wird vor allem, dass der erzeugte Strom größtenteils durch

fossile Brennstoffe gewonnen wird und nur die Abwärme saubere Energie sei. Zudem muss im autonomen Verbrauch Strom

hinzugeführt werden, um fehlende Wärme zu erzeugen.191 Durch in Kraft treten des Kraft-Wärme-Kopplungsgesetzes am 19.

Juli 2012 wird der Ausbau von Wärme- und Kältespeichern gefördert, welcher auch einen positiven Einfluss auf die

schwankende Einspeisung von erneuerbaren Energien in das Stromnetz hat.192 Weiterhin soll der Anteil der Kraft-Wärme-

Kopplung bis 2020 auf 25% (Stand 2011: 12%) steigen.

Für den Erfolg eines Markteintritts haben die steigenden Preise fossiler Energien einen bedeutenden Einfluss. Es ist

bezeichnend, dass Deutschland die zweithöchsten Strompreise in ganz Europa hat, was nicht nur Hausbesitzer sondern auch

klein- und mittelständische Unternehmen belastet. Der Wunsch nach dezentraler Stromversorgung wird immer größer.193

Starken Einfluss übt auch die Bundesregierung durch neue Gesetzgebung aus. Allen voran ist hierbei das erneuerbare Energien

Wärmegesetz zu nennen, welches den Verbraucher selbst veranlasst sich mit dem Thema Cleantech zu beschäftigen. Folglich

wird die Umstellung der Heizung auf erneuerbare Energien durch umfangreiche Förderprogramme deutlich attraktiver. So

stellt das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) bspw. für eine 40m² Bruttokollektorfläche zwischen 1.500

Euro bis 3.600 Euro, je nach verwendeter Technologie in Aussicht. Auch für Sanierung und Neubau werden dem Verbraucher,

im Fall der Umstellung auf erneuerbare Energien, Fördergelder zugesprochen.194 An dieser Stelle zeigt die Bundesregierung,

185


Handelsblatt (2012d) 187

Tagesspiegel (2013) 188

Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.V. (2013) 189


BHKW-Infozentrum (2013) 191

FAZ (2011) 192

Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (2013) 193

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013g) 194

Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (2013)


61

dass sie auch am Heizungsmarkt den Verbraucher auf innovative Technologien in Verbindung mit erneuerbaren Energien

aufmerksam machen will, um eine Sensibilisierung der Gesellschaft hinsichtlich der Energiewende zu erreichen.


Die Ergebnisse des Forschungsprojektes Datenbasis Gebäudebestand - Datenerhebung zur energetischen Qualität und zu den

Modernisierungstrends im deutschen Wohngebäudebestand des Instituts für Wohnen und Umwelt zeigen interessante Fakten

bezüglich des deutschen Heizungsmarktes. Zusammengefasst ist die Heizungsmodernisierung auf einem recht guten Weg

(siehe auch Entwicklungstrends), jedoch ist der Markt für Belüftung und Klimatisierung in Deutschland fast nicht existent. Im

Rahmen der Studie wurden ca. 7.500 Besitzer von Wohnanlagen befragt, von denen nur 1,5% mit einer Lüftung und 0,9% mit

einer Klimaanlage ausgestattet waren. Bezüglich Lüftung und Klimatisierung zeigt sich, dass rein von der technischen Seite ein

großes Ausbaupotenzial in Deutschland herrscht, da nahezu 99% aller Wohngebäude ohne diese Technologien ausgestattet

sind. Dass diese Technologien bisher allerdings weitestgehend ungenutzt sind, liegt am Klima Deutschlands und an der damit

einhergehenden Irrelevanz der Themen Klimatisierung/Lüftung für den Verbraucher.

In der nachfolgenden Grafik, die vom Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik (BDH)

publiziert wurde, ist die Marktentwicklung der Wärmeerzeugung von 2003 bis 2012 abgebildet. Aus dieser Darstellung ist

ersichtlich, dass im Verlauf von 10 Jahren insbesondere Wärmepumpen auf Kosten der Öl-Heizungen einen festen Marktanteil

erringen konnten. Bei Biomasseanlagen zeigt sich im Vergleich zur alternativen Wärmeerzeugung kein stabiler Trend über die

vergangenen 10 Jahre. Abbildung 22: Marktentwicklung der Wärmeerzeuger von 2003 bis 2012

Quelle: Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik (2013)

Auch die Solarenergie soll bei der Wärmeerzeugung in naher Zukunft eine besondere Rolle spielen. Die Studie Klimaschutz im

Wohnungssektor – Wie heizen wir morgen?, die Shell in Kooperation mit dem Bundesverband Deutschland Haus-, Energie-

und Umwelttechnik (BDH) durchführte, prognostiziert, dass sich das Potenzial von erneuerbaren Energien im Heizungssektor

von 1,6 Mio. Solarwärmeanlagen in 2013 auf 4,5 Mio. Solarwärmeanlagen in 2030 verdreifachen wird. Natürlich spielen fossile

Brennstoffe aufgrund der enormen Anteile am Gesamtmarkt auch künftig eine tragende Rolle und werden auch mittelfristig im

Heizungsmarkt nicht zu ersetzen sein. Dennoch hat eine Kombination von HLK-Geräten mit erneuerbaren Energien extrem

70% 69% 68%66%

69%67%

69%

73% 74%77%

25% 25% 24%21%

19%17% 18%

16%14%

12%

2% 2% 3%6%

8%10% 9% 8% 9% 9%

3% 4%5% 7%

3%6%

4% 3% 3% 3%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Gas

Öl

Wärmepumpen

Biomasse


62

hohes Potenzial.195 Im Zuge der zunehmenden Vielfalt der Wärmeerzeuger bieten innovative Technologien wie bspw. HLK-

Systeme in Kombination mit erneuerbaren Energien einen großen und vielversprechenden Markt.

Während sich der Heizungsmarkt 2012/2013 noch in die vier Kategorien Gas, Öl, Wärmepumpen, Biomasse untergliedert,

können zukünftige Szenarien anders aussehen. In naher Zukunft wird die Heizungsstruktur nach wie vor durch Gas und Öl

bestimmt. Doch innerhalb jener Leistungsträger findet ein technologischer Wandel statt. Weg von Niedertemperaturkesseln

hin zu Brennwertkesseln. Jene Kessel haben den Vorteil, die entstehende Kondensationswärme zur Wärmebereitstellung zu

nutzen. Somit soll, laut der Hauswärmestudie, der Anteil der Brennwertöfen bei Gas auf 60% steigen und bei Öl auf 53%. Abbildung 23: Anzahl der Heizungen im Trendszenario in Tsd.

Quelle: Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.V. (2013)

Bei den Mini-KWK-Anlagen, also den Miniatur Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen ist, ausgehend von einem geringen Niveau (in

der Abbildung aufgrund der geringen Anzahl nicht ersichtlich), ein deutlicher Anstieg zu vermerken. Die Zahl steigt von

16.000 auf 34.000. Mini-KWK-Anlagen erzeugen Strom mittels Generatoren, die Wärme erzeugen. Jene Abwärme wird mit

Hilfe eines Wärmetauschers gewonnen und zum Heizen oder zur Wassererwärmung genutzt. Die Verwertung von zusätzlich

gewonnener Umweltwärme führt zu einer Reduktion des Endenergieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen. Derartige

Heizanlagen oder Kessel arbeiten hocheffizient und tragen nachhaltig zu einer Verbesserung der Energiebilanz bei. Aufgrund

ambitionierter Zielsetzungen der Bundesregierung, wie die Schaffung eines klimaneutralen Gebäudebestands bis 2050, wird

man auf solch innovative Technologien künftig angewiesen sein. Dementsprechend verdreifacht sich auch die Anzahl der

Wärmepumpen von ca. 0,5 Mio. auf 1,5 Mio. Stück, die meist auch in Verbindung mit KWK-Anlagen zum Einsatz kommen. 196

Des Weiteren entwickelt sich ein Trend zu erneuerbaren Heiztechniken, z.B. Holzkessel oder Solarthermie. Holz wird auch in

Zukunft unverzichtbar sein. Diese Tatsache wird in Abbildung 2 verdeutlicht, aus der ein Anstieg der Holzkessel um 50% zu

entnehmen ist. Im Zuge der erwarteten künftigen Dezentralisierung rückt auch der Einsatz von Solarthermie immer stärker in

den Vordergrund (vgl. Entwicklungstrends). Es wird ein Anstieg von 1,6 Mio. Einheiten in 2011 auf über 4,5 Mio. Anlagen

2030 erwartet. Der große Vorteil von Solarthermie ist die Regulierung des Warmwasserprozesses, welcher 15% des gesamten

195


Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.V. (2013)

12.56612.780

12.98813.183

5.846 5.721 5.565

5.110

441655

954

1.508

802866

980

1.2351.056 1.084

1.114

1.158

620 544 450 28616 19 24 34

1.660

2.260

3.010

4.510

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

2011 2015 2020 2030

Gas

Öl

Wärmepumpe

Holz

Fernwärme

Nachtspeicher

Mini-KWK

Solarthermie


63

Heizenergieverbrauchs ausmacht. Durch einen Ausbau der Kollektoren will man dem hohen Energiebedarf für Warmwasser

entgegen wirken.197

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass ein hohes Potenzial für HLK-Systeme besteht, da sich der Markt im

Hinblick auf erneuerbare Energien stets vergrößert und gleichzeitig eine effiziente Modernisierung der Heizanlagen angestrebt

wird. Das Potential der HLK-Systeme liegt vor allem in der Kombinationsmöglichkeit unterschiedlicher Technologien. Eine

HLK-Anlage, die bspw. Abwärme weiterverwertet oder mit unterstützenden Solarthermiekollektoren verbunden ist, sei hier als

Beispiel genannt. Generell führt die Kombinationsmöglichkeit der Technologien aus den bekannten Subsegmenten zu einer

großen Vielfalt am Markt, welche den hochgesteckten energiepolitischen Zielen der Politik gerecht wird.198


Der wohl größte Vorteil von HLK-Anlagen ist die individuelle Anpassung auf die Begebenheiten der Gebäude bzw. den

Bedürfnissen der Verbraucher. Die Dienste einer reibungslosen Regulation und die freie Kombinierbarkeit stehen bei diesen

Anlagen im Vordergrund.199 Die Möglichkeit einer einfachen Verbindung der Anlage mit Wärmepumpen, Holzkesseln,

Brennwertkesseln oder Solarthermie hat den Vorteil sich den Wettbewerb zu Nutze zu machen (siehe Spezifische

Besonderheiten). Kooperationen unter Herstellern und eine hohe Anpassungsfähigkeit auf die Technologien können einen

Markteintritt erheblich erschweren. Tabelle 12: Key Player Heiz-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

Johnson Controls 31.756 170.000

Eaton Corporation 12.346 72.000

Siemens Building Technologies 5.820 29.353

Lennox international 2.227 12.000

Quelle: Unternehmenswebsite

Die Größe der Key Player zeigt deutlich, dass HLK-Systeme ein komplexes Gebilde aus verschiedenen Technologien sind. Die

Notwendigkeit HLK-Systeme verbraucherindividuell und gebäudespezifisch zu gestalten, zwingt die Hersteller dazu, ihr

Produktportfolio möglichst vielfältig auszulegen. Wiederum zeigt sich, dass der Markt für HLK-Anlagen nicht nur auf Gebäude

beschränkt ist. Heiz- Lüftungs- und Klimatisierungssysteme sind auch im Zug- Schiff- und Flugverkehr, sowie in der

Automobilbranche zu finden. Folglich ist eine breite Marktbearbeitung mit einem umfänglichen Produktprogramm möglich.

Dieser Aspekt bleibt jedoch vornehmlich den großen, schon länger etablierten Unternehmen vorbehalten. Da hohes

technologisches Knowhow gefordert ist, um sich am Markt zu behaupten, ist es für kleine Startups schwer sich zu platzieren.

Des Weiteren ist zu erkennen, dass etablierte mittelständische Unternehmen mit hohem Potenzial, meist von Key Playern

gekauft werden und in den Konzern integriert werden. Ein Beispiel hierfür ist die Akquisition der Moeller GmbH durch die

Eaton Corporation 2008. Dadurch konnte die Eaton Corporation ihre Kompetenzen vor allem im Gebäudemarkt weiter

ausbauen. In einem ähnlichen Vorgang wurde die Elektrowatt AG 1996 von Siemens übernommen, woraus sich letztendlich

Siemens Building Technologies entwickelte. Hierdurch wurden die Kompetenzen von Siemens im Bereich Energieversorgung

erweitert und mit dem Wissen über die Gebäudetechnik kombiniert. Ein weiterer Aspekt ist die enge Verknüpfung des

Heizungssektors mit der Solarbranche, die neben Solarthermie oder Photovoltaik auch eine Verbindung zu einem Heizsystem

anbieten (z.B. SOLVIS GmbH & Co KG). Das heißt, dass die Kernkompetenzen nicht auf HLK-Systemen liegen, sondern diese

nur einen Teil des Produktangebots ausmachen. Folglich zeichnet sich im HLK-Bereich eine starke Abhängigkeit vom

Produktionssektor, vom Produkt- und Dienstleistungsumfang sowie vom technischen Knowhow ab.


Der enorme Nachholbedarf an energetischer Sanierung bei Wohngebäuden bildet die Grundlage einer Trendanalyse. Geht man

vom heutigen Stand aus, wird nur 1% aller Wohngebäude in Deutschland jährlich energetisch saniert. Des Weiteren muss auch 197



HLK-Gebäudetechnik (2010)


64

die Modernisierungsrate von Heizanlagen betrachtet werden. Diese liegt aktuell bei 3%. Alternative Heizsysteme, wie

Brennwertkessel, KWK, Solarthermie oder Wärmepumpen werden den Heizungsmarkt entscheidend verändern. Diesen Trend

bzw. diese Chance müssen die HLK-Unternehmen nutzen, um den Markt noch stärker mit moderner und nachhaltiger Technik

zu bearbeiten. Wie in der gesamten, sich wandelnden Energiebranche, muss auch hier investiert werden, um technologische

Meilensteine in Sachen Effizienz und sauberer Energie zu erreichen.

Wiederum gilt es politische Entscheidungen in Bezug auf eine Förderung zu überdenken. Mit dem Gesetz zur steuerlichen

Förderung von energetischen Gebäudesanierungen lenkt die Politik zwar in die richtige Richtung, jedoch müsste ein anderer

Schwerpunkt gesetzt werden. Neben der Gebäudesanierung könnte eine Förderung der Heizungsmodernisierung im

Vordergrund stehen. Die Trendanalyse der Hauswärmestudie zeigt, dass der Fokus auf einer strukturierten Förderung der

Heizungsmodernisierung liegen sollte, was wesentlich wirtschaftlicher und kosteneffizienter wäre. Sicherlich spielt auch, in

Bezug auf die HLK-Systeme, die politische Macht im Zuge der Dezentralisierung eine tragende Rolle. Steigende Strom- und

Erdölpreise fördern zwar die Entscheidung des Verbrauchers seinen Haushalt dezentral zu versorgen, jedoch steht die Politik

weiterhin stark hinter den Energiegroßkonzernen und bremst somit eine Entwicklung in die Richtung der Selbstversorgung.

Um eine Verminderung der Abhängigkeit ausländischer Ressourcen zu forcieren, wäre eine Förderung dezentraler

Energieformen nicht nur politisch sondern auch wirtschaftlich durchaus sinnvoll.

Ein Mix aus erneuerbaren Energien und fossilen Energieträgern stellt bspw. eine vielversprechende Perspektive im

Heizungssektor dar. Vor allem neue Technologien (z.B. Mini-KWK) werden ihre Position auf dem Markt finden und in

Abhängigkeit von ihrer Effizienz gefördert werden, um mögliche Potenziale aufzudecken. Das heißt, dass dem Staat die

Aufgabe zukommt Technologien möglichst neutral bzw. objektiv in punkto Förderung zu beurteilen, da meist nie exakt

vorhergesagt werden kann, wie sich eine Technologie entlang ihres Reifeprozesses entwickelt.200


Durch die Ausführungen der vorhergehenden Kapitel wird deutlich, mit welchen Markteintrittsbarrieren bei HLK-Systemen zu

kämpfen ist. Die drei wohl größten Aspekte in diesem Zusammenhang sollen an dieser Stelle nochmals kurz beleuchtet

werden. Zum einen spielt der sogenannte Technology Push eine tragende Rolle. Dieser beschreibt eine langfristige, radikale

und äußerst kostspielige Innovation, welche von einer hohen Marktunsicherheit geprägt ist. Europa bspw. gilt als Vorreiter für

Neuinvestitionen in erneuerbare Energien mit einem Gesamtvolumen von etwa 76 Mrd. Euro im Jahre 2011.201 Investitionen

und Entwicklung gehen in verschiedene Richtungen. Letztendlich fehlt es an einer klaren Struktur bzw. einer zielführenden

zukünftigen Technologie. Als Paradebeispiele gelten hier die Fehlinvestitionen von Siemens und Bosch, die das Potenzial des

stark fluktuierenden Energiemarkts unterschätzt haben. Selbst Großkonzerne mit viel Erfahrung in der Branche,

umfangreichen Produktionskapazitäten und starken Entwicklungsabteilungen kämpfen damit, den Energiemarkt konsequent

zu bearbeiten und nachhaltig zu entwickeln. Vermeidlich große Technologiesprünge werden auf einem sich schnell

entwickelnden Markt meist zu früh als Durchbruch bewertet. Gleichzeitig können sich die HLK-Systeme diese Barriere aber zu

Nutze machen, indem sie eine hohe Kompatibilität bezüglich neuer Technologien aufweisen. Somit kann man technologischen

Trends, die erfolgsversprechend sind aber dennoch am Markt scheitern, mit geringen Kosten aus dem Weg gehen, da man

mehrere Alternativen vorweisen kann. Andererseits kann man eine Entwicklung, die sich durchsetzt, weiter verfolgen.

Wiederum muss die Frage gestellt werden, ob der Markt für Technologien wie Mini-KWK, Wärmepumpe, Solarthermie usw.

bereit ist. Der Trend (siehe Potenzial/Marktgröße) beschreibt nach wie vor das Festhalten an fossiler Energie und zeigt nur

eine geringe, aber dennoch aussagekräftige Tendenz in Richtung erneuerbare Energien. Den Löwenanteil an Heizenergie

werden 2030, wie auch heute, Öl und Gas ausmachen. Das mag vor allen Dingen an der ausgereiften Technik der etablierten

Lösungen liegen. Beim Kunden tragen Kriterien, wie Haltbarkeit, Qualität, Komfort und Wirtschaftlichkeit, einen wesentlichen

Teil zur Kaufentscheidung bei. In diesem Zusammenhang muss die Politik Initiative ergreifen, um dem Verbraucher moderne

Heiz- und Gebäudetechnik näher zu bringen. Konkrete Ziele zu setzen und deren Erfordernisse konsequent umsetzen sind

wichtige Grundlagen, um die volatile Bevölkerung zu sensibilisieren.202

Im Kapitel Wettbewerbsumfeld wird deutlich, dass nur wenige große Anbieter auf dem Markt existieren, die Produkte für

Gebäudetechnologie bzw. Heizsysteme anbieten. Hintergrund ist der bereits erwähnte große Aufwand, der bei dem Eintritt in

das HLK-Geschäft entsteht. Technologisches Knowhow und hohes Investitionsvolumen sind nötig, um langfristig Erfolg zu

haben. Da der Diversifikationsgrad sehr hoch ist, bildet sich ein Unternehmen im Bereich HLK meist als Untergruppe einer

vorhandenen Energiesparte (bspw. Siemens Building Technologies). Der Markt, der neu entsteht, richtet sich an

Dienstleistungen wie Installation, Wartung und Kontrolle von HLK-Anlagen. Des Weiteren findet man viele kleine bis

200


Allianz Global Investors (2012) 202

Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.V. (2013)


65

mittelständische Unternehmen, die zwar keine HLK-Anlagen als Ganzes anbieten, aber zumindest Teile davon. Obwohl

Deutschland im Bereich der Heizungstechnik auf einem guten Weg ist (siehe Potenzial/Marktgröße), bleibt die

Klimatisierungs- und Belüftungstechnik hinter ihren Möglichkeiten zurück. Richtet man den Blick auf den Nachbarn

Österreich (gleiche/ähnliche Klimazone) so zeigt sich, dass Bürger im Bereich HLK aufgeklärter sind und es auch Fachportale

und Magazine zu diesen Themen gibt. Bei genauerer Betrachtung fällt auf, dass der deutsche Markt in Bezug auf

Heizungstechnik stark untergliedert ist und HLK-Systeme als Ganzes eher weniger bekannt sind.

6.3. GEBÄUDE- UND WÄRMEDÄMMUNG


Mit dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) und der Energieeinsparverordnung (EnEV) richtet sich die

Energiewende der Bundesregierung direkt an Immobilienbesitzer. Ziel der Gesetzgebung ist es, im Interesse des Klimaschutzes

und der Schonung natürlicher Ressourcen, die Weiterentwicklung von ressourcenschonenden Technologien auch im Bereich

der Immobilien voranzutreiben. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass alternativ zur Nutzungspflicht erneuerbarer

Energien für den Wärmebedarf, eine verbesserte Gebäude- und Wärmedämmung als Ersatzmaßnahme (Vermeidung von

Wärmeverlust) eingesetzt werden kann. Dies gilt unter der Bedingung, dass durch Maßnahmen der Gebäude und

Wärmedämmung der Wärmedurchgangskoeffizient eines Gebäudes deutlich verbessert wird. Liegt der

Wärmedurchgangskoeffizient 15% unter den durch die Energieeinsparverordnung (EnEV) festgelegten gesetzlichen

Anforderungen, kann auf Einsatz von erneuerbaren Energien zur Strom- und Wärmeversorgung verzichtet werden.203 Diese

theoretische Möglichkeit, kennt in der Praxis jedoch Grenzen, denn eine Sanierung unter Berücksichtigung der staatlichen

Anforderungen sprengt meist das Budget vieler Bauherren. Erschwerend kommt hinzu, dass die Fördermittel der Regierung

sukzessive gekürzt werden. So standen in 2012 statt der geplanten 1,5 Mrd. Euro nur 900 Mio. Euro zur Förderung der

Gebäudesanierung zur Verfügung.204 Die Gesetzgebung, welche im Jahr 2009 quasi einen Boom in der Gebäude- und

Wärmedämmung auslöste, versinkt nun in der Ungewissheit zukünftiger staatlicher Rahmenbedingungen und so bevorzugen

Verbraucher aktuell eher die Reparatur alter Heizanlagen anstatt einer vollständigen energetischen Modernisierung des

Eigenheims. Zugleich ist meist eine ganzheitliche Gebäudedämmung nur in Verbindung mit einer modernen,

energieeffizienten Heizanlage sinnvoll. Dämmung allein macht nur einen Bruchteil der erforderlichen Energieeinsparungen

aus. Erst in Verbindung mit technisch modernen Häusern können sich die Ausgaben für Dämmung schnell amortisieren.

Geschilderter Sachverhalt führt zu einer Verunsicherung der Verbraucher, die nicht wissen, wie man ohne verlässliche

politische Vorgaben in energetische Maßnahmen investieren soll. Investoren brauchen verlässliche Rahmenbedingungen. Das

gilt nicht nur für gewerbliche Investoren, sondern insbesondere auch für private Eigentümer.205 Nichtsdestotrotz verschärfen

sich auch in der Zukunft die gesetzlichen Regulierungen, da auch neue EU-Richtlinien eine Zwangssanierung forcieren.

Beispielsweise müssen für ein Einfamilienhaus aus den 50er Jahren durchschnittlich 110.000 Euro investiert werden, um den

Energieverbrauch auf den gesetzlich geforderten Stand zu bringen. Hier mangelt es allerdings an klarer Struktur und die

Hausbesitzer werden immer wieder mit neuen Voraussetzungen oder Neuregelung der Gesetzgebung konfrontiert. Dies schafft

Unsicherheiten, ob nicht bald der Neubau von heute zum Sanierungsfall wird.206

Trotz dieser Probleme bei der Umsetzung, hat der einstige Boom der Gebäudedämmung durchaus positive Resultate

vorzuweisen. Eine Studie der deutschen Energieagentur (Dena) kommt zu dem Ergebnis, dass sich in einer übergreifenden

Betrachtung die vermehrten Kosten der energetischen Sanierung über die Energieeinsparungen refinanzieren. Folglich ist es

sinnvoll, bei einer Haussanierung auch in die Energieeffizienz zu investieren. Selbst hohe Anfangsinvestitionen amortisieren

sich aufgrund stetig steigender Heizkosten in einer vertretbaren Zeitspanne. Aber auch bei der Modernisierung des

Heizsystems ist man auf einen erheblichen Förderbeitrag angewiesen, damit sich jene hohe Anzahlung künftig auch lohnen

wird. Transparent macht dies eine Kalkulation im Rahmen der Dena-Studie, welche die Amortisationszeit ohne eine Förderung

und bei gleichbleibenden Energiepreisen bei durchschnittlich 25 Jahren sieht. Im Ergebnis muss eine verlässliche

Ausgestaltung der Fördermaßnahmen gewährleistet werden, um eine gewisse Planungssicherheit zu schaffen und die

Eigentümer in Richtung effizienter Sanierung zu sensibilisieren. Dementsprechend lässt sich über einen erfolgreichen

203

Infoportal Wärmedämmung (2013) 204

Die Welt (2012a) 205

Bundesvereinigung Bauwirtschaft (2012) 206

Expertengespräch


66

Fördermix (Zuschüsse, Kredite usw.) und eine zu erwartende Steigerung der Heizpreise die lange Amortisationszeit deutlich

nach unten korrigieren.207

Letztendlich ist der deutsche Markt zum heutigen Stand noch nicht bereit für die energetische Wende im privaten Bereich.

Obwohl die Bundesregierung durch eine strenge Gesetzgebung einen Wandel forcieren will, gibt es zu viele Spannungen

zwischen den politischen Forderungen und einer konsequenten Umsetzung von Fördermaßnahmen. Dennoch bleibt dem

Verbraucher keine andere Wahl, da er in Folge der Energiewende in Zukunft gezwungen sein wird, sich mit dem Thema

Energieeffizienz im Haushalt zu beschäftigen.208 Spätestens mit Eintritt der neuen Gesetzgebung muss der Markt inklusive der

Rahmenbedingungen organisiert sein. Die Kommunikation zwischen Bundesregierung und Bevölkerung bildet die Grundlage

einer erfolgreichen Energiewende, denn sobald eine Planungssicherheit für den Verbraucher geschaffen ist, wird die Nachfrage

nach effizienter Gebäudeverwaltung automatisch steigen.

Aus einer technischen Sichtweise heraus lässt sich der deutsche Markt nach drei unterschiedlichen Arten von Dämmstoffen

analog der eingesetzten Rohstoffe unterteilen: Anorganisch-mineralische, organisch-nachwachsende und organisch-

synthetische Rohstoffe. Diese lassen sich nochmals nach Art der Dämmwirkung und Anwendung unterteilen. Die wichtigsten

Dämmstoffe auf dem deutschen Markt sind Mineralwolle, expandierter Polystyrolschaum (EPS) und nachwachsende

Faserdämmstoffe.

Am häufigsten wird auf dem deutschen Markt mit einem Marktanteil von 55% der anorganisch-mineralische Dämmstoff

Mineralwolle (siehe 2. Potenzial/Marktgröße) eingesetzt. Bei der Mineralwolle handelt es sich um einen Faserdämmstoff, der

durch den Einschluss ruhender Luft in Faserzwischenräumen seine Dämmwirkung entfaltet. Die Fasern werden durch

Schmelzen von Glas, Stein oder Schlacken hergestellt. Ein Beispiel für organisch-nachwachsende Faserdämmstoffe sind

Zellulose-Dämmstoffe. Zellulose hat eine gute Wärmedämm- und Wärmespeicherkapazität, sowie eine hohe Dichte und

Feuchtigkeitsresistenz. Dämmstoffe aus Zellulose werden aus recyceltem Altpapier hergestellt. Im Gegensatz zu den beiden

vorhergehenden Rohstoffen wird die Dämmwirkung von EPS durch den Einschluss ruhender Luft in aufgeblähten Zellen

erzeugt. EPS ist der Vorreiter der organisch-synthetischen Dämmstoffe. Er gehört zu der Gruppe der Schaumkunststoffe und

ist besser bekannt unter dem Namen Styropor. Die wohl größten Vorteile, die für EPS sprechen sind die ausgereifte Technik in

der Herstellung sowie der günstige Preis.209

Der Markt für Dämmstoffe ist insofern technisch komplex, da es eine hohe Fachkenntnis erfordert, eine Vielzahl von

unterschiedlichen Produkten und Dämmverfahren individuell auf das Gebäude abzustimmen. Das Institut für preisoptimierte

energetische Gebäudemodernisierung (IpeG-Institut) pflegt beispielsweise eine Sammlung von über 230 Dämmstoffen mit

jeweils unterschiedlichen Eigenschaften.210 Allen voran steht die Wärmeleitfähigkeit, als entscheidendes Element der

Dämmstärke. Die Kennzahl Lambda gibt die Dämmwirkung an, das heißt je kleiner Lambda, desto besser ist die

Dämmwirkung. Auch das Verhalten gegenüber Wasser spielt eine große Rolle, denn an jeder Stelle an der Dämmstoffe zum

Einsatz kommen sind Temperaturgefälle zu erwarten und Dämmstoffe können sowohl hydrophob (wasserabstoßend) als auch

hydrophil (wasseranziehend) sein. Zur Vermeidung von Schimmelbildung werden einige Dämmstoffe daher chemisch

behandelt. Im Rahmen der Brandschutzverordnung dürfen Dämmstoffe unbrennbare Brennstoffe (Brandschutzklasse A), bis

leicht entflammbare Brennstoffe (B3) enthalten. Ein Privathaus muss beispielsweise mit Dämmstoffen der Widerstandsklasse

B2 ausgestattet werden. Das Einbauverfahren, abgeleitet aus den baulichen Gegebenheiten bestimmt die Lieferform (Platten-,

Matten-, Schütt-, Einblas- und Stopfdämmstoffe). Bei Kellerdecken wird beispielsweise mit Plattendämmstoffen, bei

Holzschichten mit Einblasdämmstoffen gearbeitet. Zuletzt muss auch der Materialpreis betrachtet werden, der letztlich zu

einer breiten Spanne der einmaligen Gebäudesanierungskosten von 80 bis 230 Euro pro qm führt. Die Dicke des zu

verwendenden Dämmstoffes (vgl. Spezifische Besonderheiten) spielt hier eine entscheidende Rolle für den Preis. Hinsichtlich

der Dicke der Dämmung schreibt die EnEV bestimmte thermische Mindestanforderungen vor. Aus der Menge an

Eigenschaften und der individuell auf das zu dämmende Gebäude angepassten Verarbeitungsform ergeben sich eine Vielzahl

von Produkten und Produktvarianten, die kennzeichnend für einen heterogenen Markt sind.


Wie schon im vorhergehenden Kapitel beschrieben, ist prinzipiell ein wachsender Markt für Gebäude- und Wärmedämmung

vorhanden211, der jedoch seitens der Verbraucher noch auf wenig Akzeptanz stößt. Nur jeder zehnte Altbau (vor 1979) in

Deutschland hat eine Wärmedämmung, die den aktuellen Anforderungen genügt.212 Diese Aussage einer Dena-Studie

207

Die Welt (2012a) 208


WECOBIS (2013a) 210

IpeG-Institut (2013) 211




67

unterstützt die These, dass zwar ein hohes Marktpotenzial existiert, aber Dämmung vom Verbraucher als eher unwichtig bzw.

unsicher betrachtet wird.213

Auf Produktebene hingegen ist der Markt nahezu ausgeschöpft. Es gibt zahlreiche unterschiedliche Dämmstoffe, die

technologisch ausgereift und hocheffizient sind. Hier kann der Verbraucher aus einem Portfolio schöpfen, welches

verschiedene Gebäudearten individuell bedienen kann. Demnach fanden in den letzten 20 Jahren in der Dämmstoffindustrie

kaum Veränderungen statt. Laut einer Studie des Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg zum Thema Dämmstoffe im

Hochbau aus dem Jahre 2000 verzeichneten die 90er Jahre zwar einen Zuwachs an der Produktion von Dämmstoffen214,

welcher jedoch im Laufe der Folgejahre stagnierte. Mineralwolle entwickelte sich bis zum Jahre 2000 zum Marktführer der

Dämmstoffe mit einem Marktanteil von 58%, gefolgt von Hartschaumstoffen mit einem Marktanteil von 36%. Für Dämmstoffe

aus nachwachsenden Rohstoffen zeigte sich bis 1996 ein Marktanteil von 5% des Gesamtvolumens, welcher hauptsächlich aus

Zellulosefaserdämmstoffen bestand.

Die folgende Abbildung bezieht sich auf die Daten einer Baumarktstatistik des Gesamtverbands der Dämmstoffindustrie (GDI)

für das Jahr 2005/2006. Sie beschreibt den Marktanteil der produzierten Dämmstoffe in Deutschland. Insgesamt haben sich

die Zuwächse in der Produktion bis 1998 innerhalb von 10 Jahren fast verdoppelt und pendelten sich bei einem

produktionsbedingten Marktvolumen in Deutschland von ca. 33 Mio. m³ pro Jahr ein. Bemerkenswert ist der Marktausblick,

der zu diesem Zeitpunkt prognostiziert wurde. Bereits vor über zehn Jahren wurde festgehalten, dass die politischen

Rahmenbedingungen einen entscheidenden Einfluss auf die künftige Marktentwicklung der Dämmstoffproduktion haben. Vor

allen Dingen sei die Förderung der energetischen Sanierung von Altbauten ein Faktor, der den Markt vorantreiben werde.215

Demnach galt bereits damals die Sanierung von Altbauten als größtes Potenzial.

Abbildung 24: Marktanteil der Dämmstoffe

Quelle: WECOBIS (2013)

Aus kartellrechtlichen Gründen gibt es bis heute keine neuen offiziell vom Verband kommunizierten Marktzahlen und die

vorliegende Statistik aus 2006 wird auch heute noch als Referenz akzeptiert.216 Von offizieller Seite haben sich demnach die

Marktanteile nicht verändert und auch aktuell ist Mineralwolle mit 54,6% der meist genutzte Dämmstoff gefolgt von

Hartschaum 35,4%. Derartige Statements verleiten zur Annahme, dass der Wettbewerb stagnierte und keine neuen

Technologien bzw. Innovationen den Markt veränderten. Im Hinblick darauf, dass ca. 230 verschiedene Dämmstoffe

produziert werden, sticht Mineralfaserwolle und Hartschaum konkurrenzlos bei einer Gesamtproduktion von 24,5 Mio. m³

hervor.

Etwa 70% der vor 1979 gebauten Gebäude haben überhaupt keine Dämmung, und bei 20% ist diese unzureichend. Während

für Neubauten eine vernünftige Wärmedämmung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz von 2009 obligatorisch ist, ist bei

Altbauten eine Verpflichtung zur Gebäudedämmung nahezu nicht existent oder praktisch nicht anwendbar. Von den insgesamt

213


Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg (2000) 215

Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg (2000) 216

WECOBIS (2013b)

55%

31%

5%

6%

0,4%

4%

Mineralwolle

EPS-Hartschaum

PUR-Hartschaum

XPS-Extruderschaum

Dämmende Leichtbauplatten

Nachwachsende Rohstoffe


68

18 Mio. Gebäuden in Deutschland sind fast 13 Mio. vor 1979 gebaut, also vor der ersten Wärmeschutzverordnung.217 Folglich

hat sich an einer Verbesserung der Sanierungsquote für Altbauten, welche die Studie von 2000 schon forderte, bis dato wenig

verändert. Ohne klare politische Strukturen und Zielsetzungen in Bezug auf die Altbausanierung wird sich der

Dämmstoffmarkt kaum weiterentwickeln. Der hohe Anteil an Altbau bestimmt den Markt und birgt bis heute großes Potenzial.


Das Wettbewerbsumfeld von Dämmstoffherstellern ist, abseits von Nischenproduktanbietern, von wenigen großen Herstellern

geprägt. Kleine Unternehmen zeichnen sich zwar durch hohe Flexibilität aus, jedoch ist der Markt aktuell sehr stark vom Preis

getrieben, was großen Unternehmen mit hoher Produktivität und entsprechender Kostenstruktur zu Gute kommt.218 Als

Spezialist ist das Unternehmen Rockwool zu nennen, welches ausschließlich auf die Herstellung von Dämmstoffen spezialisiert

ist und als Spitzenreiter der Branche angesehen werden kann. Mit der deutschen Tochter Rockwool Mineralwolle GmbH & CO.

OHG, als Exklusivvertretung auf dem deutschen Markt, erwirtschaftet Rockwool einen Umsatz von ca. 250 Mio. Euro. Das

Unternehmen ist spezialisiert auf Steinwolle-Dämmstoffe und gilt als Weltmarktführer im größten Segment der Mineralwolle.

Rockwool hat durch die Spezialisierung auf Dämmstoffe eine hohe Expertise und langjährige Erfahrung. Die größten

Konkurrenten im Mineralsegment für Rockwool sind Knauf Insulation GmbH und die URSA Deutschland GmbH. Beide

Unternehmen produzieren und vertreiben eigens patentierte Glas- Holz- und Steinwolle und konkurrieren um die geringste

Wärmeleitfähigkeit beziehungsweise die geringste Dicke der Dämmprodukte.219

Dementsprechend ist das Mineralsegment hart umkämpft. In diesem Segment herrscht die größte Rivalität innerhalb der

Branche. Eine Barriere für den potentiellen Markteintritt ergibt sich aber auch aus der hohen Expertise der bestehenden

Unternehmen. Tabelle 13: Key Player Dämmstoffe

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

Saint-Gobain Weber GmbH/Isover 2.100 9.500

Knauf Insulation GmbH 253 600

Deutsche Rockwool Mineralwolle GmbH & Co. OHG 250 1.000

Steico AG 130 920

URSA Deutschland GmbH 100 300

Quelle: Unternehmenswebsite, Bundesanzeiger

Der Wettbewerb im Segment EPS-Hartschaum (Styropor) zeichnet sich auf mittelständischer Ebene ab. Das Unternehmen

Karl Bachl GmbH & Co KG ist beispielsweise auf Baustoffe spezialisiert und bietet auch zahlreiche EPS-Produkte zur

Dämmung an. Andere Mittelständler wie Isobouw konzentrieren sich ausschließlich auf Produktion und Vertrieb von EPS-

Dämmstoffen. Generell gilt, im Segment der Kunststoffe und nachwachsenden Rohstoffe sind viele mittelständische

Unternehmen aufzufinden. Styropor und weitere Dämmprodukte sind aber auch in den Portfolios von Key Player aufzufinden,

wenngleich diese mehr als Zusatzprodukt denn als Alleinstellungsmerkmal zu interpretieren sind.

Durch den gesetzlichen Schub seitens der Regierung wird der Dämmstoffmarkt angekurbelt, wenngleich noch offen ist,

inwieweit die Investitionsbereitschaft der Bauherren mit diesem Schub Schritt halten kann. Des Weiteren rücken Innovation

und Ökologie wieder stärker in den Vordergrund und können entscheidend zur künftigen Entwicklung der Dämmstoffe

beitragen. Geringere Dicke, besserer Wärmewiederstand oder nachhaltige Produkte sind Ansatzpunkte, die den künftigen

Markt beeinflussen können (vgl. Entwicklungstrends). Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass durch neue Sanierungs-

und Modernisierungsgesetze zu erwarten ist, dass der Dämmstoffmarkt in den nächsten Jahren langsam wieder an Dynamik

gewinnt, zumindest lassen die Neuanmeldung von Patenten und die Entwicklung neuer, innovativer Lösungen auf Seiten der

Hersteller auf diesen Entwicklungstrend schließen.

217



Enbausa (2010)


69


Die aktuell gültige Energiesparverordnung aus dem Jahre 2009 sollte 2012 durch eine Neuauflage ersetzt werden. Die

Novellierung hat sich jedoch in das Jahr 2013 verschoben und steht kurz vor der Veröffentlichung.220 Im Zuge der EnEV vom 1.

Januar 2009 ist auch das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) in Kraft getreten (vgl. Aktuelle Marktstruktur

und -treiber). Dieses schreibt vor, erneuerbare Energien im Neubau einzusetzen. Problematisch wird es nun mit der

Einführung der EnEV 2013, da diese wesentlich strengere Richtwerte vorgibt und z.B. die energetischen Anforderungen

nochmals um 30% verschärft. Fraglich ist nun, nach welchen Vorschriften sich der Bauherr richten muss. In diesem

Zusammenhang besteht noch viel Aufklärungsbedarf und Bauherren sind von der ungeklärten Rechtslage nach wie vor

verunsichert. Der deutsche Staat hat noch keine konsequente Lösung gefunden, die Energiewende auch beim Endverbraucher

erfolgreich zu implementieren.

Nichtsdestotrotz haben die politischen Regelungen zur Folge, dass sie den Dämmstoffmarkt wiederbeleben. Aus einer weiteren

Reduzierung des primären Energiebedarfs, wie es die EnEV 2013 vorsieht, muss zwangsläufig ein besserer bzw. höherer

Wärmedurchgangswiderstand resultieren. Dieser wird momentan durch eine Zunahme der Dämmstoffdicke erreicht.

Dämmstoffdicken dieser Dimension sorgen für Diskussionen um den richtigen Lichteinfall oder um die korrekte Einhaltung

von Abstandsmaßen. Folglich entsteht ein Anreiz, Dämmstoffe zu entwickeln, die dünner und gleichzeitig wirksamer sind. Der

stagnierende Wettbewerb der letzten 15 Jahre (vgl. Potenzial/Marktgröße) gab sich stets mit dem Status quo zufrieden, ohne

viel Potenzial in eine Entwicklung neuer Technologien zu investieren. Mineralstoffe und Styropor waren das Maß aller Dinge.

Nun werden gesetzliche Anreize gesetzt, die auch technologische Innovation erfordern. Die Industrie reagiert auf die

steigenden Anforderungen und es zeichnen sich bereits heute mehrere Trends ab. Beispielsweise ist zu beobachten, dass

hochwertige Ober- und Unterputze sowie zusätzliche Anstriche als Voraussetzung dienen, um eine höhere Qualität der

Dämmstoffe zu gewährleisten. Dementsprechend entstehen neue Märkte für Produkte, welche die Dämmstoffe in ihrer

Leistung unterstützen sollen. Aus technologischer bzw. innovativer Sicht gelten Vakuumisolationspaneele (VIPs) als künftige

Hoffnungsträger. Der größte Vorteil von VIPs ist die geringe Wärmeleitfähigkeit, wodurch man bei gleicher Dämmeigenschaft

eine wesentlich geringere Materialstärke benötigt. So können heute mit 2 cm dicken VIPs die gleichen Dämmwerte erreicht

werden wie mit 16 bis 20 cm dicken, konventionellen Dämmstoffen.221 Problematisch ist allerdings der Preis, der im Vergleich

zu den Wettbewerbsprodukten heute noch deutlich zu hoch ist. Gleiches gilt für Naturbaustoffe denen eine hohe

Wachstumschance, unter der Prämisse der Reduzierung der Preise, eingeräumt wird.


Dämmstoffe müssen in Deutschland bestimmte Qualitätssicherungen durchlaufen, um am Markt zugelassen zu werden.

Hierbei ist der Hersteller in der Pflicht die europäische Produktnorm, die deutsche Anwendungsnorm, die allgemeinen

bauaufsichtlichen Zulassungen, die europäischen Zusatz-Leitlinien und die Kundenanforderungen zu beachten. Unabhängige

Prüfungsinstitute unterstützen einen regelkonformen Herstellungsprozess.222 An Dämmstoffen wird nach wie vor die

ungeklärte Gesundheitsverträglichkeit kritisiert. Verbraucher achten bei der Sanierung vermehrt auf umwelt- und

gesundheitsschonende Produkte und ziehen Zertifikate und Siegel als Beurteilung heran. In diesem Zusammenhang gilt es für

Innovationen sich den Anforderungen der Verbraucher anzupassen. So muss für neue Produkte neben der technologischen

Funktionsfähigkeit auch die ökologische Verträglichkeit in Betracht gezogen werden, was die Akzeptanz am Markt durchaus

beeinflusst.223

Auffällig ist, dass die Preise bei verschiedenen Dämmstoffen stark schwanken (vgl. Aktuelle Marktstruktur und -treiber). In

diesem Zusammenhang müssen die Rahmenbedingungen stimmen, welche die Preise rechtfertigen. Die bereits bekannten

Faktoren wie die Art des Dämmmaterials, die Anforderungen an Lärmschutz oder Brandverhalten und der Aufwand der

Verarbeitung spielen eine bedeutende Rolle bei der Preisargumentation.224 Folglich ist es für den Hersteller besonders wichtig,

sich den Präferenzen der Kunden anzupassen oder flexibel auf Veränderungen zu reagieren, um beim Preiswettbewerb des

Baustoffsektors mithalten zu können.

Als die wohl größten Markteintrittsbarrieren gelten in der Baustoffindustrie die Größenvorteile etablierter Unternehmen und

die hohen Kapitalkosten.225 Selbst Key Player sehen sich im permanenten Wettbewerb mit anderen europäischen Herstellern.

Um ihre Marktposition zu schützen und anzupassen, müssen Unternehmen quasi Markteintrittsbarrieren aufbauen. Hierzu

220

Energie-Experten (2012) 221

Baulinks (2010) 222

Industrieverband Hartschaum (2011) 223

Enbausa (2010) 224

Baumemotion (2011) 225

Expertengespräch


70

zählen unter anderem ausgeprägte Logistiksysteme, Schutzrechte, Genehmigungen, Produktions- und Entwicklungs-Knowhow

und hohe Produktionskapazitäten. Weitere Aspekte des Bausektors sind, dass die Baustoffproduktion weitestgehend

standortgebunden ist und kleinere Unternehmen meist als lokale Nischenanbieter fungieren und dass überdurchschnittliche

Transportkosten die Importkonkurrenz schwächen.226

Dennoch bietet der Dämmstoffmarkt einige Chancen, welche die Attraktivität für neue Anbieter (in Bezug auf den deutschen

Markt) steigen lässt. Zum einen sind es die politischen Entscheidungen, die den Wettbewerb ankurbeln, zum anderen die

bereits bekannte große Zahl an Altbauten, die ein hohes Potenzial birgt. Auch Life-Cycle-Ansätze, welche veranlassen, die

Produktion mit professionellem Einbau und Wartung zu verbinden, können die Marktstruktur positiv verändern.

Baukooperationen und Komplettlösungen aus eigener Hand sichern die Qualität und verbessern gleichzeitig die

Wertschöpfungsketten in Unternehmen (z.B. durch vertikale oder horizontale Integration).227

226

Commerzbank (2012) 227

Commerzbank (2012)


71

7. Energietransport und -speicherung

7.1. SMART GRIDS (INTELLIGENTE NETZE)


Smart Grids werden intelligente Stromnetzwerke genannt, die den Strom- und Energiefluss in Deutschland optimierend

steuern, speichern und lenken sollen. 2011 beschloss die Bundesregierung das Pilotprojekt E-Energy - Smart Energy made in

Germany. Dieses Projekt sollte ein so genanntes Internet der Energie in Deutschland etablieren. Energie muss genau zum

richtigen Zeitpunkt dort sein, wo sie verbraucht wird. Unnötig lange Stromtransporte werden verkürzt, teure

Spitzenstrompreise werden vermieden und eine Leistungssicherheit wird hergestellt. Hierfür wurden mehr als 140 Mio. Euro

von verschiedenen Ministerien zur Verfügung gestellt.228

Bis ca. 1998 bestanden in Deutschland Gebietsmonopole. Die großen Energieunternehmen besaßen ein staatlich anerkanntes

Energiemonopol in bestimmten Regionen. Lediglich die Kartellaufsichtsbehörde kontrollierte damals die Unternehmen.229 Seit

2005 wurden diese Monopole in einer Novelle des EnGW endgültig abgeschafft. Somit wurde der Markt liberalisiert und es

entstand erstmals ein Wettbewerb für Energieübertragung im deutschen Markt. Zusätzlich bekamen die privaten

Endverbraucher mehr Rechte. Sie konnten erstmals ihren Anbieter wechseln und hatten ein Anrecht auf unabhängige

Messdienstleister. Zusätzlich werden seit 2005 alle Netzbetreiber mit mehr als 100.000 angeschlossenen Kunden von der

Bundesnetzagentur reguliert. Kleine Betreiber werden von der jeweiligen Landesbehörde betreut.

Basierend auf einer Metastudie des Fraunhofer-Instituts kann ein optimiertes Stromnetz im Jahr 2020 im Vergleich zu 2009

in Deutschland einen Mehrnutzen bzw. ein Einsparungspotenzial von etwa. 55,7 Mrd. Euro pro Jahr bringen.230 Obwohl

intelligente Netzwerke aus einer Vielzahl von Subsegmenten bestehen, wird in Deutschland häufig nur zwischen den

eigentlichen Netzen (Smart Grids) und intelligenten Stromzählern (Smart Meter) unterschieden. Während Smart Grids eine

große Investitionssumme benötigen, um das eigentliche Stromnetz auszubauen, um Speicheranlagen und Rechenzentren zu

errichten, können intelligente Stromzähler bereits an das bestehende Stromnetz angeschlossen werden.

Intelligente Zähler sind Stromzähler, die parallel Daten senden und empfangen können. Damit sollen sie helfen

Endverbrauchern einen bewussteren Umgang mit Energie und Strom zu vermitteln. Insgesamt soll so Strom und Energie

gespart, Überproduktion vermieden und Spitzenlast verteilt werden. Wirklich sparen kann das Gerät jedoch nicht alleine. Hier

ist der Endverbraucher selbst gefragt. Mit dem Smart Meter wird es nun möglich seinen aktuellen Stromverbrauch punktgenau

abzulesen und den Stromverbrauch in Eigenverantwortung selbst zu reduzieren. 2011 hat die deutsche Bundesregierung mit

dem neuen EnWG-Gesetzt verordnet, dass jeder Neubau in Deutschland mit einem intelligenten Stromzähler auszustatten ist.

Der Markt in Deutschland befindet sich aktuell in einer Warteposition. Viele Voraussetzungen für ein flächendeckendes Smart-

Grids-Projekt sind schon vorhanden, (z.B. die Technologien), aber es fehlt noch an Regelungen und Richtlinien. Notwendige

deutschlandweite bzw. europaweite Standards sind noch nicht festgelegt. Da intelligente Netzwerke immer länderübergreifend

sein müssen, ist es unabdingbar gemeinsam mit den deutschen Nachbarländern, allen voran Frankreich, eine einheitliche

Schnittstelle zu finden. Nur mit einem standardisierten Netzwerk ist es möglich Strom genau dahin zu transportieren, an

welcher dieser auch gebraucht wird. Trotzdem muss auch bei den modernen, ökologisch und ökonomisch gebauten

Netzwerken auf eine maximale Versorgungssicherheit geachtet werden. Eine hochwertige Energieinfrastruktur ist gerade für

die deutsche Industrie von Bedeutung. Aus diesem Grund gibt es in Deutschland hohe Anforderungen an die Qualität und

Zuverlässigkeit der Energieinfrastruktur. Die letzten zehn Jahre hinweg hat Deutschland im Durchschnitt nur 16 Minuten von

insgesamt 525.600 Minuten im Jahr einen Stromausfall gehabt. Damit liegt die Versorgungssicherheit bei über 99,99%.

Deutschland ist daher das versorgungssicherste Land in der Welt. Diese Sicherheit muss auch während des

Netzumbaus/Netzausbaus gewährleistet bleiben.

Geographisch gesehen liegt Deutschland als einer der größten Stromproduzenten in der Mitte Europas und damit wird

Deutschland zu einem Knotenpunkt der europäischen Energieversorgung werden. In dieser Rolle ist Deutschland, zusammen

mit England und Spanien, einer der Vorreiter in punkto Investitionen in länderübergreifende Projekte. 2013 wurden in Europa

228

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013f) 229

Fraunhofer - Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK (2012) 230

Fraunhofer - Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK (2012)


72

etwa 280 solcher Projekte gezählt. Etwa 12% davon sind von Deutschland organisiert und/oder bezahlt. Eine weitere

Herausforderung für Deutschland ist der inländische Energietransport. Deutschland hat, geographisch gesehen, mehrere

Gebiete, die in Zukunft eine wichtige Rolle spielen werden. Eine der größten Aufgaben wird es sein, die Offshore

Windkraftanlagen im Norden und die großen Solar-Potenziale im Süden zu einem Energienetz zu verbinden.231

Politisch gesehen könnten in naher Zukunft einige Probleme auf die Bundesregierung und den deutschen Smart-Grids-Markt

zukommen. Intelligenten Netzwerken, vor allem intelligenten Messgeräten, wird unterstellt, extreme Einblicke in das

Verbraucherverhalten der einzelnen Kunden zu ermöglichen. Durch die andauernde Aufzeichnung des Stromverbrauches,

sowie einer Aufzeichnung darüber, wann welches elektrische Gerät benutzt wurde, können Benutzerprofile von den Betreibern

angelegt werden. Die Frage wie sich dieses „Ausspähen“ verhindern oder reglementieren lässt, ist bis jetzt von Seiten der

Politik nicht geklärt worden. Diese Fragen müssen schnell beantwortet werden, da Deutschland traditionell als ein Land gilt,

welches viel Wert auf Datensicherheit und Privatsphäre legt. Somit könnten solch Fragen der Privatsphäre großen Einfluss auf

den deutschen Markt haben.


Über 70% der in einer aktuellen Befragung des Marktforschungsinstitut trend:research interviewten Marktexperten in Europa

sind der Meinung, dass die Einführung von Smart Grids zur besseren Integration dezentraler Energieerzeugung bzw. zur

Kontrolle der Netze mittel- bis langfristig unvermeidlich ist. Der Markt gilt momentan als sehr angebotsgetrieben. Maschinen-

und Technologierhersteller werben aktiv für moderne, intelligente Lösungen. Die Anlagen- und Netzbetreiber verharren jedoch

aktuell in einer Warteposition. Kritisch sind aktuell noch Finanzierungsfragen, fehlende bundesweite technische Standards

und unklare politische Rahmenbedingungen. Zwar wurde mit dem E-Energy-Projekt der Bundesregierung jetzt erstmals ein

gewaltiger Schritt in Richtung intelligente Netzte gemacht, jedoch fehlen immer noch flächendeckende Richtlinien für

deutsche Smart Grids. Trend:research rechnet 2012 mit einem Marktvolumen von etwa 100 Mrd. Euro für intelligente

Stromnetze in Deutschland. Dieses Volumen soll im Jahr 2030 auf mehr als 263 Mrd. Euro ansteigen. Das größte Potenzial

besitzt hierbei das deutsche Stromtrassen- und Strommastnetzwerk. Transport- und Verteilernetze machen bei der Rechnung

bis 2030 alleine etwa 115 Mrd. Euro aus.232

Eine Studie von trend:research unter den 25 größten Energielieferanten in Europa ergab, dass viele der benötigten

Technologien bereits entwickelt wurden und produktionsbereit sind. Jedoch geben fast alle Befragten an, dass die Produkte

viel zu teuer sind. Zudem sind die fehlenden bzw. nicht akzeptablen Finanzierungsmöglichkeiten und eine schlechte

Wirtschaftslage in Europa bis jetzt noch Markthemmnisse für den Ausbau länderübergreifender, intelligenter Stromnetze.

Dazu kommt die Tatsache, dass zurzeit keine standardisierten Sicherheitsrichtlinien existieren. Bevor diese EU-weit nicht

festgelegt werden, sind Ausbau und Vorantreiben des Netzausbaus noch mit großen Risiken behaftet.233

Betrachtet man den deutschen Smart-Grids-Markt fällt auf, dass die Smart-Meter-Branche einen wesentlichen Teil am Umsatz

ausmacht. Smart Meter sind unabdingbar für einen schnellen Datenaustausch in einem Echtzeitinformationsnetz. Sie sollen

die teuren Stromspitzen verringern und für alle Beteiligten, vom Stromproduzenten bis zum Endabnehmer, die Netze mit den

benötigten Informationen versorgen.234

231


trend:research (2012) 233

trend:rsearch (2010) 234

trend:research (2012)


73

Abbildung 25: Smart Meter - Absatz bis 2017

Quelle: trend:research (2012)

Das Diagramm behandelt den prognostizierten Absatzmarkt in Deutschland für Smart Meter Hardware. Deutlich zu sehen ist

das starke Wachstum der prognostizierten Umsätze bis 2017. Die Entwicklung bleibt 2013 und 2014 noch recht konstant, steigt

ab 2015 aber rasch an. Grund hierfür ist der schnell wachsende Ausbau der intelligenten Netze, die Smart Meter zunehmend

rentabler machen.


Intelligente Stromnetzwerke sind in Europa seit den letzten Jahren im Kommen. Der Gedanke, mithilfe eines ständigen

Datenstroms und austauschbaren Informationen, Verbrauch und Transport zu optimieren ist relativ neu. Es gibt in

Deutschland keinen etablierten Markt für intelligente Stromnetzwerke. Dementsprechend haben sich in Deutschland noch

keine Unternehmen auf dem Markt festgesetzt. Trotzdem ist ein intelligentes Stromnetz ein wesentlicher Bestandteil der

Energiewende in Deutschland. Um die Effekte und Auswirkungen genauer einzuschätzen zu können, hat die Bundesregierung

2011 das Projekt E-Energy beschlossen.

E-Energy - IKT-basiertes Energiesystem der Zukunft ist ein Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und

Technologie in ressortübergreifender Partnerschaft mit dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und

Reaktorsicherheit. Technologiepartnerschafen in sechs Modellregionen entwickeln und erproben Schlüsseltechnologien und

Geschäftsmodelle für ein Internet der Energie.235 Das Projekt soll zunächst nur vier Jahre laufen und 2015 wird dann ein Fazit

aus der Testphase gezogen. Ziel der Bundesregierung ist die Etablierung eines deutschen intelligenten Stromnetzes. Hierbei

sollen die aus dem Projekt gewonnen Daten eine wichtige Rolle spielen. Die teilnehmenden Unternehmen erhoffen sich durch

die frühe starke Zusammenarbeit mit der Bundesregierung einen gesicherten Platz im entstehenden deutschen Markt für

intelligente Netze. Bei diesem Projekt wurde das Thema Smart Grids in sechs Subsegmente untergliedert.

Intelligenz für Energie, Märkte und Netze

Entwicklung und Demonstration dezentraler vernetzter Energiesysteme

Aufbruch zum Minimum Emission Regions

Modellstadt Mannheim in der Metropolregion Rhein Neckar

Regenerative Smart Energy Region

235

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2013f)

20.000 19.800

37.500

50.150

82.720

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

2013 2014 2015 2016 2017

Smart Meter Hardware in 1.000 €


74

Steigerung der Selbstregelfähigkeit des Energiesystems durch die Etablierung eines Internets der Energie.

Für jedes der Segmente wurde ein Wettbewerb veranstaltet. Die qualifiziertesten Unternehmen in den Subsegmenten bilden in

Zusammenarbeit mit den beiden Ministerien eine Projektgruppe. Tabelle 14: Gewinner E-Energy 2011

THEMA

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

RWE AG Entwicklung und Demonstration dezentraler vernetzter

Energiesysteme 53.227 71.419

EnBW Aufbruch zum Minimum Emission Regions 19.245 20.098

EWE AG Intelligenz für Energie, Märkte und Netze 8.200 9.049

MVV Energie Modellstadt Mannheim in der Metropolregion Rhein Neckar 3.899 5.541


In der Tabelle sind die vier Gewinner der jeweiligen Bereiche dargestellt. Die vier Unternehmen gehören zu den großen

Energielieferanten in Deutschland. Ein Markteinstieg ausländischer Akteure ist derzeit nicht zu erwarten, denn es gibt in

Europa wesentlich attraktivere Märkte. So investieren beispielsweise Frankreich und Finnland deutlich mehr in den Ausbau

ihrer Smart Grids Systeme.


Die Entwicklung der Smart Grids in Deutschland ist vielfältig. Intelligente Netzwerke bestehen aus einer Vielzahl an

untereinander gekoppelten Projekten und Techniken. Daher ist es schwer möglich auf alle einzelnen Subsegmente mit einer

genauen Trendanalyse einzugehen. Das intelligente Stromnetz baut auf dem Zusammenspiel der einzelnen Komponenten auf.

Hierbei spielen jedoch einige Systeme eine Schlüsselrolle.

verbesserte Stromzähler mit Echtzeit-Feedback-Funktion (Smart Meter)

verlustfreiere Stromübertragungsmöglichkeiten (bessere Kabel)

neue Energiespeichermöglichkeiten (Elektrofahrzeuge als Zwischenspeicher)

effizientere Technologien in der Stromerzeugung (verbesserte Pumpen in Wasserkraftwerken)

konstruktive Leitsysteme zum Ausgleichen von Verbrauchsschwankungen (internetbasierte Programme)

breitere Aufklärung über Stromverbrauch in Privathaushalten (Medienkampagnen der Regierung)

Ziel der intelligenten Netzwerke ist ein deutschland- bzw. ein europaweites Netzwerk aus Stromnetzten, Speichermedien und

Echtzeitdatenübertragung. Der Aufbau eines solchen Netzwerks braucht Zeit und erfolgt in kleinen Entwicklungsschritten.

Daher wachsen momentan in vielen deutschen Regionen eigene kleine Smart Grids. Sie werden in Deutschland Micro Smart

Grids genannt. Hierbei handelt es sich um Versuchskreisläufe mit beschränkten Möglichkeiten. In der Regel sind die

Abnehmer öffentlich Einrichtungen wie Krankenhäuser oder Schulen, die im Verbund mit regionalen Energieerzeugern neue

Technologien erproben und so versuchen ihren Energiebedarf optimal zudecken.

Vorreiter auf dem Gebiet der Micro Smart Grids ist aktuell Berlin. Dort ist am EUREF-Campus im Frühjahr 2012 ein Micro

Smart Grid installiert worden. Dieses Pilotprojekt ist in seiner Konstellation bisher einmalig in Deutschland. Hierbei werden

unterschiedliche Energiequellen, Verbraucher und Stromspeicher miteinander verknüpft. Das Projekt ist ein Teil des

Forschungsprojekt BeMobility - Berlin elektroMobil, das vom Bund mit insgesamt 5,4 Mio. Euro gefördert wird. Ziel ist die

Erprobung des Zusammenspiels zwischen Windenergie, Sonnenkraft und Elektroautos als Stromzwischenspeicher. Das Micro

Smart Grid in Berlin Schöneberg soll in einem begrenzten Raum zeigen, welche Möglichkeiten bereits bestehen und wie diese

sinnvoll kombiniert werden können. So wurden fünf Kleinwindanlagen, drei Solaranlagen und eine Großbatterie als Netzpuffer

installiert. Unterstützt wurde das Ganze durch die Berliner Gaswerke, dem Unternehmenn Schneider Electric, dem Reiner

Lemoine Institut sowie Solon. Die Komponenten wurden mit Ladesäulen für Elektrofahrzeuge und der Energieleitwarte

verbunden. Dadurch war es der NBB (Netzgesellschaft Berlin-Brandenburg) möglich, alle Energieflüsse innerhalb des Micro

Smart Grids zu steuern und in Echtzeit abzulesen, wie viel Strom aktuell verbraucht wird. Zudem ist es möglich, neben Strom


75

aus dem öffentlichen Netz auch lokal produzierte regenerative Energie für die Versorgung der Elektroautos und für

ausgewählte Mieter auf dem EUREF-Campus einzusetzen. Das Pilotprojekt zeigt, wie gut die flexiblen Batterien der

Elektrofahrzeuge für einen kurzfristigen Spannungsausgleich im Netz geeignet sind. Setzt man eine Million dieser Fahrzeuge

intelligent ein, so entspräche dies der heutigen Kapazität aller in Deutschland verfügbaren Pumpspeicher.236


Eine Besonderheit in Deutschland ist der bereits bestehende Plan zur Etablierung intelligenter Netzwerke. Im Februar 2013

hat der deutsche Bundesverband für Energie- und Wasserwirtschaft e.V. eine Studie veröffentlicht, in der bereits konkrete

Pläne und Zielsetzungen veröffentlicht wurden. Die Durchführung wird hierbei in drei Phasen unterteilt. Die Aufbau- und

Pionierphase (2012 bis 2014), die Etablierungs- und Ausgestaltungsphase (2014 bis 2018) sowie die Realisierungs- und

Marktphase (2018 bis 2022). Bis zur Realisierung sind zehn Stufen zu beschreiten.

1) Abgrenzung sowie Interaktion von Markt und Netz

2) Rechtlicher und regulatorischer Rahmen für Smart Grids

3) Forschung und Entwicklung, Pilot- und Demonstrationsprojekte

4) Standards, Normen, Datenschutz und Datensicherheit

5) Messen: Sensorik im Netz, Roll-Out intelligenter Messsysteme

6) Steuern & Regeln: Automatisierung der Netze

7) Lokale & globale Optimierung im Energie-System

8) Speicher und Elektromobilität, Hybridnetze

9) Variable Erzeugung - Supply Side Management

10) Variabler Verbrauch - Demand Side Management

Wichtige Grundlagen für Smart Grids werden durch die stringente Abgrenzung sowie Regelung der Interaktion von Markt und

Netz, die Entwicklung eines konsistenten rechtlichen und regulatorischen Rahmens, Forschung und Entwicklung sowie die

Erstellung von Standards und Normen geschaffen. Diese Grundlagen müssen so schnell wie möglich geschaffen werden.

Darauf aufbauend soll zum einen die Weiterentwicklung der Infrastruktur erfolgen (Sensorik, intelligente Messsysteme,

Netzautomatisierung, Energieinformationsnetz). Zum anderen können die Netznutzer (Erzeuger, Speicher, Verbraucher) im

künftigen Energiemarkt neue Produkte anbieten und nachfragen. Diese Produkte leiten sich aus dem Kerngedanken eines

Smart Grids ab: Die Gewährleistung von Stabilität und Effizienz durch die Flexibilität der Netze sowie der Netznutzer.237

7.2. BRENNSTOFFZELLEN


Von Brennstoffzellen erhoffen sich Politik, Forschung und Wirtschaft ungemeine Potenziale. Saubere und störungsfreie

Energieversorgung in unterschiedlichsten Anwendungsfeldern bei hohen Wirkungsgraden ist nur eine der prognostizierten

Aussichten. Im Jahr 1839 entdeckte der britische Physiker Sir William Robert Grove die Technologie der Brennstoffzelle, die

sich jedoch gegen die damals spannungsstärkeren Elektrodynamos und Verbrennungsmotoren nicht durchsetzen konnte. In

den 1960er Jahren wurde erstmals eine Brennstoffzelle im Rahmen des amerikanischen Raumfahrtprogramms eingesetzt,

hierbei spielten die hohen Kosten und der extreme Reinheitsgrad der benötigten Gase nur eine untergeordnete Rolle.238 Seit

Beginn der 90er Jahre wird die Entwicklung auch im zivilen Bereich vorangetrieben, so dass hocheffiziente

Energieumwandlungssysteme mit Brennstoffzellen weltweit entwickelt und getestet werden. Deutschland ist europaweit

führend in der Brennstoffzellentechnologie und einer der weltweit größten Produktionsstandorte für Brennstoffzellenanlagen

und -komponenten.

Unter Brennstoffzellen versteht man hocheffiziente Energiewandler, die chemisch gespeicherte Energie in elektrischen Strom

umwandeln. Ein wesentlicher Unterschied zu Verbrennungskraftwerken besteht in der Art, wie die chemisch gespeicherte

Energie gewandelt wird. Bei Verbrennungskraftwerken geschieht die Wandlung in einem mehrstufigen Verfahren, bei dem

zunächst thermische, anschließend mechanische und zum Schluss elektrische Energie erzeugt wird. Bei Brennstoffzellen wird

236

Clean Energy Project (2012) 237

BDEW Bundesverband für Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2013) 238

Die Brennstoffzelle (2013)


76

hingegen Energie auf direktem Wege elektrochemisch erzeugt. So können im Vergleich zur konventionellen Methode

wesentlich höhere Wirkungsgrade erzielt werden.239

Grob unterteilt sich die Brennstoffzelle in vier verschiedene Anwendungsgebiete: den stationären, mobilen, portablen und den

speziellen Anwendungen. Erstere, die stationären Anwendungen, betreffen hauptsächlich die Wärme- und Stromversorgung

von Haushalten und Industrie. Dabei kommen unterschiedliche Brennstoffzellen-Systeme zum Einsatz, wie Mikro-

Brennstoffzellen-Kraft-Wärme-Kopplung-Anlagen im häuslichen und den Brennstoffzellen-Blockheizwerken im industriellen

Gebrauch. Die zur Hausenergieversorgung eingesetzten Mikroanlagen produzieren eine elektrische Leistung von 1-5 kW. In

wesentlich größeren Bereichen befinden sich die Blockheizwerke mit einer elektrischen Leistung von 10 kW bis hin zu

mehreren Megawatt (MW). Diese Technologie eignet sich nicht nur für Großgebäude, sondern auch als Bordstromversorgung

von Schiffen.240 Die dezentrale Stromproduktion sowie der vergleichsweise hohe Wirkungsgrad von Brennstoffzellen sind die

beiden wesentlichen Vorteile der Technologie.241

Für stationäre Anwendungen wird in der Brennstoffzellentechnologie überwiegend Erdgas als Brennstoff verwendet, da eine

Versorgung der Geräte über das vorhandene Verteilernetz möglich ist.242 Die Funktionsfähigkeit der stationären Anlagen und

ihre Vorteile konnten bereits in Demonstrationsprojekten aufgezeigt werden. Im Bereich Hausenergieversorgung läuft derzeit

der bundesweit größte Praxistest, welcher durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)

gefördert wird. Im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstroff- und Brennstoffzellentechnologie sind an

dem Projekt Callux unterschiedliche Unternehmen aus der Energiewirtschaft und der Heizgeräteindustrie (u.a. EnBW, E.ON,

Vaillant) beteiligt. Ziel des mit 75 Mio. Euro budgetierten Projektes ist es, den Einsatz der Brennstoffzellentechnologie im

Bereich Hausenergieversorgung voranzutreiben. Im Rahmen von Callux wurden überwiegend Ein- und Zweifamilienhäuser

aber auch kleingewerbliche Bauten mit Brennstoffzellen ausgestattet.243 Die Technologie Stationäre Anwendung für die private

Hausenergieversorgung hat bereits Marktreife erlangt. Als problematisch erweist sich allerdings derzeit noch der Preis solcher

Anlagen, der den konventioneller Geräte um ein Vielfaches übersteigt.244

Mobile Anwendungen dienen zum Antrieb von (Straßen-) Fahrzeugen, insbesondere Pkw, Bussen und leichten

Nutzfahrzeugen. Durch den Einsatz der Technologie soll der Einsatz fossiler Kraftstoffe – und somit der Ausstoß von CO2 –

deutlich reduziert werden. Diese Brennstoffe werden bei mobilen Anwendungen durch den Einsatz von Wasserstoff ersetzt.

Eine Studie der Europäischen Union geht davon aus, dass die Technologie das Potenzial hat, den Kraftstoffverbrauch des

Straßenverkehrs in Europa bis zum Jahr 2050 um bis zu 40% senken zu können.245 Technologisch betrachtet ist der Einsatz

von mobilen Anwendungen bereits serienreif. Die Kosten sind allerdings noch viel zu hoch, um ernsthaft mit konventionellen

Antriebssystemen zu konkurrieren.246 Erste Hersteller gehen jedoch ab dem Jahr 2014 in Kleinserienfertigung.247 Eine weitere

wichtige Voraussetzung für eine erfolgreiche Markteinführung und somit für die serienmäßige Herstellung der Technologie,

wird der Bau einer nationalen Infrastruktur für mobile Anwendungen sein. Ein flächendeckendes Netz von

Wasserstofftankstellen ist für den kommerziellen Erfolg der Technologie unerlässlich. 15 von der Europäischen Union

geförderte Tankstellen für flüssigen und festen Wasserstoff wurden in Deutschland hierfür bereits gebaut.248 Das

Bundesverkehrsministerium unterstützt derzeit den Bau von etwa 35 weiteren Wasserstofftankstellen im Bundesgebiet bis

2015.249 Nach Expertenschätzung sind für die flächendeckende Versorgung der Bundesrepublik Deutschland jedoch etwa

1.000 Wasserstofftankstellen notwendig.250 Neben Anwendungen für Busse und Pkw, ist auch der Einsatz von

Brennstoffzellenantrieb abseits vom Straßenverkehr möglich, zum Beispiel zum Antrieb von Schienenfahrzeugen oder von

Schiffen. Hier befindet sich die Entwicklung allerdings noch im Anfangsstadium.

Portable Anwendungen der Brennstoffzellentechnologie sind beispielsweise Batterieladegeräte oder die Stromversorgung für

Konsumelektronik im Freizeit- oder Unterhaltungsbereich. Als Vorteile werden vor allem längere Akkulaufzeiten und eine

Steigerung der Leistungsfähigkeit von Elektrogeräten angeführt. Portable Anwendungen können zudem dort genutzt werden,

wo eine zuverlässige Stromversorgung nicht gewährleistet werden kann. Insbesondere die (Bord-)Stromversorgung von

Booten oder Wohnmobilen kann durch portable Anwendungen erleichtert werden. 251

239

Die Brennstoffzelle (2013) 240

Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2011) 241

Callux (2013) 242

Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (2010) 243

Callux (2013) 244

Handelsblatt (2012b) 245

HyWays (2013) 246

Der Spiegel (2012) 247

Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (2011) 248


Clean Energy Partnership (2012) 250

Handelsblatt (2012c) 251

Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (2010)


77

Als letztes der vier angesprochenen Anwendungsgebiete sind die sogenannten speziellen Anwendungen zu nennen. Diese

bedienen einen recht breiten Markt, welche als Nischen- oder frühe Märkte klassifiziert werden können. Notstrom-,

unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), Sonderfahrzeuge, U-Boote, Luft- und Raumfahrt sind nur einige der zahlreichen

Einsatzmöglichkeiten.252

Besondere Förderung erhält die Brennstoffzellenerforschung aus der Politik. Das gemeinsame Programm der

Bundesministerien BMVBS, BMWi, BMBF und BMU, das Nationale Innovationsprogramm (NIP), stellt bis 2015 über 700 Mio.

Euro für Forschungs-, Entwicklungs- und speziell Demonstrationsprojekte bereit. Von der Industrie werden Investitionen in

mindestens gleicher Höhe erwartet. Ziel des NIP ist die Marktvorbereitung in allen Anwendungsgebieten.253 Zudem existieren

weitere Förderprogramme, wie das Zukunftsinvestitionsprogramm (ZIP) der Bundesregierung.254 In unterschiedlichen

Regionen Deutschlands haben sich sogenannte Brennstoffzellencluster gebildet, in denen verschiedene Unternehmen und

wissenschaftliche Institute angesiedelt sind, die oft im Wettbewerb zueinander stehen, sich aber auch zum Teil in ihren

Leistungsportfolios ergänzen. Zu finden sind diese Cluster in den Bundesländern Baden-Württemberg, Bayern, Hessen,

Nordrhein-Westfalen und Sachsen.255


Die mit Brennstoffzellen einhergehenden technischen Möglichkeiten und Perspektiven, bezüglich des Wirkungsgrades, der

Versorgungssicherheit und der Umweltverträglichkeit sind unbestritten. Der zukünftige Markt für Brennstoffzellen ist ein

großer, vielversprechender und schnell wachsender Markt, sowohl national als auch international. Allerdings ist unbedingt

anzumerken, dass eine verlässliche Abschätzung des Marktes für Brennstoffzellentechnologien zum gegenwärtigen Zeitpunkt

nicht möglich ist. Zahlreiche Institutionen und Umfragen schätzen zwar das gegenwärtige wie auch das zukünftige

Marktvolumen (meist für das Jahr 2020) ab, allerdings zeigt sich in den erhobenen Zahlen eine deutliche Inkonsistenz.

Laut einer von der VDMA Arbeitsgruppe Brennstoffzellen (AG BZ) durchgeführten Befragung256 erwarten deutsche

Unternehmen bis 2020 ein Umsatzvolumen von 2 Mrd. Euro. Diese Prognose übertrifft die 2011 ebenfalls von der AG BZ

durchgeführte Erhebung von 1,2 Mrd. Euro.257 Allerdings wurde bei dieser Studie auch festgestellt, dass kurzfristige

Marktzuwächse skeptischer gesehen werden als noch zwei Jahre zuvor. Die gestiegenen Erwartungen für das Jahr 2020 zeigen

sich auch in den Mitarbeiterzahlen. Aktuell beschäftigen die befragten Unternehmen bereits über 1.500 Personen im Bereich

Brennstoffzellen, innerhalb der nächsten sieben Jahre soll diese Zahl auf über 6.000 steigen. Bemerkenswert ist dabei, dass in

der Befragung die mobilen Anwendungen nicht erhoben wurden, sämtliche Zahlen für den gesamten Brennstoffzellenmarkt

folglich deutlich höher liegen sollte. Für 2013 gibt die AG BZ an, dass deutsche Unternehmen, ohne mobile Anwendungen,

mehr als 100 Mio. Euro umsetzen werden.

Riesiges Potenzial wird dabei den speziellen Anwendungen bescheinigt. Zwischen 2012 und 2015 sollen sich die Stückzahlen

dieser Anwendungen mehr als verdreifachen, von 4.000 Systemen im Jahr 2012 auf 14.000 Systeme in 2015. Auch in diesem

Segment wurden die mittelfristigen Erwartungen reduziert. Bei der Befragung aus dem Jahr 2011 wurde noch mit einem

Anstieg auf 40.000 Systeme gerechnet. Für das Jahr 2020 decken sich die Erwartungen hingegen wieder. Sowohl 2011 als auch

2013 gaben die Unternehmen an, bis 2020 mit einem Absatz von 100.000 Brennstoffzellensystemen zu rechnen.258

Laut einer 2010 im Auftrag des BMVBS erarbeiteten VDI-Studie zur Entwicklung eines Markteinführungsprogramms in

Speziellen Märkten, steigt der Weltmarkt in diesem Bereich von 140 Mio. in 2009 auf 3,2 Mrd. Euro bis zum Jahr 2017.

Erheblichen Anteil werde dabei das Segment Business/Notstromversorgung einnehmen, mit einem Umfang von 1,8 Mrd. Euro

(56%) am Markt für Spezielle Anwendungen. Der globale Markt für Brennstoffzellen wird laut einer Untersuchung der

Forschungsunternehmen Freedonia und Pike Research im selben Zeitraum auf 8,6 Mrd. US$ steigen. 259

252


Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2009b) 254

Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (2010); FuelCellEurope (2013) 255

Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (2009a); Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (2009b) 256

Nicht befragt wurden dabei Hersteller mobiler Anwendungen. 257

Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (2013a) 258

Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2011), Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2013a) 259

Verein Deutscher Ingenieure (2010b)


78

Abbildung 26: Prognose des Weltmarktes für Brennstoffzellen [2017]

Quelle: Verein Deutscher Ingenieure (2010b)

Im Jahr 2012 betrug der weltweite mit Brennstoffzellen erwirtschaftete Umsatz mehr als 1 Mrd. Euro. Mit einem Anteil von

60% ist der Markt in Deutschland fünfmal so groß wie im gesamten restlichen Teil von Europa (12%) und viermal größer als

der nordamerikanische Markt (15%). In den nächsten Jahren wird jedoch mit einem raschen Wachstum des weltweiten

Marktes gerechnet, so dass für das Jahr 2017 ein weltweites Marktvolumen von rund 6,5 Mrd. Euro vorhergesagt wird.260 Bis

2025 soll dieser sogar auf 46,5 Mrd. Euro ansteigen.261 Experten erwarten, dass dabei der größte Umsatzanteil von stationären

und speziellen Anwendungen ausgehen wird.

260

Deutsche Mittelstandsnachrichten (2011) 261

Integrityexports (2011)

Stationäre Anwendunge

43%

Spezielle Anwendungen38%

Fahrzeuge16%

Militärische Anwendung3%

Gesamtvolumen: 8,6 Mrd. US$


79

Abbildung 27: Anteil des globalen Umsatzes auf dem Brennstoffzellenmarkt

Quelle: Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2013a)

Im Zeitraum von 2009 bis 2011 lag die jährliche Wachstumsrate der Umsätze von Brennstoffzellen weltweit bei

durchschnittlich 83%. Deutschland verfügt über hohes wissenschaftliches und industrielles Knowhow zur Entwicklung,

Serienfertigung und weltweiten Vermarktung von Brennstoffzellen. Die schärfsten Konkurrenten kommen dabei aus

Nordamerika und Asien.262

Wesentliche Treiber für diese Marktentwicklung sind die äußerst geringen Schadstoffemissionen, sowie der sehr hohe

elektrische Wirkungsgrad von Brennstoffzellen.263 Nichtsdestotrotz ist der Markt für Brennstoffzellen, insbesondere im

Vergleich zu anderen alternativen Energien eher als klein zu bezeichnen.264 Hauptgrund hierfür ist, dass Brennstoffzellen im

Vergleich mit regulären Technologien auf einigen Anwendungsgebieten deutlich teurer sind. Daher streben die deutschen

Hersteller nach kostengünstigeren Produktionsmöglichkeiten für Komponenten oder Gesamtsysteme.265 2013 zeichnet sich

jedoch ein positives Bild für die deutsche Brennstoffzellenindustrie ab, da die Branche wächst und sowohl Industrie als auch

Politik die Relevanz von Brennstoffzellen-Technologien für die Energiewende erkannt haben.

Mit einer aktuellen Studie liefert der Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau e.V. (VDMA) repräsentative Kennzahlen

für Brennstoffzellen zu den Themen Marktentwicklung, Technologiereife und industrielle Durchsetzungskraft. Der aktuelle

Status und die Zukunftsprognose der Studie bieten Entscheidungsgrundlagen für den Ausbau der Brennstoffzellen-Industrie in

Deutschland und verdeutlichen die energiewirtschaftliche und industrielle Bedeutung der jungen Branche. Während die

längerfristigen Erwartungen deutlich gestiegen sind, werden im aktuellen VDMA Brennstoffzellen Konjunkturspiegel leichte

Verzögerungen bei der kurz- bis mittelfristigen Technologieeinführung sichtbar. Der Großteil der hierzulande produzierten

Brennstoffzellen wird auch in Deutschland verkauft, Exporte machen ca. ein Drittel des gesamten Geschäftes aus. Bis 2020

könnte sich die Exportquote auf bis zu 50% erhöhen.

In einer Studie des Heidelberger Instituts für Energie- und Umweltforschung im Bereich der Hausenergie wurden Szenarien

für die ökologische und ökonomische Bedeutung der Strom- und Wärmeerzeugung mit Brennstoffzellen im Einfamilienhaus

entwickelt. Im Basisszenario der Studie wird die Produktion von Brennstoffzellengeräten und Beistellgeräten bis 2020 in

Deutschland ein Volumen von rund 850 Mio. Euro erreichen. In diesem Jahr sollen Brennstoffzellengeräte im Wert von mehr

als 2,2 Mrd. Euro exportiert werden.266

262

Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2012b); Navigant Research (2012) 263

Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (2009a) 264

Navigant Research (2012) 265

Energieportal24 (2012) 266

Institut für Energie- und Umweltforschung (2012)

Deutschland60%

Europa (ohne Deutschland)12%

Nord Amerika15%

Asien11%

Sonstige2%


80

Abbildung 28: Entwicklung der jährlichen Stückzahlen von Brennstoffzellensystemen für Spezielle Anwendungen

Quelle : Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2013b)


Hersteller und Zulieferer in Deutschland sind aufgrund ihrer Technologiekompetenz in allen Anwendungsbereichen vertreten.

Sie stehen im Wettbewerb mit Ländern wie den USA, Japan und Korea. In diesen drei genannten Ländern und in Deutschland

sitzen aktuell die einzigen kommerziellen Anbieter von Brennstoffzellen.267

Die Wertschöpfungskette in der Branche ist sehr vielschichtig und umfasst, neben der Produktion der Brennstoffzelle selbst,

die Produktion von verschiedenen Komponenten (z.B. Membranen, Bipolarplatten), von Brennstoffzellen-Peripherie (z.B.

Gaserzeuger, Batterie, Elektromotor) sowie komplette Brennstoffzellen-Systeme für verschiedene Anwendungen. Zahlreiche

Dienstleistungen kommen in der Branche hinzu. Als Beispiel sind an dieser Stelle Forschung und Entwicklung, Aus- und

Weiterbildung sowie Beratungsleistungen zu nennen.268

Als führende Unternehmen und Innovationstreiber auf dem deutschen Markt gelten die Unternehmen Ceramic Fuel Cells

(CFC), Elcore, SFC Energy und Truma. Aufgrund des Maschinenbau-Knowhows entschied sich CFC bewusst für den Standort

Deutschland. Der Vertrieb in Deutschland wurde Ende 2011 mit dem Distributionspartner Sanevo gestartet. Bei Elcore werden

neben dem Brennstoffzellen-Stack auch die dazugehörigen Measurement Specialties (MEAs), sowie die Elektroden,

Katalysatoren und Membranen hergestellt. SFC Energy produziert Stromerzeuger für netzferne Industrie-, Freizeit- sowie

Verteidigungsanwendungen. Als weltweit führendes Unternehmen im Bereich Produktion und Verkauf von Brennstoffzellen,

beliefert SFC heute über 50 Reisemobilhersteller und Yachtbauer ebenso wie Bundeswehr und US Armee. Truma ist einer der

führenden europäischen Hersteller von Komfortgeräten (Heiz-, Wasser-, Klima- und Energiesysteme), für Boote, Freizeit- und

Nutzfahrzeuge (vgl. Tabelle 2).269

Deutsche Hersteller gelten als Pioniere in der Brennstoffzellentechnologie zur Energieversorgung von Industrie, Wohnbauten

und Verkehrsmitteln. Der Markt besteht aus ca. 200 Herstellern sowie Zulieferern und ist aufgrund der deutschen

Technologiekompetenz im nationalen und internationalen Vergleich gut positioniert. Im Bundesgebiet arbeiten etwa 1.500

Beschäftigte in der Branche, die 2013 voraussichtlich einen Umsatz von etwa 100 Mio. Euro erwirtschaften wird.270 Tabelle 15: Key Player Brennstoffzellen

UMSATZ IN MIO. MITARBEITER

267




Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2013b) Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau, (2012)

4.000

14.000

100.000

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

2012 2015 2020

AnzahlBrennstoffzellensysteme


81

EURO

Truma GmbH & Co. KG 172 600

SFC ENERGY AG 31 189

Elcore GmbH 8 60

Ceramic Fuel Cells Ltd. 5 159

Quelle: Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2012); Hoppenstedt (2013); Unternehmenswebsite


Die Brennstoffzellenbranche befindet sich noch in der Entwicklungsphase und birgt ein hohes technologisches Potenzial. Im

mobilen Segment ist, im Hinblick auf eine erfolgreiche Markteinführung, Folgendes zu optimieren:

Verbesserung des dynamischen Verhaltens

Größe- und Gewichtsreduktion des Gesamtsystems

Entwicklung von Speichersystemen für Brennstoffe

Weiterentwicklung der bisher aufwändigen und störungsanfälligen Reformer-Einheiten

Des Weiteren müssen die Produktionskosten zunehmend verringert werden, um einen ökonomisch sinnvollen Eintritt von

Brennstoffzellentechnologie in den Automobilmarkt zu forcieren. Ansatzpunkte hierfür sind, neben Skaleneffekten durch hohe

Stückzahlen, auch der Einsatz neuer Materialien sowie die Verringerung des Edelmetalleinsatzes. Zusätzlich muss die

Kraftstoffwahl und die dazugehörige Infrastruktur betrachtet werden. Die hier zu behandelnden Forschungsschwerpunkte sind

die zu erwartenden Veränderungen von Kraftstoffherstellungsverfahren, Verfahren zur wirtschaftlichen und

umweltverträglichen Bereitstellung regenerativer Kraftstoffe und die Definition einheitlicher Kraftstoffspezifikationen.

Im portablen Segment stehen im Zentrum der weiteren technischen Verbesserungen insbesondere die Entwicklung hoher

Leistungsdichten und Energiespeicherkapazitäten, ein geringes Gewicht sowie eine möglichst variable Geometrie des Systems.

Dazu kommen Anforderungen wie die schnelle Befüllung mit dem jeweiligen Energieträger bzw. die Entwicklung geeigneter

und komfortabler Wechselsysteme (z.B. Patronen), die eine möglichst lange Netzautarkie ermöglichen. Insgesamt sind die

Zuverlässigkeit und die Sicherheit des Gesamtsystems zu verbessern, z.B. in Bezug auf die Anwendung von Wasserstoff-

Druckspeichern. Zusätzlich ist allgemein eine Verkleinerung bzw. Miniaturisierung des Systems und einzelner Komponenten

bedeutsam, weshalb die Forschung in diesem Bereich gleichzeitig mit Entwicklungen z.B. im Bereich der Mikro- und

Nanotechnologie korrespondiert.

Im stationären Segment geht es in der Zukunft beispielsweise um Großprojekte für Krankenhäuser, Verwaltungsgebäude und

Biogasanlagen. Dies alles sind potentielle Standorte für große Brennstoffzellen-Anlagen im Leistungsbereich zwischen 100 bis

2.000 kW. Speziell die Möglichkeit, Strom und Hochtemperaturwärme kombiniert zu erzeugen, ist an solchen und ähnlichen

Einsatzorten oft von Vorteil. Auf diese Weise werden Gesamtwirkungsgrade von bis zu 90% erzielt. Darüber hinaus können

diese Brennstoffzellenanlagen mit Absorptionskälteanlagen ergänzt werden, die aus Abwärme Prozesskälte für Klimatisierung

und Produktion erzeugen können. In Kombination mit Biomethan aus Biogasanlagen ist diese Technologie CO2-neutral.271

Das gemeinsame Nationale Innovationsprogramm (NIP), finanziert durch diverse Bundesministerien, unterstützt die

Marktvorbereitung der Brennstoffzellentechnologien in Deutschland in allen Anwendungsbereichen. Über 700 Mio. Euro

werden bis 2016 für Forschungs-, Entwicklungs- und vor allem Demonstrationsprojekte von der Bundesregierung

bereitgestellt und durch Investitionen von der Industrie mindestens verdoppelt. Mit einem Gesamtvolumen von 1,4 Mrd. Euro

ist dieses Programm das umfangreichste F&E- und Implementierungsprogramm seiner Art, das in Europa bisher umgesetzt

wurde.272 Des Weiteren existiert die VDMA-Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen (AG BZ), in der die Interessen der deutschen

Brennstoffzellen-Industrie gebündelt werden. In der AG BZ sind mit derzeit 55 Unternehmen die Kernakteure der deutschen

BZ-Industrie organisiert. Auftrag der Arbeitsgemeinschaft ist der Ausbau des Industrienetzwerks zur Optimierung und

Kostenreduktion von BZ-Systemen für alle Anwendungen.273

Trotz der positiven Aussichten existieren noch einige Unsicherheiten im Zusammenhang mit der kommerziellen Nutzung der

Brennstoffzellentechnologie. Dabei ist der Einsatz unter Wirtschaftlichkeits- bzw. Kosten-Nutzen -Gesichtspunkten ebenso zu

nennen, wie die Frage nach einer Einbindung in vorhandene Versorgungsstrukturen, Akzeptanz, Anwendungsbereiche und

Anforderungen auf Anwenderseite oder Erfahrungen mit in Betrieb befindlichen Anlagen. Zur Strategieentwicklung ist es für

271

Institut für Energie und Umweltforschung (2007) 272

Nationale Organisation für Wasserstoff und Brennstoffzellen (2012) 273

Verband Deutscher Maschinen und Anlagenbau (2013b)


82

Hersteller und Energieversorgungsunternehme daher wichtig, die vorhandenen Informationen richtig einzuschätzen um

nachhaltig am Markt erfolgreich zu bestehen.274


Deutschland nimmt auf dem Gebiet der Brennstoffzellentechnologie eine wichtige Rolle als Absatzmarkt,

Entwicklungsplattform sowie Drehscheibe im Exportgeschäft ein. Unternehmen, die sich in dieser schnell wachsenden

Branche etablieren möchten, treffen mit dem Standort Deutschland eine sehr gute Wahl. Für Unternehmen, die eine

Zusammenarbeit mit deutschen Partnern anstreben, in Demonstrationsprojekten einsteigen oder durch direkte Investitionen

expandieren möchten, gibt es eine Reihe von interessanten Einstiegsmöglichkeiten.

Brennstoffzellen haben eine günstige ökologische Bilanz. Dazu tragen insbesondere ihr hoher Wirkungsgrad und die geringen

Emissionen bei. Vor allem in Kombination mit der Kraft-Wärme-Kopplung und einem dezentralen Versorgungskonzept

(dezentrale Stromerzeugung) arbeiten Brennstoffzellen sehr energieeffizient, ressourcenschonend und mit minimalen

Lärmemissionen. Die ökologisch optimale Lösung, den notwendigen Wasserstoff mit Hilfe von regenerativen Energien zu

erzeugen, ist allerdings erst langfristig realisierbar. Mit Erdgas steht jedoch für stationäre Brennstoffzellen schon heute ein

Energieträger zur Verfügung, der die Umwelt vergleichsweise wenig belastet und eine entsprechende Infrastruktur für die

Versorgung aufweist. Brennstoffzellen können somit aufgrund ihrer hohen Energieträgerflexibilität eine langfristige Option für

die Abkehr von klassischen fossilen Primärenergieträgern darstellen.

Obwohl sich Brennstoffzellen für viele Anwendungen als äußerst nützlich erweisen, sind sie gegenwärtig nur in wenigen

Marktbereichen wettbewerbsfähig. Eine Ausweitung der Marktbereiche ist durch die Verbesserung der Lebensdauer und

Leistung von Brennstoffzellen sowie durch die Minimierung von Herstellungskosten und die Verwendung der richtigen

Technologien in Produktion und Logistik möglich. Des Weiteren müssen nationale sowie internationale Gesetze und Standards

geschaffen werden.

7.3. SPEICHERTECHNIK


Die Energiewende in Deutschland hat einen starken Einfluss auf die Zusammensetzung des Strommixes. Die Erzeugung von

Energie aus regenerativen Energieträgern steigt und hat bereits einen Anteil von rund 20% an der Bruttostromerzeugung in

Deutschland. Die Tendenz zur Verlagerung auf regenerative Energien wird weiter anwachsen, weil nach der endgültigen

Entscheidung für den Atomausstieg bereits zahlreiche Kernkraftwerke abgeschaltet wurden und auch in Zukunft die

Strombereitstellung durch Kohlekraftwerke zur Reduzierung des gesamtdeutschen CO2-Emissionen gesenkt werden sollen.

Zur Kompensation der fehlenden konventionellen Energieträger werden vor allem Windenergie und Solarenergie eingesetzt.

Sie allein machen knapp zwei Drittel der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien aus. Diese Technologien sind zwar

umweltfreundlich, sie stoßen allerdings an ihre Grenzen.

274

Institut für Trend- und Marktforschung (2013)

http://www.ibz-info.de/glossar/wirkungsgrad

http://www.ibz-info.de/glossar/emissionen

http://www.ibz-info.de/glossar/kwk

http://www.ibz-info.de/glossar/dezentrale-stromerzeugung

http://www.ibz-info.de/glossar/wasserstoff

http://www.ibz-info.de/glossar/regenerative-energien

http://www.ibz-info.de/glossar/erdgas


83

Abbildung 29: Anteile der Energieträger an der Bruttostromerzeugung in Deutschland (2002 und 2012)

Quelle: ag-energiebilanzen (2013)

Nach dem ambitionierten Ausstieg aus der Kernenergie als Reaktion auf die Katastrophe von Fukushima hat die

Bundesregierung versäumt, langfristige Pläne für eine Neugestaltung der Netzinfrastruktur anzustoßen.275 Durch das

Abschalten der Kernkraftwerke unterliegt das deutsche Stromnetz vermehrt Angebotsschwankungen, da Wind- und

Solarenergie den natürlichen Gegebenheiten von Sonnenlicht bzw. Wind unterliegen. Die Netzinfrastruktur ist allerdings

darauf ausgelegt, dass eine permanente, bedarfsgerechte Stromversorgung gewährleistet ist. Stromproduktion und

Stromverbrauch können bei diesen beiden regenerativen Energieträgern nur zufällig zur gleichen Zeit geschehen.276 Wenn

derzeit bei hohem Stromverbrauch wenig Wind- oder Solarenergie erzeugt wird, kann Energie aus Pumpwasserspeichern oder

aus Kernkraftwerken oder Kohlekraftwerken zusätzlich eingespeist werden, um die fehlende Energieproduktion der

erneuerbaren Energien kompensieren zu können. Mit Wegfall der beiden konventionellen Energieträger Kern- und

Kohlekraftwerke müssen Alternativen bzw. Lösungen gefunden werden, um bei Stromengpässen rechtzeitig die benötigte

Energie bereitstellen zu können.277 Pumpwasserspeicher alleine reichen nicht aus, um etwaige Produktionsdefizite angemessen

kompensieren zu können. Aus diesem Grund soll die Energie aus erneuerbaren Energieträgern zwischengespeichert werden,

um sie im Bedarfsfall ins Netz einspeisen zu können. Nur so kann gewährleistet werden, dass die Verbraucher jederzeit

zuverlässig mit Strom versorgt werden können.278 Stromspeicher stellen eine wichtige Säule für den Erfolg der Energiewende

dar. Bisher gibt es in Deutschland verschiedene Technologien, um Versorgungsengpässen begegnen zu können. Keine ist

allerdings aktuell in der Lage, analog zu Kern- und Kohlekraftwerken, über saisonale Zeiträume zu- oder hochgeschaltet zu

werden, damit eine zuverlässige lang andauernde Versorgung des Bundesgebiets mit elektrischer Energie gewährleistet werden

kann.279 Als zukunftsfähig werden in Deutschland vor allem drei Technologien erachtet. Diese sind Pumpwasserspeicher,

Lithium-Ionen-Akkumulatoren und Wasserstoffspeicher.

275


DB Research (2012) 277

Agentur für Erneuerbare Energien (2012d) 278


DB Research (2012)

26,9% 25,7%

28,1%

16,1%

22,9%

19,1%

9,6%

11,3%

2,7%

7,4%

4,0%

3,4%

0,8%

5,8%

4,5%

5,0% 6,7%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

2002 2012

Übrige Energieträger

Photovoltaik

Biomasse

Wasserkraft

Windkraft

Erdgas

Steinkohle

Kernenergie

Braunkohle


84

Abbildung 30: Strom aus Wind und Solar in Deutschland über das Jahr 2012 (in GWh)

Quelle: ENTSO-E (2013)

Auf dem Markt gibt es aktuell nur die Pumpwasserspeichertechnologie als Lösung des Energiespeicherproblems.280

Überschüssiger Strom wird genutzt, um Wasser auf höhere geographische Ebenen zu befördern. Bei Bedarf lässt man das

Wasser wieder abwärts fließen, um Generatoren oder Turbinen zur Stromerzeugung anzutreiben. Europas größtes

Pumpspeicherkraftwerk liegt in Thüringen und hat mit 1.060 MW die Leistung eines Kernkraftwerkes. Die Technik ist

ausgereift und geht mit einer hohen Leistungsfähigkeit und einem hohen Wirkungsgrad einher. Pumpspeicher sind momentan

die effizienteste und ausgereifteste Methode erneuerbaren Strom zu speichern. Sie machen mit 95% nahezu die gesamte zur

Verfügung stehende Leistung netzgekoppelter Speicher aus. Insgesamt weisen die 30 Pumpwasserspeicher in Deutschland eine

Leistung von 6,3 GW und eine Speicherkapazität von 40 GWh auf.281 Ein großer Nachteil der Technologie ist allerdings, dass

selbst bei großen Pumpspeichern maximal eine Stromlieferung über einen Zeitraum von acht Stunden möglich ist. Für einen

längeren Zeitraum oder gar saisonale Engpässe sind Pumpspeicherkraftwerke ungeeignet.282 Die geografischen Umstände in

Deutschland erlauben zudem keinen flächendeckenden Ausbau von Pumpwasserspeichern, da es kaum noch geeignete

Standorte für den Bau weiterer Anlagen gibt.

Lithium-Ionen-Akkumulatoren sind für eine langfristige Speicherung von Energie wesentlich besser geeignet. Dieser

Technologie wird überwiegend in der Automobilindustrie Beachtung geschenkt. Kaum beachtet wird hingegen der Einsatz von

Lithium-Ionen Akkumulatoren als Energiespeicher. Vorteile sind die hohe Zyklenfestigkeit sowie ein großes Spektrum an

möglichen Ladestrategien und Einsatzmöglichkeiten. Ihr größter aktueller Nachteil sind die hohen Anschaffungskosten für die

Akkumulatoren.283 Im Hinblick auf die Energiewende wird viel in die Weiterentwicklung von Lithium-Batterien sowie in

Gebrauchsstrategien für die Technologie investiert, um eine Dezentralisierung der Energieversorgung und eine langfristige

Speicherung von Strom voranzutreiben.

Ein weiteres Zukunftsfeld für die Energiespeicherung stellt Wasserstoff dar. Diese vielversprechende Technologie zur

Behebung der deutschen Energiespeicherproblematik ist derzeit noch nicht ausgereift und die Wissenschaftler sind sich noch

nicht einig, in welcher Form die Technologie umgesetzt werden wird. Für die Zukunft wird ihr aber ein großes Marktpotenzial

zugesprochen.

280




Roland Berger (2012a)

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

Wind

Solar


85


Zur erfolgreichen Umsetzung der ehrgeizigen Ziele der Energiewende ist ein hoher Speicherbedarf notwendig, um die

schwankungsintensiven Energieträger Solar und Wind optimal ausnutzen zu können. Flexible konventionelle Kraftwerke im

Bedarfsfall hochzufahren ist keine Alternative. Lange Standzeiten, zusätzlicher Verschleiß durch flexible Lastfolgebetriebe und

hohe Fixkosten machen konventionelle Kraftwerke als flexiblen Speicher höchst unrentabel.284 Dementsprechend stecken hohe

Erwartungen in der Speichertechnologie und es werden in der Branche ein hohes Marktpotenzial und hohe Zuwachsraten

erwartet. Dieses Potenzial konnte bisher aufgrund noch nicht ausgereifter Technologien nicht ausgeschöpft werden. Damit das

Ziel der massiven Erhöhung des erneuerbare Energien-Anteils am Strommix erreicht werden kann, sind also

Neuentwicklungen von Speichertechnologien dringend erforderlich. Ein konkretes Marktpotenzial ist daher schwer absehbar

und es können nur Markttendenzen eingeschätzt werden.

In der kurzfristigen Speicherung von Energie wird bis zum Jahr 2025 mindestens mit einer Verdopplung des Speicherbedarfs

gerechnet trotz einer geplanten Reduzierung des Nettostromverbrauchs.285 Auch danach sind hohe Zuwachsraten von hoher

Wahrscheinlichkeit. Zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit wird im Bereich der langfristigen Energiespeicherung ein

Investitionsbedarf von 30 Mrd. Euro allein in Deutschland geschätzt.286

Bei der kurzfristigen Energiespeicherung wird auch in Zukunft mit der Nutzung bestehender und mit dem Bau neuer

Pumpspeicherkraftwerke gerechnet.287 Im Bereich der Pumpwasserspeicher ist das Potenzial aufgrund fehlender Standorte

schon zur Hälfte ausgeschöpft. Für die aktuelle Turbinenleistung (6,3 GW) und Pumpleistung (40 GWh) wird maximal eine

Erhöhung auf 14,6 GW beziehungsweise 87 GWh bis zum Jahr 2040 gerechnet. Spätestens ab dem Jahr 2040 muss aber die

deutsche Netzinfrastruktur einen permanenten Speicherbedarf von 40 Twh abdecken können.288 Es wird zudem eine

langfristige Energiespeicherung über Monate notwendig sein, damit, nach dem Rückbau von Kern- und Kohlekraftwerken über

saisonale Engpässe eine Versorgung mit regenerativen Energien möglich ist. Diesen Anforderungen können

Pumpwasserspeicher weder technologisch noch aufgrund der mangelnden geografischen Voraussetzungen in Deutschland

gerecht werden. Eine intereuropäische Vernetzung der Energieinfrastruktur wurde lange Zeit in Erwägung gezogen. Allerdings

wird künftig in den geografisch günstigen Ländern für Pumpwasserspeicher (Norwegen, Österreich, Schweiz) mit hohen

Zuwachsraten von regenerativen Energien – und somit mit einem erhöhten Eigenbedarf der Pumpwasserspeicher

gerechnet.289

In Deutschland wird also vor allem mit einer Intensivierung der Anstrengungen bei der Suche nach neuen

Speichertechnologien gerechnet. Ein genaues Marktpotenzial ist bisher noch nicht absehbar. Erst mit einer Marktreife der

zukünftigen Technologien können Schätzungen zu den Übertragungsverlusten der Energie, zum Bau der neuartigen

Speicherinfrastruktur sowie zur Nutzungsintensität vorgenommen werden. Wie einleitend erläutert, wird neben den

Pumpwasserspeichern vor allem den Technologien Lithium-Ionen-Akkumulatoren sowie Wasserstoffspeicher ein hohes

Marktpotenzial zugesprochen. Tabelle 16: Speicherarten und Leistungsparameter

SPEICHERART WIRKUNGSGRAD STROMGESTEHUNGS-

KOSTEN

Pumpspeicher 75%

(gleichbleibend)

10,3 ct/kWh

(leicht fallend)

Lithium-Ionen-

Akkumulatoren

90%

(leicht steigend)

132,2 ct/kWh

(stark fallend)

Wasserstoffspeicher 25%

(stark steigend)

53 ct/kWh

(stark fallend)

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien (2012d), VEND Research

In der Tabelle wird die Einschätzung unterschiedlicher Experten für das zukünftige Technologie- und Preispotenzial

dargestellt. Hierbei wird der Status quo des jeweiligen Speichers und in Klammern deren Entwicklungspotenzial dargestellt.

Die Tendenzen spiegeln die Aussagen von Experten der Energiebranche aus eigener Recherche wider. Im Bereich der

284






DB Research (2012)


86

Pumpspeicherkraftwerke wird mit einem gleichbleibenden hohen Wirkungsgrad der Energiespeicherung bei leicht fallenden

Kosten gerechnet. Lithium-Ionen-Akkumulatoren haben in Zukunft einen noch höheren Wirkungsgrad. Sollte die Erwartung

der Experten stark fallender Kosten pro kWh eintreffen, wäre eine Wirtschaftlichkeit der Akkumulatoren sichergestellt. Die

größten Erwartungen stecken allerdings hinter der Wasserstoffspeichertechnologie. Ihr wird zukünftig, mit einem stark

steigenden Wirkungsgrad bei stark fallenden Kosten, das größte Potenzial vorhergesagt.


Aktuell hat sich in der Speichertechnologie kein klares Wettbewerbsumfeld unter den Produzenten de Speichertechnologie

herauskristallisiert, da die Technologien aktuell in ihrer Entwicklungsphase und noch weit von einer Marktreife entfernt sind.

Der Wettbewerb spielt sich daher vor allem auf der Entwicklungsebene zwischen Forschungsinstituten um die Freigabe

staatlicher Forschungsmittel ab.290

Die wichtigsten Forschungsanreize setzt eine gemeinsame Initiative des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie

(BMWi), des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und des Bundesministeriums für

Bildung und Forschung (BMBF). Die Bundesregierung hat in diesem Zusammenhang im Jahr 2011 das Programm mit dem

Namen Förderinitiative Energiespeicher mit einem Gesamtbudget von 200 Mio. Euro gestartet. 291 Ziel ist die Kooperation

zwischen Wissenschaft und Wirtschaft in Bezug auf Speichertechnologien anhand der gesamten Wertschöpfungskette zu

intensivieren und zu fördern. Die Initiative richtet sich ausdrücklich an internationale Forschungs- und

Unternehmenskooperationen, die eine Entwicklung von Speichertechnologien in Deutschland beschleunigen können.

Folgende Teilziele umfasst die Initiative:292

Verbesserung des systemischen Zusammenhangs von Ausbau erneuerbarer Energien und Verfügbarkeit von

Netzkapazitäten (Schaffung von Speicherkapazitäten mit unterschiedlichen Anforderungen)

Erweiterung und Verbesserung der grundlegenden Verständnisse zur thermischen, elektrischen und stofflichen

Speicherung von Energie

Förderung von Projekten zur angewandten Forschung und technologischen Entwicklung, insbesondere Förderung

gezielter Maßnahmen im Bereich der anwendungsnahen Forschung und der Zusammenarbeit von Wirtschaft und

Wissenschaft

Förderung anwendungsorientierter Maßnahmen bei der Zulieferindustrie und bei Geräteherstellern zur Entwicklung

von kostenoptimierten Herstellprozessen

Gezielte Erprobungsmaßnahmen zur Qualifizierung von Prototypen und zum Sammeln erster Betriebserfahrungen

sind in Begleitung von Maßnahmen zur Marktvorbereitung (Standardisierung, Normung, Aus- und Weiterbildung)

gezielte Erprobungsphasen unter realistischen Betriebsbedingungen (Demonstrationsprojekte)

Rückkopplung der Forschungs- und Versuchsergebnisse in die Grundlagenforschung und die technologische

Entwicklung ist für einen erfolgreichen Innovationsprozess


Da hinter den derzeit identifizierten Energiespeichertechnologien unterschiedlich hohe Erwartungen stecken, sind auch in der

Entwicklung neuer Techniken innerhalb eines Segments unterschiedlich starke Aktivitäten feststellbar.

Im Bereich der Pumpwasserkraftwerke ist in der Öffentlichkeit weiterhin die Vorstellung einer intereuropäischen Vernetzung

Deutschlands mit den Ländern Norwegen, Österreich sowie mit der Schweiz sehr präsent. Der geografische Nachteil

Deutschlands – im Sinne der Pumpspeicherwerke – soll durch diese Vernetzung kompensiert werden. Wenn in Deutschland

mehr Strom produziert als verbraucht wird, könnte so die überschüssige Energie ins Ausland befördert werden, um bei

Energieengpässen wiederum ins deutsche Netz zurückgespeist zu werden.293 Da allerdings in diesen drei Ländern der Ausbau

regenerativer Energien bevorsteht, und somit ein hoher Eigenbedarf an Pumpwasserspeichern, hat die deutsche Politik kein

großes Interesse an hohen Investitionen zur Intensivierung der Vernetzung.294 Vielmehr wird an alternativen Arten von

Pumpwasserkraftwerken bzw. Standorten im Bundesgebiet geforscht. Diskutiert wird in diesem Zusammenhang der Bau von

Pumpwasserspeichern in stillgelegten Bergwerken in Deutschland und in den Niederlanden. Gleich dem konventionellen

Pumpwasserspeicher werden zwei Becken in unterirdischen Hohlräumen miteinander durch Schächte verbunden. So könnten

290


Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011g) 292

Bundesministerium für Bildung und Forschung (2011b) 293


DB Research (2012)


87

theoretisch in deutschen Bergwerken Höhenunterschiede von bis zu 1.750 m genutzt werden. Diese Technologie ist allerdings

bisher erst theoretische erschlossen und birgt lediglich ein Potenzial von etwa 20 GWh in etwa 100 geeigneten Bergwerken.295

Bei der Speichertechnologie der Lithium-Ionen-Akkumulatoren strebt die Industrie und Wissenschaft besonders nach der

Standardisierung der Technologie. Durch ein einheitliches Batteriesystem wird mit einer Verdopplung des Marktpotenzials in

diesem Segment bis zum Jahr 2020 gerechnet.296 Hintergrund dieser Annahme ist eine Vergrößerung der Anwendungsfelder

sowie die Möglichkeit einer Modularisierung des Systems. In modularer Bauweise können unterschiedlich viele Speicher

miteinander gekoppelt werden, beispielsweise um eine dezentrale Stromspeicherung individuell auf lokale Anforderungen

abzustimmen. Branchen- und industrieübergreifende Standards bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren haben das Potenzial, den

ökologischen Nutzen regenerativer Energien voll ausschöpfen zu können.297 Für die Zukunft wird daher mit einer

Intensivierung der Bestrebungen in diesem Bereich gerechnet. Lithium-Batterien haben derzeit die besten Chancen sich

flächendeckend zu etablieren. Fraglich ist jedoch, ob jene Trends vom Verbraucher auch wirklich wahrgenommen und

akzeptiert werden.

Bei der Speichertechnologie Wasserstoff gibt es verschiedene Anwendungsansätze. Er birgt sowohl hohes Potenzial als auch

große Risiken. Das größte Risiko besteht in der hohen Reaktivität der Substanz. Bei Kontakt mit Luft vermischt sich

Wasserstoff zu einem hochexplosiven Knallgas. Trotzdem bleibt das Interesse an Wasserstoff als Speichertechnologie groß. Das

liegt vor allem an dem großen Energiepotenzial, das diese Technologie aufweist. Experten glauben, dass mit einem einzigen

Kavernenspeicher für Druckluft, die gesamtdeutsche Energieversorgung für etwa 30 Minuten gewährleistet werden könne. 298

Bisher ist man sich allerdings nicht sicher, in welcher Speichertechnologie genau Wasserstoff eingesetzt werden kann. Denkbar

ist der Einsatz sowohl als Langzeitspeicher als auch als Reservespeicher oder sogar als Mischform beider Technologien. Als

vielversprechendste Speicherung von Wasserstoff erscheint die Methanisierung der Substanz. Der durch sie entstandene

Wasserstoff wird zusammen mit Kohlendioxid in Methangas umgewandelt. Ein großer Vorteil hierbei ist die Möglichkeit der

Einspeisung von Methan in das vorhandene Erdgasnetz. So kann Methan als Kurz- aber auch Langzeitspeicher dienen und hat

zudem durch das bereits bestehende Netzwerk eine flächendeckende Verfügbarkeit. Die Methanisierung von Wasserstoff steht

allerdings erst am Anfang der Entwicklung und stößt an zahlreiche ungelöste Probleme. Die größten Herausforderungen

stellen Explosionsgefahr, Unwirtschaftlichkeit oder niedrige Wirkungsgrade bedingt durch die chemischen Prozesse dar. Trotz

aller Probleme und Schwierigkeiten hat Wasserstoff, aufgrund seiner energetischen Beschaffenheit, das Potenzial als

Energiespeicher eine reibungslose Stromversorgung in Deutschland zu gewährleisten.

Beim gesamten Portfolio von Speichermöglichkeiten, die derzeit auf dem Markt oder in der Entwicklung sind, lässt sich

resümieren, dass eine Speichertechnologie, die in allen Anwendungsbereichen am vorteilhaftesten ist, bisher noch nicht

existiert.299


Der deutsche Markt ist im Bereich Speichertechnologie unzureichend aufgestellt und hat großen Nachholbedarf, damit die

Energiewende der Bundesregierung gelingen kann.300 Die aktuellen Stromspeicherkapazitäten reichen nicht aus, um die

täglichen oder saisonalen Schwankungen auszugleichen, die durch die immer weiter fortschreitende Umstellung auf

regenerative Energien zunehmend verschärft werden. Zahlreiche Solar- und Windkraftwerke werden derzeit mit Hilfe

staatlicher Subventionen errichtet und es kommt immer häufiger vor, dass regenerative Energieträger an unwirtschaftlichen

Orten verbaut werden (mit geringer Sonneneinstrahlung oder in niedrigen Windlastzonen), um staatliche Subventionen

regional ausschöpfen zu können. Folge ist, dass aus Mangel an Stromspeicherkapazitäten, es immer wieder zu Abschaltungen

von Solarfeldern oder von Windkrafträder kommt. Zu Spitzenzeiten wird oft so viel Energie erzeugt, dass große Mengen Strom

ins Ausland geführt werden müssen, als Gegenmaßnahme für eine Netzüberlastung. Teilweise kommt sogar dazu, dass der

deutsche Exporteur sogar dafür zahlen muss, seine Energie ins polnische Netz einspeisen zu dürfen.301

In Deutschland fehlt ein Masterplan. Die deutsche Bundesregierung hat nach der Katastrophe von Fukushima sehr schnell den

Atomausstieg eingeleitet.302 Staatliche Innovations-, Investitions- und Förderprogramme sind dringend notwendig, damit die

Ziele der Energiewende erreicht werden können. Insbesondere die Netzbetreiber hängen der Energiewende hinterher, da von

staatlicher Seite der bisherige Fokus überwiegend auf der Stromerzeugung lag. Hier wird es nötig sein, einen Teil der Gelder

295


Roland Berger (2012a) 297

Roland Berger (2012a) 298





Expertengespräch


88

ins Stromnetz zu investieren. Derzeit werden intensiv Lösungen für die deutsche Netzwerk- bzw. Speicherproblematik gesucht.

Neben der Dezentralisierung der Stromversorgung und dem Bau neuer Stromautobahnen, muss nun die Suche nach neuen

Speichertechnologien intensiviert werden. Eine ganzheitliche Lösung zur Begegnung der Energiewende ist daher

unumgänglich.

7.4. ENERGIEINFRASTRUKTUR


Die deutsche Energieinfrastruktur gilt weltweit als eine der größten, modernsten und am besten ausgebauten

Energienetzwerke. Das Bundesumweltministerium definiert Energieinfrastruktur als alle Leitungssysteme und Netzwerke, die

zur Bereitstellung von Strom und Wärme dienen. Dazu gehören in Deutschland die Stromnetze, die Gasleitungen, das

Wärmenetzwerk und die CO2-Anlagen.

Durch die Energiewende sind in Deutschland vor allem die Stromnetze stark in den Fokus von Öffentlichkeit und Politik

gerückt. Die Energiewende ist eingeleitet und gerade der Ausbau der erneuerbaren Energien verzeichnet große Erfolge. Der

Ausbau der Netze hinkt allerdings nach Meinung vieler Experten noch hinterher. Die neue Netzpolitik gilt daher als der

entscheidende Faktor, um die Energiewende erfolgreich durchführen zu können. Gelingt dieser Ausbau nicht rechtzeitig, so ist

auch die Energiewende in Gefahr. Aufgrund dieser aktuellen Relevanz wird in diesem Kapitel näher auf das Segment Strom

und Stromleitungen eingegangen.

In Deutschland lag der Primärenergieverbrauch im Jahr 2011 bei 3.753 Mrd. kWh und der Endenergieverbrauch bei 2.220

Mrd. kWh. Die Energiebilanz für die Bundesrepublik Deutschland weist zwischen Primär- und Endenergieverbrauch

Umwandlungsverluste von 35% aus (Bilanzjahr 2011). Der Energieverbrauch wird in vier Hauptbereiche aufgeteilt. Industrie,

Verkehr, Gewerbe und Haushalte. Hierbei verbrauchen Industrie, Verkehr und Haushalte jeweils etwa 28% des

Gesamtvolumens. Das deutsche Gewerbe verbrauchte die restlichen 16%. Diese Anteile sind seit 1990, mit geringfügigen

Schwankungen, etwa gleichbleibend. In den Haushalten gliederte sich der Verbrauch in Raumwärme (72%), Warmwasser

(13%) und Elektrogeräte/Beleuchtung (15%). Insgesamt sind mehr als 1,7 Mio. km Stromleitungen in Deutschland verbaut.303

In diesen Leitungen wurden 2011 etwa 615 TWh Strom transportiert. Davon wurden 541 TWh in Deutschland verbraucht, der

Überschuss wurde ins Ausland weiterverkauft. In Deutschland ist die Bundesnetzagentur für Kontrolle und Ausbauplanungen

zuständig. 2010 wurde in Zusammenarbeit mit der Bundesregierung der Netzplan Zielnetz 2050 ausgearbeitet. Dieser sieht in

Abständen von 5 bis 10 Jahren eine ständige Erneuerung und Ausweitung des deutschen Netzes vor. Ziel ist, die erneuerbaren

Energien besser einzubinden bzw. das deutsche Netz vollständig auf die neuen Energiequellen auszurichten.

Die Stromnetzwerke in Deutschland werden in zwei große Subsegmente gegliedert. Übertragungsnetze und Verteilernetze. Die

Übertragungsnetze benutzen die leistungsfähigsten Stromleitungen. Diese können bis zu 380 kV Höchstspannung

transportieren. Sie dienen als Hauptverkehrswege für den produzierten Strom in Deutschland. Mit ihnen wird der Strom von

den Produktionsstandorten zu den Verbrauchsschwerpunkten transportiert. Aufgehängt sind die deutschen

Höchstspannungsleitungen immer an Stahlfachwerkmasten. Insgesamt sind in Deutschland etwa 35.000 Kilometer Leitungen

bis 380 kV installiert. Besonders die so genannten Stromautobahnen von Norden nach Süden bestehen überwiegend aus

Übertragungsleitungen. Seit Anfang der 90er Jahre ist es technisch möglich, Wechselstrom einfach und kostengünstig in

Gleichstrom und wieder zurück umzuwandeln. Damit können die Transportprobleme langer Wechselstromleitungen durch

Netzabschnitte mit Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) gelöst werden. HGÜs können Strom ohne große

Energieverluste schnell weiterleiten. Benutzt wird diese Technik vor allem bei Offshore-Windparks. In den Anlagen wird

Wechselstrom produziert, dann in Gleichstrom umgewandelt und durch eine 200 km lange Leitung zum Festland geschickt.304

Das zweite Subsegment bilden die Verteilernetze. Sie haben die Aufgabe den Strom von den großen Umspannwerken, die von

den Übertragungsleitungen gespeist werden, direkt zu den Endverbrauchern zu transportieren. Verteilernetze lassen sich

nochmals in drei Arten aufteilen. Hochspannungsleitungen bis 220 kV führen von den großen Umspannwerken direkt in

deutsche Ballungszentren und Industriebetriebe. Mittelspannungsleitungen mit 60 kV verteilen den Strom zu regionalen

Transformatoren oder in größere öffentliche Einrichtungen z.B. Krankenhäuser. Niederspannungsleitungen führen ca. 400 V

und dienen der schlussendlichen Feinverteilung. Sie speisen kleine Betriebe oder private Haushalte.305

303


3sat (2010) 305

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2012)


89

Abbildung 31: Länge des deutschen Stromnetzes nach Leitungen

Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2012)

Das Kreisdiagramm veranschaulicht die Mengenverteilung der verschiedenen Leitungen. Deutlich ist zu erkennen, dass die

Niederspannungsnetzwerke den Großteil der deutschen Leitungen einnehmen. Obwohl sie durch ihre Länge die größte Gruppe

darstellen sind es die Höchst- und Hochspannungsleitungen, die den größten Teil der Investitionssummen in Deutschland

benötigen.

Geographisch betrachtet gibt es in Deutschland noch ausreichend Potenzial für den Bau neuer Stromnetze. Dass dieses

Potenzial bereits frühzeitig erkannt wurde, zeigt das Bundesprojekt Zielnetz 2050. Hauptziel des Projektes ist, den im Norden

produzierten Strom in den Westen und Süden zu schaffen. Hierfür eigenen sich in Deutschland aktuell nur Oberlandleitungen.

Unterirdische Stromleitungen sind wegen der hohen Bevölkerungsdichte und den immensen Kosten nicht rentabel. Zusätzlich

sind der Wartungsaufwand und die Reparatur wesentlich kostspieliger. Zwar sind seit dem Jahr 2000 immer mehr

Stromleitungen unterirdisch, jedoch betrifft dies nur die Mittel- und Niederspannungsleitungen. Von ihnen sind ca. 70%

unterirdisch verlegt – Tendenz steigend. Auf das Thema Unter- und Oberleitungen wird im Unterkapitel Entwicklungstrends

noch genauer eingegangen.

Der Netzausbau in Deutschland ist für die beschlossene Energiewende von essentieller Bedeutung. Erneuerbare Energien sind

auf ein flexibles und leistungsstarkes Energie- und Stromnetzwerk angewiesen. Obwohl der Trend prinzipiell in Richtung

dezentraler Energieproduktion geht, wird es immer gewisse regionale Unterschiede geben. Aufgrund der geografischen

Bedingungen befinden sich große Windparks überwiegend im Norden, Solarenergie und Thermalenergie wird überwiegend im

Süden produziert. Diese Ungleichverteilung der Energieproduktion aus erneuerbaren Energien macht es notwendig, den

Strom über weite Strecken zu transportieren. Trotzdem stoßen die Pläne der Bundesregierung, die regenerative

Energieproduktion durch den Netzausbau zu fördern, sowohl von politischer als auch von gesellschaftlicher Seite auf

Widerstand.

Vor allem die großen neuen Strommasten in der Natur stören viele. Hier existiert ein ausgeprägtes NIMBY-Denken. Dieses

not-in-my-back-yard-Prinzip ist immer dann relevant, wenn neue Stromtrassen gebaut werden sollen. Der breite Teil der

Bevölkerung will die Energiewende und nimmt dafür auch einen Ausbau der Stromnetze in Kauf, aber nicht in ihrer

unmittelbaren Umgebung. Es gibt viele Bürgerbewegungen die sich gegen solche neuen Strommasten wehren.306 Damit der

Netzausbau trotzdem nach Plan weitergeführt werden kann, wurde von der deutschen Bundesnetzagentur ein Programm

entwickelt, um die negativen Folgen des Ausbaus einschätzen bzw. verhindern zu können. Dieses Programm nennt sich Netz-

Optimierung vor Verstärkung vor Ausbau, kurz NOVA. Hiermit soll sichergestellt werden, dass bereits bestehende

Verbindungen erst optimiert und ausgebaut werden. Neue Stromtrassen sollen nur im Ausnahmefall hinzukommen. Für den

Bau neuer Verbindungen wurden entsprechende Richtlinien erarbeitet. Es wurden vier Schutzgüter geschaffen, die auf keinen

306

Norddeutscher Rundfunk (2011)

35 77

479

1.123

Höchstspannung in Tsd. km

Hochspannung in Tsd. km

Mittelspannung in Tsd. km

Niederspannung in Tsd. km


90

Fall durch einen Neubau geschädigt werden dürfen. Erst wenn feststeht, dass keines dieser Schutzgüter in Gefahr ist, darf eine

neue Trasse gebaut werden.307 Die Schutzgüter sind:

Menschen, einschließlich der menschlichen Gesundheit

Tiere, Pflanzen und die biologische Vielfalt

Boden, Wasser, Luft, Klima und Landschaft

Kulturgüter und sonstige Sachgüter


Die großflächige Modernisierung des deutschen Stromnetzes steht fest. Bereits 2011 wurde er im Bundestag beschlossen.

Derzeit wird nur noch über den genauen Ablauf der Maßnahmen diskutiert. Größtes Potenzial für den Ausbau von

Stromleitungen bietet die Anbindung der Regionen, in denen erneuerbare Energien produziert werden, an die Regionen, in

denen die Energie verbraucht wird. Die Produktionsstandorte für erneuerbare Energien sind vor allem der Norden (Windkraft

on- und offshore) und der Süden (Solar). Die zahlreichen in Deutschland verteilten Industriezentren können mit einer

Anbindung der erneuerbaren Energien an die Hochspannungsleitungen profitieren. Umsetzungspläne für den Ausbau liegen

bereits vor. Eine Stromautobahn von den Offshore-Anlagen im Norden zu den Industriezentren im Süden und Westen soll

zukünftig errichtet werden. Hierfür sollen bis 2020 etwa 2.800 km neue Stromtrassen gebaut und 2.900 km Leitungen

erneuert bzw. verbessert werden. Abbildung 32: Investitionen der Netzbetreiber in die deutsche Netzinfrastruktur

Quelle: Bundesnetzagentur (2012)

Wie sich an dieser Grafik erkennen lässt, schwanken die Investitionen der Netzbetreiber in den Netzausbau im Laufe der Zeit

stark. Das geringe Investitionsvolumen zur Jahrtausendwende lässt sich mit der defensiven Haltung der Netzbetreiber

gegenüber den Plänen der damaligen rot-grünen Bundesregierung erklären. Nachdem sich 2005 eine endgültige Entscheidung

für die Wende abzeichnete stiegen auch die Investitionen wieder sprunghaft an.

Für die zukünftige Entwicklung des Netzausbaus liegen keine verlässlichen Zahlen vor. Da Netzausbau und Energiewende

höchst politische Themen sind, werden konkrete Angaben zu Kosten und Investitionszahlen kurz vor der diesjährigen

Bundestagswahl kaum verbindlich zu erfahren sein. Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft beziffert allerdings

die jährlichen Kosten in einer aktuellen Stellungnahme auf ungefähr 4,5 Mrd. Euro. Diese Zahl ist jedoch exklusive der Kosten

für die Anbindung großer Windparks in der Nordsee. In diesem Fall wird von einem, nicht näher genannten, zweistelligem

307

Bundesnetzagentur (2013)

2,7

4,0

3,6

3,0

2,4

2,2

1,7

2,0

2,4

3,1

3,6

-

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011

Investitionen in Mrd. Euro


91

Milliardenbetrag gesprochen. Mithilfe dieser enormen Summen soll das Ziel der Bundesregierung, bis 2050 über 80% des

Strombedarfes aus erneuerbaren Energien zu decken, realisiert werden.308

Aktuell ist es nicht möglich die genaue Entwicklung des zukünftigen Netzausbaus zu beziffern. Es lässt sich mit Sicherheit nur

sagen, dass mit steigenden Stromverbrauch und steigenden Kraftwerkleistungen die Stromnetze in gleichem Maße wachsen

werden.


In Deutschland wird das Stromnetz zwar von staatlicher Seite überwacht, betrieben wird es jedoch von wenigen großen

Anbietern. Diese Anbieter kümmern sich um Erhalt, Reparatur und Ausbau. Zurzeit sind in Deutschland vier große

Netzwerkanbieter tätig - kleine Unternehmen finden sich keine. Im Westen und im östlichen Baden-Württemberg betreibt

Amprion das Stromnetz. Im restlichen Baden-Württemberg ist Transnet BW der Hauptbetreiber. Im Osten Deutschlands

befindet sich das Unternehmen 50Hertz und den Korridor von der Nordsee bis nach Bayern betreibt TenneT. Diese Firmen

nehmen eine Monopolstellung in ihren jeweiligen Gebieten ein.309 Erwähnenswert ist die Tatsache, dass alle aktuellen

Stromnetzbetreiber Deutschlands auch von den vier großen Energielieferanten und Kraftwerkbetreibern gegründet wurden.

TenneT TSO wurde vom E.ON Konzern gegründet, 50hertz wurde von Vattenfall gegründet, Amprion entstand als Teil des

RWE-Konzerns und Transnet BW ist eine 100%-Tochter der EnBW. Alle Konzerne, außer EnBW, haben ihre

Stromnetzbetreiber mittlerweile abgestoßen oder weiterverkauft. Dies geschah teilweise aus rechtlichen oder finanziellen

Gründen. Alle vier Unternehmen gehören zum Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber (entsoe). Ziel dieses

Verbandes ist die Standardisierung des europäischen Stromnetzwerkes um den länderübergreifenden Verkauf von

überschüssigem Strom zu vereinfachen. Tabelle 17: Key Player Stromtransport

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

TenneT TSO 8.900 889

Amprion GmbH 7.302 896

50Hertz Transmission GmbH 6.900 694

Transnet BW 5.200 310

Quelle: Jahresberichte der Unternehmen (2011)

TenneT TSO deckt, geographisch gesehen, 40% der Bundesrepublik ab. Das Unternehmen betreibt ein Höchstspannungsnetz

mit etwa 10.700 Kilometern Leitungen. 50Hertz Transmission deckt 30% der Landfläche Deutschlands ab. Zu ihrem Netz

gehören etwa 9.700 Kilometer Stromleitungen. Zusätzlich hat das Unternehmen 2007 die 50Hertz Offshore GmbH gegründet.

Diese Tochterfirma ist für den Transport des in der Nordsee produzierten Stroms auf das Festland verantwortlich. Hierbei ist

es für alle deutschen Windparks zuständig. Amprion verfügt mit ca. 11.000 Kilometern Leitungen über das längste Stromnetz

in Deutschland. Über das eigene Netz hinaus ist Amprion verantwortlich für die Koordination des Verbundbetriebs in

Deutschland sowie als Koordinierungsstelle Nord auch für den nördlichen Teil des europäischen Verbundnetzes, welches die

Länder Belgien, Bulgarien, Deutschland, Niederlande, Österreich, Polen, Rumänien, Slowakische Republik, Tschechische

Republik und Ungarn umfasst. Transnet BW besitzt etwa 3.200 Kilometer Stromleitungen. Wegen der Lage im deutschen

Ländereck kooperiert das Unternehmen mit Netzwerkbetreibern aus Frankreich und der Schweiz.


Die Energiewende ist politisch beschlossen und gesellschaftlich weitgehend akzeptiert oder sogar gewünscht. Der damit

verbundene Netzausbau hingegen bereitet in der Bevölkerung noch einige Widerstände. Zur Akzeptanzsteigerung versuchen

das Umwelt- und das Wirtschaftsministerium die Bürger mit in die Finanzierung, aber auch in den Gewinn der

Netzinfrastruktur einzubeziehen. Bürger sollen sich insgesamt mit 15% der Investitionssumme und ab jeweils 1.000 Euro pro

Person beteiligen können. Vorrang genießen dabei die unmittelbaren Anwohner neuer Leitungsprojekte.310 308

Bundesverband deutscher Energiewirtschaft (2013) 309

Die Welt (2012b) 310

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013)


92

Ein weiterer Trend ist die Dezentralisierung der Energieversorgung. Diese Entwicklung stellt neue technische Anforderungen

an das deutsche Stromnetz. Hier wird es das Ziel sein, vermehrt auf HGÜs zu setzen und mithilfe des schnellen Transportes die

auftretenden Energieschwankungen besser ausgleichen zu können. HGÜs haben verschiedene Vorteile. Gleichstromleitungen

sind belastbarer und in der Lage den erforderlichen Strom mit einer höheren Spannung, sprich höherer Geschwindigkeit, zu

transportieren. Es gibt weniger Reibungsverluste und der gesamte Kabeldurchmesser kann genutzt werden. Bei

Drehstromstrom wird häufig der so genannte Skin-Effekt beobachtet. Dieser bewirkt, dass sich der Strom bei Drehstrom

immer an die Ränder des Leiterquerschnittes drängt. Damit wird die Leistung quasi auf die eines Leiters mit geringerem

Durchschnitt gedrosselt. Bei Gleichstrom existieren solche Probleme nicht. Nachteile von HGÜs sind die Unwirtschaftlichkeit

auf kurzen Strecken und die relative Anfälligkeit gegenüber Umwelteinflüssen, wie z. B. Regen und Luftverschmutzung.

Eines der großen Hindernisse für den Netzausbau ist, wie bereits erläutert, die mangelnde Bürgerakzeptanz. Viele Bürger

wollen nicht, dass neue sichtbare Stromleitungen durch ihre Umgebung gezogen werden. Ein Großteil der Bevölkerung stimmt

einem Ausbau zwar prinzipiell zu, 77% aller Deutschen befürworten den Netzausbau aber nur dann, wenn er unterirdisch

verläuft. Damit steht der Wunsch, dass keine landschaftliche Veränderung eintritt, noch vor den Kosten für den Netzausbau.311

Flächendeckende Stromnetze mit unterirdisch verlegtem Kabel sind allerdings nicht rentabel. Experten rechnen mit mehr als

dem 6,9fachen an Kosten im Vergleich zu den herkömmlichen Landoberleitungen. Auch der höhere Blindleistungsanteil der

unterirdischen Leitungen ist ein Nachteil. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Erdkabel noch keine rentable Lösung für

lange Stromtrassen sind. Aufgrund der hohen Nachfrage nach einer Möglichkeit Leitungen ohne große

Landschaftsbeeinflussungen zu errichten, wird zukünftig vermehrt in die Entwicklung einer rentableren Lösung investiert.312


Neben den vier großen Stromnetzbetreibern in Deutschland gibt es mit der Deutschen Bahn einen fünften Betreiber. Die

Deutsche Bahn betreibt neben der Österreichischen Bundesbahn als einziges Bahnunternehmen ein eigenes Netz, das Strom

für gewerbliche und private Nutzung weiterleitet.

Der deutschlandweite Energietransport wird über ein eigenes ca. 7.800 km langes 110-kV-Hochspannungsnetz mit rund

25.000 Strommasten abgewickelt. Der sogenannte Bahnstrom wird den Zügen der Deutschen Bahn und anderen

Eisenbahnverkehrsunternehmen in einem Einphasen-Stromnetz als Wechselstrom mit 15 kV und 16,7 Hz zur Verfügung

gestellt. Die Bahn ist mit ca. 13.000 Gewerbekunden an 5.600 Bahnhöfen der sechstgrößte Energieversorger Deutschlands.

Neben der Energieerzeugung in eigenen Bahnkraftwerken ist das Stromnetz der Deutschen Bahn über

Bahnstromumformerwerke und -umrichterwerke mit dem normalen 50-Hz-Stromnetz verbunden. Über diese Infrastruktur

kann die DB Energie zusätzlichen Strom beziehen beziehungsweise überschüssigen Strom in das öffentliche Drehstromnetz

einspeisen. In der Hauptschaltleitung (HSL) in Frankfurt am Main werden die rund 180 Unterwerke und 50 Erzeugerwerke

überwacht. Eine Ersatzschaltleitung ist in Limburg an der Lahn eingerichtet. Gesteuert und koordiniert wird die

Stromeinspeisung durch die HSL. Ferner gibt es sieben regionale Zentralschaltstellen (ZES), die für den regionalen Betrieb

(einschließlich dem Beheben von Störungen) zuständig sind.313

311

Statista (2013f) 312

Energie Control GmbH Wien (2007) 313

Deutsche Bahn Energy (2013)


93

8. Luft und Boden

8.1. EMISSIONSKONTROLLE, -MESSUNG


Als Emission wird das Aussenden oder Ausstoßen von Störfaktoren in die Umwelt bezeichnet. Emissionen verursachen

Immissionen – das Einwirken der emittierten Störfaktoren auf den Menschen und die Umwelt. Die im Volksmund wohl

geläufigste Emission ist die CO2-Emission, also der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre, beispielsweise durch

Fabriken, Kraftfahrzeuge und Flugzeuge. Emissionen können sehr vielfältiger Art sein, die nicht primär

gesundheitsschädlicher Natur sein müssen. So zählen neben den CO2-Emissionen andere Luftverunreinigungen durch

Treibhausgase314 ebenso dazu wie beispielsweise Strahlungsemissionen. Aber auch der Ausstoß von Lärm und Erschütterungen

werden als Emission kategorisiert.

Zum Schutz des Menschen und seiner Umwelt, wurden in den vergangen Dekaden zahlreiche Vorschriften und Gesetze von der

EU und ihren Mitgliedsstaaten erlassen. Diese behandeln oftmals das Thema Umwelt- und Klimaschutz im Sinne des

Emittierens von Treibhausgasen, aber auch andere Emissionen, beispielsweise Lärm, sind geregelt. Den gesetzlichen Rahmen

für die Emissionen bildet in Deutschland ein Gesetz, welches die Auswirkungen der Emissionen, also die Immissionen, regelt:

Das Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und

ähnliche Vorgänge – kurz das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG). Das 1974 erlassene Gesetz dient im Allgemeinen

dem Schutz von Menschen, Tieren und Pflanzen, von Boden, Wasser und Luft sowie von Kultur- und sonstigen Sachgütern vor

schädlichen Umwelteinwirkungen.315 Es gilt als bedeutendstes Regelwerk dieses Rechtsgebietes, da bislang kein (bundes-)

einheitliches Umweltgesetzbuch316 existiert. Die Formulierung des BImSchG ist relativ vage und beschreibt keine konkreten

Emissionen sondern primär die verschiedenen Arten der Umweltverunreinigungen, wie beispielsweise

Luftverunreinigungen317 oder Lärm. Weiterhin regelt es die integrierte Vermeidung von Emissionen bei

genehmigungspflichtigen Anlagen, unter anderem durch die Einbeziehung der Abfallwirtschaft.

Eine Spezifizierung der Gesetze erfolgt in den Bundes-Immissionsschutzverordnungen (BImSchV), welche aktuell 39

Durchführungsverordnungen318 enthalten, von denen jedoch einige im Laufe der Zeit bereits wieder aufgehoben, angepasst

oder ersetzt wurden. In diesen Rechtsverordnungen werden Details geregelt, die über die Anforderungen des Gesetzestextes

hinausgehen, insbesondere Anforderungen technischer Art und des Verwaltungsvollzugs.

Als weiter Spezialisierungen dienen sogenannte Technische Anleitungen von denen aktuell zwei existieren: die Technische

Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) sowie die Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm). Diese

Verwaltungsvorschriften sind bundeseinheitlich gültig und konkretisieren die Grenzwerte der Emissionen bzw. der Immission,

sofern diese nicht bereits durch eine BImSchV (anders) definiert sind. Für Licht- und Geruchsemissionen bestehen bislang

keine bundesweit gültigen Verordnungen, lediglich länderspezifische Richtlinien.319 Die TA Luft dient dem Schutz der

Allgemeinheit, sowie der Vorsorge vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen. Sie trat erstmalig 1964

in Kraft. Die aktuelle gültige Version stammt aus dem Jahr 2002 und ersetzt die vorherige Version, welche seit 1987 Bestand

hatte. Die Urfassung der TA Lärm wurde 1968 erlassen und zuletzt 1998 überarbeitet. Sie behandelt den Schutz der

Allgemeinheit vor schädlichen Lärmimmissionen, darunter fallen unter anderem die Genehmigungsverfahren von Industrie-

und Gewerbeanlagen. Nicht behandelt werden in der TA Lärm allerding die lärmbedingten Immissionen durch den Straßen-,

Schienen- oder Luftverkehr sowie durch Baustellen, Sportstätten oder sozialen Einrichtungen. Diese werden bereits in den

BImSchV behandelt.320

Einen weiteren Markttreiber stellt der Handel mit Emissionen dar. Der Emissionshandel, präziser ausgedrückt der

Emissionsrechtehandel, beschreibt das Handeln mit Zertifikaten für Treibhausgasemissionen. Der Ursprung liegt im

Weltklimagipfel 1997 in Kyoto, im sogenannten Kyoto-Protokoll. In diesem einigten sich die teilnehmenden Industriestaaten

314

Treibhausgase: Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Distickstoffoxid (N2O), Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs), Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3)

315 §1 Absatz 1 BImSchG

316 Gesetzvorhaben zur einheitlichen Regelung des Umweltrechts auf Bundesebene; bislang nicht erfolgreich umgesetzt.

317 Luftverunreinigungen waren 1974 bei der Erlassung, die Emission auf die das Gesetz primär ausgerichtet war.

318 Stand: Juli 2013

319 Vgl. Licht-Richtlinie der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI)

320 Vgl. z.B. 16. BImSchV (Verkehrslärmschutzverordnung) oder 18. BImSchV (Sportanlagenlärmschutzverordnung)


94

darauf, mit dem Inkrafttreten im Jahr 2005, ihre Treibhausgasemissionen im Zeitraum von 2008 bis 2012 zu reduzieren (1.

Verpflichtungsperiode321). Die jeweilige Senkung der Emissionen wurde dabei länderspezifisch festgelegt. So wurde für

Deutschland beispielsweise eine Reduktion um 21% vereinbart.322 Für die gesamte Europäische Union (EU), mit ihren damals

noch 15 Mitgliedsstaaten, wurde eine Reduktion der Treibhausgasemissionen um 8% vereinbart.323

Zur Erfüllung der Reduktionsvorgaben (Cap) wurde der EU-weite Emissionshandel eingeführt. Es ist das erste multinationale

Emissionsrechtehandelssystem der Welt, welches seither Vorbild anderer Handelssysteme und als Vorreiter für ein mögliches

weltweites Handelssystem gilt. Zudem wurde als Ziel ausgegeben, den Ausstoß von Treibhausgasen bis 2050 um 80% zu

reduzieren.324 Die zu reduzierende Menge an Treibhausgasen wird durch die EU in Emissionshandelsperioden festgelegt. Für

die erste Handelsperiode (2005-2007)325 lag diese Reduktionsvorgabe, wie 1997 im Kyoto-Protokoll bestimmt, bei 8%.

Die Reduktionsvorgaben gelten dabei für eine Anlage (eine Fabrik, ein Kraftwerk) und nicht für ein Unternehmen oder gar ein

ganzes Land. Jede dieser Anlagen erhält zu Beginn einer Handelsperiode kostenlos eine bestimmte Anzahl an

Emissionsberechtigungen in Form von Zertifikaten, sogenannten European Union Allowances (EUA). Jedes dieser Zertifikate

berechtigt den Anlagenbetreiber dazu, innerhalb der Handelsperiode eine Tonne CO2 auszustoßen - oder eine vergleichbare

Menge an Treibhausgasen mit dem gleichen Treibhauspotenzial (GWP326). Folglich dürfen Unternehmen mit einem Zertifikat

entweder eine Tonne CO2 oder rund 47,6 kg Methan emittieren. An welchen Stellen der Anlage die Treibhausgasreduktion

erzielt wird, bleibt den Anlagenbetreibern dabei völlig selbst überlassen. Tabelle 18: Treibhauspotenziale

Klimarelevante Gase Treibhaus-

potenzial (GWP)

Anteil an den vom Menschen

verursachten

Treibhausgasemissionen

Kohlenstoffdioxid (CO2) 1 76,7%

Methan (CH4) 21 14,3%

Distickstoffoxid (N2O) 310 7,9%

Schwefelhexafluorid (SF6)

Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs)

Perfluorierte Kohlenwasserstoffe (diverse, CHFxCly) u.a.

bis 23.900 1,1%

Quelle: Intergovernmental Panel on Climate Change (2007)

Ein Unternehmen hat bislang beispielsweise 10.000 Tonnen Treibhausgase ausgestoßen und soll diesen Wert nun um 21%

verringern. Es erhält 7.900 Zertifikate, welche den Ausstoß von 7.900 Tonnen CO2 genehmigen (oder vergleichbare Menge

Treibhausgas mit demselben Treibhauspotenzial). Kann das Unternehmen diese Vorgabe nicht erreichen und stößt

beispielsweise 8.500 Tonnen aus, ist eine Strafe pro fehlendem Zertifikat fällig. Diese betrug innerhalb der ersten

Handelsperiode 40 Euro pro fehlendem Zertifikat. Aktuell beträgt sie 100 Euro. Um die drohende Strafe zu vermeiden ist auch

der Zukauf von fehlenden Emissionszertifikaten möglich - in diesem Fall fehlen 600 Zertifikate. Diese kauft es einem

Unternehmen ab, welches seine Zielvorgabe übertroffen hat und somit nichtbenötigte Emissionszertifikate besitzt. Es lässt sich

mit den Zertifikaten auf diese Weise also zusätzlich Geld verdienen. Das Einsparen von Emissionen stellt somit für die

Unternehmen auch einen finanziellen Anreiz dar, den Emissionsausstoß zu reduzieren. Zertifikate können zudem auch

angesammelt werden, wenn beispielsweise eine Nichterfüllung zukünftiger Zielvorgaben zu befürchten ist. Der Preis für die

Zertifikate richtet sich, wie bei den meisten Gütern nach Angebot und Nachfrage.327 Ein Ansammeln der Zertifikate kann also

auch dahingehend sinnvoll sein, um zu einem späteren Zeitpunkt einen höheren Erlös zu erzielen.

Die europäische und nationale Rechtsprechung kann mit ihren Erlassen und Gesetzen also durchaus als grundlegender Treiber

im Markt der Emissionskontrolle und -messung angesehen werden. Als weiterer Einfluss kann der gesellschaftliche Druck auf

ein Unternehmen gewertet werden, umweltbewusst und -schonend zu produzieren.

321

Die Vertragsstaaten des Kyoto-Protokolls haben mittlerweile eine 2. Verpflichtungsperiode von 2013 - 2020 beschlossen. 322

Gegenüber dem Wert von 1990 323

Bundeministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2013i) 324

nachhaltigkeit.info (2013) 325

2. Handelsperiode: 2008-2012; 3. Handelsperiode: 2013-2020 326

GWP: Global warming potential 327

Zwischen 2009 und Mitte 2011 lag der Preis zwischen 13 und 17 Euro pro Zertifikat, aktuell (Juli 2013) beträgt er etwas mehr als 4 Euro.


95


Durch die immer strikter werdenden Gesetze und Vorgaben ist in den kommenden Jahren mit einem Wachstum des Marktes

für Emissionskontrolle und -messung zu rechnen. Der Markt für Sensorik, unter welchen auch die Messung der Emissionen

fällt, ist in den vergangenen Jahren stark und überdurchschnittlich gewachsen. Umfasste der Weltmarkt im Jahr 2006 noch

81,6 Mrd. Euro, wuchs er seither um durchschnittlich 7,9% jährlich auf 119,4 Mrd. Euro in 2011. Bis 2016 wird sogar ein

jährliches Wachstum von 9% erwartet. Der Weltmarkt hätte dann einen Umfang von 184,1 Mrd. Euro und wäre seit 2006 um

durchschnittlich 8,5% gewachsen. In diesen Zukunftserwartungen wurde bereits der zu erwartende Preisverfall von Sensoren

berücksichtig.328

Auch der deutsche Branchenverband für technische Messsysteme, AMA Fachverband für Sensorik e.V., bescheinigt der

deutschen Sensorik- und Messtechnikindustrie eine positive Zukunftsaussicht. Die Mitgliedsunternehmen des AMA konnten

für das Jahr 2011 ein zweistelliges Umsatzplus von 15% aufweisen. Der Durchschnitt der deutschen Industrie lag für 2011 unter

diesem Wert, bei rund 11%. 2012 wurde eine moderatere Umsatzsteigerung von 5% gegenüber dem Vorjahr erwartet.

Tatsächlich wurde jedoch nur ein leichtes Wachstum von einem Prozent erwirtschaftet.329 Auch bei den Investitionen (plus

16% gegenüber 2010) und bei den Exporten konnten die deutschen Unternehmen für das Jahr 2011 Steigerungen aufweisen.

Blieb der Export in nicht-europäische Länder in den Jahren 2004 bis 2011 weitestgehend konstant, konnte durch eine massive

Steigerung des Exportvolumens innerhalb Europas ein Gesamtwachstum des deutschen Sensorik Exports von 75%

ausgewiesen werden. Die positiven Indikatoren zeigen sich auch im Wachstum der Branche. Innerhalb der letzten sechs Jahre

wuchsen die Mitarbeiterzahlen um 22%.330

All diese Kennzahlen, Fakten und Aussichten beziehen sich auf den gesamten Markt für Sensorik- und Messtechnik. Der Markt

wird mit einem Anteil von 32,9% von Sensoren zur Messung mechanischer Eigenschaften dominiert. Nach bilderfassenden

Sensoren (19,2%) stellen chemische und biologische Eigenschaften messende Sensoren mit 10,9% (entsprach 2011 ca. 13,02

Mrd. Euro) das drittgrößte Subsegment.331


Im Bereich der Gassensorindustrie gilt für den deutschen Markt, wie auch für den europäischen, dass er durch viele kleine

innovative Firmen bearbeitet wird. Neben vielen kleinen Anbietern existieren nur wenige größere Firmen, die Sensorik in

Massenproduktion herstellen und vertreiben, um sie mit Geräten und Systemen kombiniert zu verkaufen.332

Zwei der größeren Anbieter sind die deutsche Testo AG und der französische Automobilzulieferer faurecia. Die aus dem

Schwarzwald stammende Testo AG ist Weltmarktführer im Bereich der mobilen Messgeräte und bedient mit ihren 2.100

Mitarbeitern eine große Bandbreite von Messgeräten. Neben Messgeräten für Abgase und Emissionen bieten sie beispielsweise

auch mobile Geräte zur Messung von Temperaturen, Druck oder thermischen Größen an. Im Jahr 2010 erwirtschaftete sie

einen Gesamtumsatz von 208 Mio. Euro.333

Das französische Unternehmen faurecia ist mit seiner Sparte faurecia Emission Control seit 2010 (seit der Übernahme von

EMCON Technologies) weltweit Marktführer im Bereich von Technologien zur Emissionskontrolle.334 In seinem

Produktspektrum finden sich unter anderem Katalysatoren, Krümmer, Schalldämpfer und Dieselpartikelfilter. Im Jahr 2011

erwirtschaftete das 94.000 Mann starke Unternehmen einen Gesamtumsatz von 17,35 Mrd. Euro. Neben den wenigen großen

Akteuren existieren auf dem deutschen Markt viele kleinere Anbieter, häufig mit weniger als 100 Mitarbeitern und Umsätzen

unter ca. 15 Mio. Euro.335


Ziel der Europäischen Union ist es, bis 2050 den Treibhausgasausstoß um 80% gegenüber dem Wert von 1990 zu reduzieren.

Aufgrund dieser ambitionierten Zielvorgabe ist nicht damit zu rechnen, dass der Markt für Sensoren und Messtechnik zur

Emissionsmessung und -kontrolle in den kommenden Jahren schrumpfen wird. Es ist vielmehr mit einem starken Wachstum

zu rechnen. Das erwartete Wachstum liegt nicht allein an den Vorgaben, sondern zudem am erhöhten Bewusstsein für

328

Sensor Magazin (2012a) 329

AMA Fachverband für Sensorik e.V. (2013) 330

Sensor Magazin (2012b) 331

Sensor Magazin (2012a) 332

Sensor Magazin (2012c) 333

Badische Zeitung (2011) 334

Autohaus (2009) 335

Viele der Unternehmen bieten neben den Emissionsmessgeräten andere Messgeräte an, die in den Umsätzen enthalten sind.


96

umweltfreundliche Technologien und Produktionsverfahren. Aus Imagegründen ist zu erwarten, dass sich Unternehmen

(auch) in Zukunft selbst unter Druck setzen, um ihre Emissionen zu reduzieren.

Nach einer 2009 von Dialego336 durchgeführten Umfrage gaben 82% der befragten Personen an, ihre eigenen

Konsumgewohnheiten aufgrund der bisherigen Klimadiskussion geändert zu haben. Als wichtigste Umweltprojekte sahen

jeweils 49% der ebenfalls 2009 von IPSOS337 befragten Personen die Themen Luftverschmutzung und Erderwärmung /

Klimawandel. Emissionen allgemein besitzen bei den deutschen Bundesbürgern mit 27% die fünfthöchste Bedeutung (vgl.

folgende Abbildung). Abbildung 33: Bedeutung der Umweltprojekte nach einer Umfrage von Ipsos

Quellen: Statista (2013b)

8.2. CO2-AUSSTOß


Kohlenstoffdioxid (CO2) ist eine unbrennbare, saure, farb- und geruchslose Gasverbindung aus einem Kohlenstoff- (C) und

zwei Sauerstoffatomen (O). Diese entsteht zum einen durch die Zellatmung eines Lebewesens, aber auch bei der Verbrennung

kohlenstoffhaltiger Substanzen bei ausreichender Sauerstoffzufuhr. Kohlenstoffdioxid ist ein wichtiger Bestandteil des

globalen Kohlenstoffzyklus, jedoch besitzt er auch eine toxische Wirkung.

Im Vergleich zu den anderen Treibhausgasen hat CO2 zwar den geringsten Effekt auf das Weltklima (so hat beispielsweise

Methan in gleicher Menge einen 21-mal größeren Effekt338), gilt jedoch als das bedeutendste. Dies liegt nicht zuletzt daran,

dass es mit 87,4% den mit Abstand größten Anteil aller vom Menschen ausgestoßenen Treibhausgase bildet. Die restlichen

12,6% sind unter anderem Distickstoffoxid und Fluorchlorkohlenwasserstoffe.

336

Statista (2013d) 337

Statista (2013e) 338

Siehe Treibhauspotenzial in Abschnitt 8.1: Emissionskontrolle und -messung

49%

49%

42%

33%

27%

23%

18%

15%

10%

9%

4%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Luftverschmutzung

Erderwärmung / Klimawandel

Übermäßige Verpackung von Verbrauchsgütern

Abfallprodukte

Emissionen

Wasserverschmutzung

Artenschutz

Abholzung

Abreicherung von Bodenschätzen

Mangelhafte Trinkwasserqualität

Bodenerosionen


97

Abbildung 34: Kohlendioxid (CO2) Emissionen nach Hauptverursachern [1990 - 2010]

Quelle: Umweltbundesamt (2012a)

Seit 1990 ist der Ausstoß von CO2 in Deutschland - wie auch der gesamte Treibhausgasausstoß – nahezu kontinuierlich

zurückgegangen. Nach der Wiedervereinigung lag das zunächst an der wirtschaftlichen Umstrukturierung der neu integrierten

Bundesländer. Vor allem die Minderung des dortigen Braunkohleinsatzes zur Energieerzeugung wirkte sich positiv aus. Die in

den Folgejahren konsequent verfolgte Klimapolitik der Bundesregierung führte zu einem weiteren Absinken der

Emissionen.339 Wie in obiger Abbildung zu sehen, ist 2009 der bisherige Tiefstwert erreicht worden, welcher allerdings (auch)

auf die Auswirkungen der Wirtschaftskrise zurückzuführen ist. Mit der Erholung der Wirtschaft, einhergehend mit einer

kühlen Witterung, ist auch der CO2-Ausstoß im Jahr 2010 wieder leicht angestiegen, jedoch im Vergleich zur Vorkrisenzeit

weiterhin auf einem niedrigeren Niveau. Im Vergleich zu den anderen Treibhausgasen ist bei Kohlendioxid ein geringerer

Rückgang zu verzeichnen. Zwischen 1990 und 2010 konnte der CO2-Ausstoß in Deutschland um 21,4% gesenkt werden. Im

Vergleich dazu konnten die Nicht-CO2-Treibhausgase einen Rückgang um mehr als 42% verzeichnen. Dementsprechend stieg

auch der CO2-Anteil an der Gesamtemission von 83,6% (1990) auf 87,4% in 2010.340

Als Hauptverursacher von Kohlendioxid werden in der Öffentlichkeit oft der (Straßen-) Verkehr und die industrielle

Produktion angesehen. Tatsächlich belegen diese beiden Bereiche jedoch nur den zweiten und vierten Platz der größten

Emittenten. Der Verkehr ist mit 153.272 Tsd. t (2010) für 18,7% der gesamten CO2-Emission verantwortlich, Industrieprozesse

verzeichnen eine Menge von 53.645 Tsd. t (6,6%). Dazwischen, auf Platz drei, liegen Haushalte und Kleinverbraucher.341 Mit

144.557 Tsd. t CO2 erzeugen sie rund 17,7% des Gesamtausstoßes. Der mit Abstand größte Emittent von Kohlendioxid ist

jedoch die Energiewirtschaft. Weit mehr als ein Drittel (42,6%) wird allein von ihr erzeugt – ganze 349.060 Tsd. t der

insgesamt ausgestoßenen 818.962 Tsd. t.342

Im Vergleich zum Jahr 1990, welches in den meisten Bestimmungen, Gesetzen und Statistiken als Referenzjahr verwendet

wird, ist jedoch der Ausstoß aller Emissionsarten teilweise deutlich zurückgegangen. Um durchschnittlich 1,1% jährlich sank

der Gesamtausstoß von 1.042.161 Tsd. t (1990) um 21,4% auf 818.962 Tsd. t Kohlendioxid im Jahr 2010. Die größten

Einsparungen wurden dabei beim viertgrößten Emittenten, dem verarbeitenden Gewerbe erzielt (-35%). Deutlich geringere

CO2 Einsparungen wurden im selben Zeitraum hingegen auf deutschen Straßen erzielt. Der Verkehr konnte in den vergangen

339

Umweltbundesamt (2012b) 340

Umweltbundesamt (2012c) 341

Zu dieser Kategorie gehören Heizgeräte, aber auch beispielsweise Küchengeräte 342

Umweltbundesamt (2012a)

0

200.000

400.000

600.000

800.000

1.000.000

1.200.000

1.400.000

Energiewirtschaft [Tsd. t] Verarbeitendes Gewerbe [Tsd. t]

Verkehr [Tsd. t] Haushalte und Kleinverbraucher [Tsd. t]

Industrieprozesse [Tsd. t] Sonstige [Tsd. t]

Gesamtemissionen (incl. Nicht-CO2) [Tsd. t]


98

20 Jahren lediglich eine Reduktion um 5,6% vorweisen. Gerade einmal 9.094 Tsd. t wurden hier eingespart (von 162.366 Tsd. t

auf 153.272 Tsd. t).343 Die Fahrzeuge sind im Vergleich zu 1990 deutlich sparsamer und umweltfreundlicher geworden. Der

durchschnittliche CO2-Ausstoß sank allein zwischen 2006 und 2010 um rund 15%, jedoch ist gleichzeitig die Anzahl der

zugelassenen Fahrzeuge geradezu explodiert. Fuhren 1990 noch etwas weniger als 30,7 Mio. Personenkraftwagen344 auf

deutschen Straßen, ist die Zahl heute auf 43,3 Mio. PKW345 angestiegen.

Dieser geringere Rückgang zeigt sich auch am Anteil des Verkehrs an der Gesamtemission. Betrug sein Anteil 1990 noch 15,6%,

liegt er 20 Jahre später bei 18,7%. Ebenfalls gestiegen ist der Anteil der Energiewirtschaft an der Gesamtemission (von 40,6%

auf 42,6%), auch wenn in diesem Bereich die absolute CO2-Reduktion am stärksten ausgefallen ist (74.358 Tsd. T, 17,6%

Rückgang).346 Abbildung 35: CO2-Emissionen nach Verursachern im Vergleich [1990, 2010]

Quelle: Umweltbundesamt (2012a)

Von der Politik, sowohl national als auch international, wurden in der Vergangenheit zahlreiche Maßnahmen ergriffen, um den

Emissionsausstoß in Zukunft zu verringern und damit zum Schutz des Planeten und seiner Bewohner beizutragen. Der EU-

weite Emissionshandel347 trägt ebenso zum Schutz des Klimas und der Reinhaltung der Luft bei, wie der konsequente Umstieg

auf erneuerbare Energien (insbesondere in Deutschland). Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) ist der

Energiesektor weltweit für rund zwei Drittel der gesamten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Der Ausstoß von

Kohlendioxid bei der Energiegewinnung ist dabei auf eine Menge von 31,6 Gigatonnen348 angestiegen. Mit 349 Mio. t CO2 ist

der deutsche Energiesektor für 1,1% der weltweiten energiebedingten CO2-Emissionen verantwortlich. In den kommenden

Jahren wird insbesondere durch eine wachsende Energienachfrage in Entwicklungs- und Schwellenländern mit einem

weiteren ansteigen der CO2-Emissionen gerechnet.349 Bis 2030 wird ein Anstieg des Energiebedarfs um 44% gegenüber 2006

vorausgesagt. Lag der weltweite Ausstoß zu diesem Zeitpunkt noch bei 29 Gigatonnen, wird für 2015 ein Anstieg auf 33

Gigatonnen, bis 2030 sogar auf 40 Gigatonnen erwartet.

Innerhalb des deutschen Energiesektors ist der Großteil der CO2-Emissionen auf die Stromerzeugung zurückzuführen. 2010

betrug die Kohlendioxidemission der Stromerzeugung 305 Mio. t, für 2012 lag die erste Schätzung des Umweltbundesamtes

bei 317 Mio. t.350 Bei nahezu gleichbleibenden Bevölkerungszahlen ist der Stromverbrauch in Deutschland zwischen 1990 und

2010 von 480 TWh auf 560 TWh gestiegen. Auch in Zukunft ist nicht damit zu rechnen, dass sich dieser Wert rückläufig 343

Umweltbundesamt (2012a) 344

Kraftfahrt-Bundesamt (2012a) 345

Kraftfahrt-Bundesamt (2013a) 346

Umweltbundesamt (2012a) 347

siehe Kap. 8.1: Emissionskontrolle und -messung 348

31,6 Mrd. t 349

Proplanta (2009) 350

Umweltbundesamt (2013)

Energiewirtschaft41%

Verarbeitendes Gewerbe17%

Verkehr15%

Haushalte und Kleinverbraucher

20%

Industrieprozesse6%

Sonstige1%

1990Gesamtemission: 1.042.161 [Tsd. T]

Energiewirtschaft43%

Verarbeitendes Gewerbe14%

Verkehr19%

Haushalte und Kleinverbraucher

18%

Industrieprozesse6%

Sonstige0,5%

2010Gesamtemission: 818.962 [Tsd. T]


99

entwickeln wird. Betrachtet man die aktuellen Trends, wie beispielsweise Elektrofahrzeuge, ist eher mit einem weiteren

Anstieg zu rechen. Positiv zu bewerten ist jedoch, dass im selben Zeitraum, trotz eines massiven Anstiegs des Stromverbrauchs,

die CO2-Emissionen der Stromerzeugung gesunken sind: von 357 Mio. t in 1990 auf 317 Mio. t in 2010 (trotz eines

prognostizierten Anstiegs in den kommenden Jahren). Für den CO2-Emissionsfaktor Strommix, welcher die CO2-Emissionen

in Gramm pro erzeugter Kilowattstunde Strom angibt, bedeutet dies ebenfalls ein Absinken. Pro Kilowattstunde Strom wurde

1990 noch 744 g CO2 ausgestoßen, 2010 war dieser Wert auf 546 g/kWh gesunken.351 Abbildung 36: Entwicklung der CO2-Emissionen des Strommixes

Quelle: Umweltbundesamt (2013)

Eine der Ursachen des verminderten CO2-Ausstoßes der Energiebranche ist der Wandel des Strommixes. 1990 war dieser noch

von Kernenergie (27,7%), Braun- (31,1%) und Steinkohle (25,6%) gekennzeichnet. Erneuerbare Energien (3,6%) und Erdgas

(6,5%) besaßen einen eher unbedeutenden Anteil. 20 Jahre später, im Jahr 2010, hatte sich diese Struktur bereits deutlich

gewandelt, Braun- und Steinkohle haben massiv an Anteil verloren, ebenso die Kernenergie. Der Anteil der erneuerbaren

Energie betrug 2010 bereits 16,4%. Weitere zwei Jahre später hat sich der Strommix in Deutschland durch den konsequenten

und raschen Ausstieg aus der Atomenergie (als Folge des Nuklearkatastrohe von Fukushima) erneut massiv gewandelt. Der

Anteil erneuerbarer Energien ist um weitere 6% gestiegen, der Anteil der Kernenergie durch erste Abschaltungen von

Kernkraftwerken gesunken.352 Tabelle 19: Wandel des deutschen Strommixes

1990 2010 2012

Braunkohle 31,1% 23,2% 25,7%

Kernenergie 27,7% 22,4% 16,1%

Steinkohle 25,6% 18,6% 19,1%

Erdgas 6,5% 13,8% 11,3%

Mineralölprodukte 2,0% 1,3% 1,5%

351

Umweltbundesamt (2013) 352

ag-energiebilanzen (2013)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0

100

200

300

400

500

600

[g/kWh][Mio. t | TWh]

CO2 Emission der Stromerzeugung [Mio. t] Stromverbrauch [TWh]

CO2 - Emissionsfaktor Strommix [g/kwh]


100

Erneuerbare Energien 3,6% 16,4% 22,1%

Übrige Energieträger 3,5% 4,2% 4,2%

Bruttoerzeugung insgesamt [in Mrd. kWh] 549,9 628,6 617,6

Quelle: ag-energiebilanzen (2013)


Flottenbilanz – hinter diesem Schlagwort verbirgt sich der CO2-Ausstoß, den alle neuzugelassene Fahrzeuge eines Herstellers

im Durchschnitt verursachen dürfen. Herangezogen wird dabei der Mittelwert des CO2-Ausstoßes pro Kilometer sämtlicher

Fahrzeuge des Herstellers. Im Mittel dürfen diese den Wert von aktuell 130 g/km nicht überschreiten. Im Mittel bedeutet, dass

eine Überschreitung bei einigen Fahrzeugmodelle durchaus möglich ist, diese jedoch durch einen geringeren Ausstoß bei

anderen Modellen kompensiert werden muss. Erstmalig wurde 1998 von der Automobilbranche das selbstauferlegte Ziel

ausgegeben, bis 2005 den CO2-Ausstoß auf 140 g/km zu senken. Die EU schlug bereits Mitte der 90er eine Senkung auf 120

g/km vor, welche jedoch aufgrund der durch die Hersteller erfolgten Selbstauflage nicht zu Stande kam. Da allerdings 2007 die

durchschnittliche Emission der Neuwagen bei 160 g/km lag, wurde beschlossen doch eine rechtliche Vorgabe zu schaffen.353

Diese rechtliche Regelung wurde Ende 2008 zwischen dem Europäischen Rat und dem Europäischen Parlament

beschlossen.354 Als Zielvorgabe wurde ausgegeben, bis 2020 den CO2-Ausstoß auf durchschnittlich 95 g/km zu senken.355 Diese

Reduktion soll in mehreren Perioden erfolgen. Die Erste sah vor, den Ausstoß bis 2012 auf 130 g/km zu reduzieren. Weitere 10

g/km sollten im gleichen Zeitraum durch Maßnahmen bei Kraftstoffen, Reifentechnologien und Klimaanlagen eingespart

werden.356 Mit 146 g/km lagen die deutschen Hersteller 2011 allerdings noch deutlich über der Vorgabe. Selbst die

selbstauferlegte Vorgabe von 140 g/km bis 2005 wurde bislang nicht erreicht. Als Begründung des Scheiterns sieht die EU den

fehlenden rechtlichen Druck in den vergangenen beiden Dekaden. Dadurch bestand für die Hersteller nicht die Veranlassung

das Risiko einer deutlich umgestalteten Modellpolitik zu tragen.357

Es wurde zudem festgelegt, dass eine endgültige Spezifizierung des Vorgehens bis 2020 im Jahr 2013 erfolgen soll. Diese

Festlegung fand jedoch bislang nicht statt. Für den 27. Juni 2013 war eine Abstimmung über den Vorschlag der EU-

Kommission geplant, welcher jedoch, nicht zuletzt aufgrund des vehementen Widerstands Deutschlands, zunächst verschoben

wurde. Nach Vorstellung der EU-Kommission sollte zur Errechnung der Emissionswerte eine Formel herangezogen werden,

welche das Fahrzeuggewicht als Variable beinhaltet. Mit einem recht bildlichen Beispiel versuchte der EU-Klimakommissar

Hedegaard die angewendete Formel im Juli 2012 zu verdeutlichen: „Wenn ein übergewichtiger und ein schlanker Mensch die

gleiche Anzahl Kilos verlieren sollten, sei das nicht gerade fair. Die Hersteller verbrauchsintensiverer, schwerer Wagen sollen

sich deshalb stärker verbessern [als Hersteller leichterer Fahrzeuge].“358 Besonders betroffen wären nach dem Konzept der

EU-Kommission deutsche Hersteller, da sie insbesondere in der Oberklasse stark vertreten sind.

Für deutsche Hersteller sieht die Flottenbilanz wie folgt aus. Die mit Abstand geringste Bilanz – auch international – kann

Smart ausweisen. 359 Der Flottenausstoß von 99 g/km ist jedoch differenziert zu sehen, da das Portfolio – im Gegenteil zu

anderen, breiter aufgestellten Herstellern – aktuell nur den Smart fortwo im Kleinstwagensegment aufweist. Die großen

deutschen Hersteller, mit einer breiten Produktpalette, haben deutlich höre Flottenbilanzen (siehe nachfolgende

Abbildung).360

353

EU Parlament (2008) 354

Formelle Verabschiedung im April 2009 355

95 g/km entsprechen einem Verbrauch von 3,4 l/100km Diesel und 3,9 l/100km Benzin 356

120 g/km entsprechen einem Verbrauch von 4,5 l/100km Diesel und 5 l/100km Benzin 357

Bundeministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2009) 358

Handelsblatt (2012a) 359

Die zweitniedrigste Flottenbilanz hat mit 133 g/km der italienische Hersteller Fiat 360

Autobild (2012)


101

Abbildung 37: Flottenbilanz Deutscher Hersteller: CO2-Ausstoß in g/km [2012]

Quelle: Autobild (2012)

8.3. FILTERTECHNOLOGIEN


Wie bereits in den vorangegangenen Kapiteln erläutert, üben die Treibhausgase einen großen Effekt auf das Weltklima aus.

Kohlenstoffdioxid (CO2) gilt aufgrund der ausgestoßenen Menge dabei als größte Klimabedrohung. Folglich kommt der

Reduktion dieses Gases daher eine besondere Bedeutung zu. Der Großteil der CO2 Emissionen entsteht in der

Energiewirtschaft,361 weltweit rund zwei Drittel und in Deutschland etwa 43%. Vor diesem Hintergrund sollte es

selbstverständlich sein, dass nicht nur die Minderung der Emission, sondern auch die Reinigung der bereits erfolgten

Emissionen hohe Priorität beim Klimaschutz genießt. Im nachfolgenden Kapitel wird der Fokus auf ebendieses Gas gelegt. Die

übrigen Treibhausgase erzielen bei einer vergleichbaren emittierten Menge zwar einen deutlich höheren Effekt362 als CO2,

aufgrund des mengenmäßig geringeren Ausstoßes ist die Erforschung und Entwicklung von Filtertechnologien in diesen

Segmenten jedoch aktuell nicht so interessant.

Grundsätzlich bieten sich zwei Möglichkeiten an, um die Emissionen abzuscheiden. Eine der beiden Varianten ist die Filterung

des CO2 aus der Umgebungsluft. In der Theorie ist seit Langem bekannt, wie CO2 aus der Luft gefiltert werden kann. Bei der

Entwicklung effizienter Verfahren, welche die Theorie umsetzen, ohne Unmengen an Energie zu verbrauchen und damit ggf.

weitere Emissionen zu verursachen, besteht jedoch erheblicher Forschungsbedarf. Als zweite und trivialere Variante erscheint

es jedoch, das CO2 zu filtern, bevor es überhaupt erst in die Atmosphäre gelangen kann. Für diesen Zweck gibt es drei

unterschiedliche Verfahren, welche an drei unterschiedlichen Stellen ansetzen: das Post- und das Pre-Combustion-Capture

sowie das Oxyfuel Verfahren. Die Entwicklung aller drei Verfahren erfolgt derzeit parallel. Welche sich am ehesten für den

361

Siehe Kapitel 8.2: CO2-Ausstoß 362

siehe Kapitel 8.1: Emissionskontrolle -messung

99

142151 151

169

227

0

50

100

150

200

250

Smart VW Audi BMW / Mini Mercedes Porsche

[g / km]


102

industriellen Einsatz eignet, ist bislang nicht abzusehen. Es ist zudem davon auszugehen, dass es nicht die eine Lösung gibt,

sondern der Kampf zum Schutz des Klimas mit einer Kombination aus vielen verschieden Verfahren zu führen ist.363 Aus

diesem Grund existieren verschiedene Filterungsverfahren und Anschlussverwertungsverfahren, die sich teilweise auch bereits

im Einsatz befinden. Viele weitere Verfahren werden derzeit noch erforscht. Da die Energiebranche also Hauptverursacher der

CO2-Emissionen zählt, beziehen sich viele Filterungsmaßnahmen direkt auf diesen Wirtschaftszweig.

Eine der aktuell gebräuchlichsten Varianten zur CO2-Filterung in Kraftwerken ist das sogenannte Post-Combustion-Capture

Verfahren - die Filterung nach der Verbrennung. Dieses Verfahren ist technisch recht weit ausgereift, jedoch ist es

wirtschaftlich nicht besonders attraktiv.364 Zur Abscheidung des CO2 wird das Gas nach der Verbrennung in einen Amin-

Wäscher geleitet, welcher das CO2 absorbiert. Durch Erhitzung werden die Amine vom CO2 gereinigt. Die Amine können nun

wiederrum rezirkuliert und wiederverwendet werden. Positiv zu bewerten ist bei diesem Verfahren das eine Nachrüstung in

bestehenden Kraftwerken einfach zu bewerkstelligen ist. Negativ dagegen ist der hohe Wirkungsgradverlust365 von bis zu 15%

zu bewerten.

Pre-Combustion-Capture meint hingegen die Filterung vor der Verbrennung. Bei diesem Vorgehen wird die Primärenergie366

vorrangig zu einem energiereichem Gasgemisch vergast. Anstatt es bei der Verbrennung vollständig in CO2 und H2O

umzuwandeln, ist nun ein Rohgas entstanden, welches hauptsächlich aus Kohlenmonoxid (CO) und molekularem Wasserstoff

(H2) besteht. Dieses Rohgas muss anschließend gereinigt und entschwefelt werden, an dieser Stelle lässt sich auch die CO2-

Filtrierung zwischenschalten. Das nun entstandene Synthesegas, welches quasi kein CO2 mehr enthält, kann anschließend in

einer Gasturbine verbrannt werden. Zur Energiegewinnung lassen sich nun die heißen Abgase mit Wasser abkühlen, um mit

dem Wasserdampf wiederum eine Dampfturbine zu betreiben. Dieses bereits in der Theorie recht umfangreiche und

komplizierte Verfahren zeichnet sich auch in der Praxis durch einen komplizierten Anlagenbau und damit einhergehenden

hohen Investitionskosten aus. Da die Technologie zudem noch nicht ausgereift ist, wird nicht vor 2014 mit der Inbetriebnahme

solcher IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) Kraftwerke gerechnet. Diese sollen jedoch einen Wirkungsgrad von

55% ohne CO2-Abscheidung aufweisen.367

Für die Energiegewinnung aus Kohle bietet sich zudem Verbrennung mit einer Mischung aus reinem Sauerstoff und

rezirkulierendem Kohlenstoffdioxid an. Das Oxyfuel-Verfahren hat ein Abgas zu Folge, welches nahezu ausschließlich aus

hochkonzentriertem CO2 und Wasserdampf besteht. Dieser kondensiert anschließend und das hochkonzentrierte CO2 bleibt

zurück. Vorteile dieses Verfahrens sind das Vermeiden unerwünschter Stockoxide und die Nachrüstbarkeit bestehender

Kraftwerke. Durch die hohe Energieintensität der Luftzerlegung zur Bereitstellung des reinen Sauerstoffs sinkt der

Wirkungsgrad der Filtration um 10% auf rund 37%.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass zahlreiche Ansätze zur Reinhaltung und Reinigung der Luft vorhanden sind.

Diese sind jedoch technisch noch nicht ausgereift und größtenteils bislang zu inneffizient. Die Herausforderung, aber auch

gleichzeitig eine mögliche Perspektive um sich erfolgreich auf dem Markt zu positionieren, liegt nun darin, ebendiese

effizienten, technisch ausgereiften Filtertechnologien zu entwickeln.

Die Filterung des CO2 zur Reinigung der Luft ist ein Vorgehen, das konsequent verfolgt werden sollte. Anschließend muss

jedoch darüber entschieden werden, was mit dem abgeschiedenen CO2 geschehen soll. Als Alternativen bieten sich die

Lagerung oder die Verwendung von CO2 als Roh- oder Kraftstoff an. Die Frage der Lagerung beschäftigt sich hauptsächlich mit

der unterirdischen Verwahrung. Als Lagerorte sind zum Beispiel poröse Sedimente auf dem Festland, unter dem Meeresboden

oder in stillgelegten Bergwerken im Gespräch.

Bei der unterirdischen Lagerung in porösen Sedimenten wird das CO2 in tiefliegende Sedimente abgegeben. Gut geeignet sind

dabei mit Salzwasser gefüllte Poren. Bei ausreichender Tiefe (ca. 800 m), verflüssigt sich das CO2 aufgrund des herrschenden

Drucks.368 In diesem Zustand besitzt es eine ähnliche Dichte wie das Salzwasser und ist deshalb in der Lage, es zu verdrängen.

Das Herabpumpen des CO2 in eine solche Tiefe ist mit einem hohen Energieaufwand verbunden. Folglich würde es sich

anbieten, eine vorhandene Bohrung zu verwenden. Diese könnte beispielsweise von der Kohle-, Öl- oder Gasförderung

stammen. Letztere hätte zudem den Vorteil, dass von einer Gasundurchlässigen Deckschicht ausgegangen werden kann – eine

Voraussetzung für die unterirdische Lagerung. Tiefere Bohrungen würden jedoch zunehmend mit Verfahren der

Energiegewinnung in Konkurrenz stehen, wie beispielsweise der Geothermie.369

Die Lagerung in porösen Sedimenten unter dem Meeresboden unterscheidet sich technisch unwesentlich von dem voran

beschriebenen Verfahren. Vorteilhaft wäre hierbei die geringere Gefahr für den Menschen. Für den Fall das doch CO2

363

GAiA (2009a) 364

Lemann (2008) 365

Dimensionsloses Maß für die Effizienz der Energieumwandlung. Stellt Nutzen und Aufwand der Umwandlung gegenüber: η = PNutzen / PAufwand 366

Kohle, Gas, Biomasse, Abfall 367

Lemann (2008) 368

Lemann (2008) 369

Siehe Kapitel 5.4: Geothermie


103

austreten sollte, würde es sich im Wasser verflüchtigen und nicht an die Oberfläche treten.370 Für einen Austritt an die

Oberfläche müsste das CO2 in großer Menge austreten, eine Gefahr für den Menschen wäre trotzdem nicht zu befürchten. Da

sich das Gas relativ schnell verteilen würde, hätte es keine toxischen Auswirkungen – lediglich der treibhausgasreduzierende

Effekt wäre hinfällig. Abschließend zu klären bleibt zudem der gesetzliche Rahmen für dieses Verfahren, da die 1972er

Londoner Konvention sowie das OSPAR-Abkommen371 die Verbringung von Abfällen ins Meer verbieten.

Die unterirdische Lagerung, häufig auch als Carbon Dioxide Capture and Storage (CCS) bezeichnet, wird häufig kontrovers

diskutiert. Zu erforschen bleibt, wie genau sich das CO2 im Untergrund verhalten wird.372 Dem Verfahren pessimistisch

gegenüberstehenden Personen ziehen Vergleiche zur Unterirdischen Endlagerungen von Atommüll.373 Dem gegenüber

entgegnen optimistisch eingestellte Personen jedoch, dass es sich bei CO2 um ein nicht radioaktives, nicht brennbares

natürliches Gas handeln würde.374 Bis zur Marktreife von CCS, welche laut McKinsey nicht vor 2020 sein wird, bleibt jedoch

noch genug Zeit, um sich mit der Lösungen der Herausforderungen zu beschäftigen.375 In der 2012 von der Zero Emission

Platform (ZEP) und der European Biofuels Technology Platform (EBTP) veröffentlichten Studie Biomass with CO2 Capture

and Storage (Bio-CCS) wurde CCS der erfolgreiche Einsatz in kleineren (pilotartigen) Projekten bescheinigt.376

Die Bedeutung der Weiterverwertung von CO2 kann unter anderem von den bereitgestellten Forschungsgeldern erkannt

werden. Jeweils 100 Mio. Euro wurden in den Jahren 2009 bis 2012 vom US-Energieministerium und dem deutschen

Bundesforschungsministerium (BMBF) zur Verfügung gestellt.377 Nun gilt es, unter anderem mit Hilfe der Fördermaßnahmen,

sinnvolle Einsatzgebiete für CO2 zu finden oder auch sichere und dauerhafte Lagerungsstätten. Notwendig ist hierbei nicht nur

eine technische oder wirtschaftliche Sichtweise, sondern auch eine politische Diskussion.


2008 noch als vielversprechende Lösung gehandelt, mittlerweile jedoch als Technologie für die Zukunft verworfen, ist das

sogenannte Air Capture oder auch Directet Air Capture Verfahren (DAC). Einzuordnen ist dieses Verfahren als Luftreinigung

nach der Emittierung. Zur Reinigung der Atmosphäre von CO2 wird die Luft durch einen Filter geblasen. Das CO2 wird hierbei

mit einem Lösungsmittel gebunden und in mehreren Reaktionsschritten zu Kalziumkarbonat (CaCO3). Erhitzt man dieses,

wird das CO2 kontrolliert wieder freigesetzt. Dieses kann nun eingelagert werden, beispielsweise Untertage. Die CO2-freie Luft

wird nun wieder ausgestoßen. Das Verfahren ist technisch umsetzbar und zudem wird mit Wind eine natürliche

Energieressource zum durchblasen der Filter verwendet. Allerdings ist die Reinigung des Lösungsmittels und das Herauslösen

des CO2 energieintensiv und wäre nur sinnvoll, wenn dies mit erneuerbarer Energie bewerkstelligt würde. In einer 2011 von

der American Physical Society (APS) durchgeführten Studie wurde das DAC zudem als ineffizient und ineffektiv bezeichnet.

Aus der gleichen Studie geht hervor, dass die Reinigung der Luft heutzutage 10mal so teuer wäre wie die Filterung direkt an

der Quelle. Ein Grund dafür ist die Materialintensivität der Anlagen, welche in großem Ausmaß gefertigt werden müssten.

Gleichzeitig wurde der DAC jedoch durchaus die Machbarkeit bescheinigt, Voraussetzung wäre jedoch die Erforschung

deutlich effektiverer Lösungsmittel und der Einsatz erneuerbarer Energien.378

Ein möglicher Anschluss an die Filterung stellt die unmittelbare Verwendung von CO2 dar. Den „Klimakiller“ CO2 als

nützlichen Rohstoff zu verwenden, klingt zunächst utopisch. Allerdings gibt es bereits zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten

und konkrete Projekte, wie CO2 weiterverarbeitet werden kann. Die Rede ist hierbei von sogenannten CO2-Polymeren,

chemischen Verbindungen als Rohstoffe für die (chemische) Industrie oder als Kraftstoffe. Polypropylencarbonat, kurz PPC, ist

eine der möglichen Verbindungen. Bereits vor rund 40 Jahren wurde diese Verbindung entwickelt, aber erst heute wird das

mögliche Potenzial erkannt. PPC zeichnet sich dadurch aus, dass es zu 43 Gewichtsprozent aus CO2 besteht, eine hohe

Temperaturstabilität, Elastizität und Transparenz besitzt. Als möglicher Einsatzort für dieses biologisch abbaubare Polymer

werden u.a. Verpackungsfilme und Schäume genannt. Zudem könnte es als Weichmacher für bio-basierte Kunststoffe

verwendet werden, welche oftmals so spröde sind, dass sie ohne Additive nicht verwendet werden können. Ab 2015 soll zudem

die industrielle Produktion von Schaumstoffen für Matratzen, Isolierstoffen für Kühlschränke und Gebäuden beginnen. Als

weiteres Einsatzgebiet von PPC werden Kraftstoffe genannt.379 In Verbindung mit externen Energien (optimaler Weise aus

erneuerbaren Energien) kann in mehreren Reaktionsschritten aus CO2 Kraftstoff entstehen. 2011 wurde in Island mit dem Bau

370

Lemann (2008) 371

Oslo-Paris-Übereinkommen zum Schutz der Nordsee und des Nordatlantiks. 372

GAiA (2009a) 373

GAiA(2009b) 374

GAiA (2009a) 375

McKinsey (2008) 376

Zero Emission Platform (2012) 377

Nova Institut (2012) 378

Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (2011) 379

Nova Institut (2012)


104

einer ersten kommerziellen Anlage begonnen, welche pro Jahr 5 Mio. Liter Methanol auf CO2 Basis herstellen wird – 2,5% des

isländischen Kraftstoffbedarfs


105

9. Wasser und Abwasser

9.1. WASSERAUFBEREITUNG


Nachhaltige Wasserwirtschaft ist ein bedeutender Markt in der Umwelttechnik. Seine Unterteilung in Marktsegmente

orientiert sich am Wasserkreislauf: Wassergewinnung und -aufbereitung, Wasserverteilung, Effizienzsteigerung bei der

Wassernutzung sowie Abwasserentsorgung. Sowohl Trinkwasser als auch Brauchwasser durchlaufen diesen Kreislauf. Dabei

wird Brauchwasser, das überwiegend bei Industrie, Gewerbe und Landwirtschaft Verwendung findet, eher selten aufbereitet.

In diesem Kapitel liegt der Fokus auf der Aufbereitung von Trinkwasser.

Es existieren im Bundesgebiet knapp 5.000 Wasserversorgungsunternehmen380, von denen sich mehr als die Hälfte in den

süddeutschen Bundesländern Bayern und Baden-Württemberg befindet.381 Die Größenstruktur ist sehr unterschiedlich

ausgeprägt. Der Großteil der Unternehmen setzt sich zusammen aus kleinen Versorgern mit einem Volumen von unter 0,5

Mio. m³ aufbereitetem Wasser pro Jahr. Mittelgroße und große Wasserversorgungsunternehmen, mit einem

Produktionsvolumen von über 5 Mio. m³, sind mit einem Anteil von 3,5% in ihrer Zahl zwar gering, sie produzieren jedoch

knapp zwei Drittel des Gebrauchswassers. In der Wasserversorgung existieren öffentlich-rechtliche und privatrechtliche

Organisationsformen schon seit Jahrzehnten nebeneinander. Mit etwa 56% der Unternehmen stellen öffentlich-rechtliche

Unternehmen die Mehrheit dar. Allerdings existiert ein Trend zur Privatisierung. Anfang der 1990er Jahre waren noch über

drei Viertel der deutschen Wasserversorgungsunternehmen in öffentlicher Hand. Bereits heute ist mit 44% fast die Hälfte

privatrechtlich organisiert. Die privatrechtlichen Organisationen sind im Schnitt größer und stellen bereits heute mit 64%

einen großen Anteil des Wasseraufkommens zur Verfügung.382 Abbildung 38: Wasserversorgungsunternehmen in Deutschland nach Anzahl und Wasseraufkommen pro Jahr (in %)

Quelle: Statistisches Bundesamt (2009)

380

Andere Quellen sprechen von 6.000 Unternehmen. 381

Statistisches Bundesamt (2009) 382

Arbeitsgemeinschaft Trinkwassertalsperren e.V. (2011)

34,8% 35,1%

12,6%14,0%

1,9% 1,6%0,9%

6,7% 7,2%

25,2%

10,8%

49,2%

0

10

20

30

40

50

60

< 0,1 Mio. m³ 0,1-0,5 Mio. m³ 0,5-1 Mio. m³ 1-5 Mio. m³ 5-10 Mio. m³ > 10 Mio. m³

Anzahl der WVU

Wasseraufkommen


106

Als nationale Umsetzung der EG Trinkwasserrichtlinie regelt die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) von 2001 (2012 erneuert)

die gesetzlichen Anforderungen an das Trinkwasser. Die Verordnung umfasst: 383

Beschaffenheit des Trinkwassers

Aufbereitung des Wassers (zulässige Verfahren und Aufbereitungsstoffe)

Pflichten der Wasserversorger (z.B. Untersuchungspflichten und Berichterstattung gegenüber staatlicher Behörden)

Pflichten der zuständigen Behörden (z.B. Überwachung des Trinkwassers)

Das Gebot zur Minimierung chemischer Stoffe im Trinkwasser

Die gesetzlichen Vorgaben zur Trinkwasserqualität werden - im Gegensatz zu vielen anderen EU-Staaten - nicht nur

flächendeckend eingehalten sondern sogar übertroffen. Insbesondere das Gebot zur Minimierung chemischer Stoffe im

Trinkwasser verschärft in Deutschland die Vorgaben seitens der Europäischen Gemeinschaft.384

Deutschland gilt mit der Verfügbarkeit von 188 Mrd. m³ Wasser im langjährigen Mittel sowie einer mittleren jährlichen

Niederschlagshöhe von 785 mm als ein wasserreiches Land. Die Niederschlagshöhe ist in der Bundesrepublik allerdings höchst

unterschiedlich verteilt. In den neuen Bundesländern liegt diese tendenziell unter der Höhe der alten Bundesländer. So haben

die Bundesländer Sachsen-Anhalt und Brandenburg den geringsten Niederschlag, wohingegen die höchsten

Niederschlagsmengen an den bayerischen Alpenrändern, am Schwarzwald sowie im Bergischen Land in Nordrhein-Westfalen

gemessen werden.385 Niederschlagsreiche und niederschlagsarme Regionen liegen dabei geografisch oftmals sehr nah

beisammen. Die beiden nordrhein-westfälischen Städte Düren mit ca. 620 mm/Jahr und Wuppertal mit ca. 1.200 mm/Jahr

liegen nur ca. 100 km voneinander entfernt.386

Die Aufbereitung von Trinkwasser orientiert sich an den regional, oft sogar lokal, sehr variierenden äußeren

Rahmenbedingungen. Diese hängen unmittelbar von geologischen, klimatischen, topografischen und hydrologischen

Ausprägungen ab. Vor allem die Ressourcenverfügbarkeit von Grund-, Oberflächen- und Quellwasser sowie die

Ressourcenqualität bestimmen den Aufwand und die Kosten für die Trinkwasserbereitstellung. Die Qualität hängt stark von

der natürlichen geologischen Belastung sowie von der regionalen Landnutzung ab. Die geografischen Umstände erfordern von

den Unternehmen den Einsatz unterschiedlicher Technologien bei der Trinkwasseraufbereitung. 387 Auf dem deutschen Markt

finden sich zahlreiche unterschiedliche Verfahren zur Wasseraufbereitung, die sich in folgende Kategorien aufteilen lassen:

Biologische Verfahren, chemische Verfahren, Membranverfahren und physikalische Verfahren.

Von den verfügbaren Ressourcen im Volumen von 188 Mrd. m³ Wasser werden in jedem Jahr mit etwa 32,3 Mrd. m³ mehr als

17% dem Wasserkreislauf entnommen und nach Nutzung wieder zugeführt. Der Großteil der Nutzung wird mit 27,2 Mrd. m³

von der nicht-öffentlichen Wasserversorgung entnommen, insbesondere von Industrie und Landwirtschaft.388 Lediglich 5,1

Mrd. m³ entnimmt die öffentliche Wasserversorgung. Sie nutzt somit weniger als 3% der insgesamt verfügbaren

Wasserressourcen. Die meist genutzte Ressource für die Wassergewinnung bildet in Deutschland das Grundwasser mit einem

Anteil von etwa 61,1% der Bedarfsdeckung. Etwa 3.500 Wasserversorgungsunternehmen sind für die Aufbereitung von

Grundwasser zuständig.389 Das größte zusammenhängende Gebiet mit ergiebigen Grundwasservorkommen ist die

Norddeutsche Tiefebene. Große Grundwasservorräte befinden sich auch im Alpenvorland und im Oberrheingraben. Die

zweitwichtigste Ressource in Deutschland bildet das Oberflächenwasser mit einem Anteil von etwa 30,5%. Quellwasser (per

Definition frei zutage tretendes Grundwasser) trägt in Deutschland lediglich mit 8,4% zur Trinkwasserversorgung bei.390 Zur

Quellwasseraufbereitung existieren in Deutschland etwa 450 Unternehmen.391 Ferner wird in Deutschland Uferfiltrat zum

Trinkwassergebrauch aufbereitet. Insgesamt sinkt in Deutschland die Wasserförderung. Im Zeitraum von 1990 bis 2010 sank

die geförderte Menge um etwa 25,6% von etwa 6,8 Mrd. m³ auf 5,0 Mrd. m³. Grundwasser nahm im beobachteten Zeitraum

am meisten ab, Oberflächenwasser nur leicht und bei Quellwasser wurde keine spürbare Veränderung der entnommenen

Wassermenge festgestellt.392

Der wichtigste Grund für diesen negativen Trend der Wasserentnahme ist ein Rückgang der Wasserabgabe an Haushalte und

Kleingewerbe in Deutschland. Der personenbezogene Wassergebrauch sank im Zeitraum von 1990 bis 2010 um 17%. Ein

umweltbewussteres Verbraucherverhalten sowie der Einsatz moderner und wassersparender Haushaltsgeräte in allen

Bereichen spielen hierbei die Hauptrolle. Seit den 1980er Jahren haben vor allem von den Wasserversorgern initiierte

Kampagnen zu einem großen Bewusstseinswandel in der Bevölkerung geführt. Auch im industriellen Bereich nahm die

383

Arbeitsgemeinschaft Trinkwassertalsperren e.V. (2011) 384


Deutscher Wetterdienst (2013) 386



BDEW Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft e.V. (2012a) 389


BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2012a) 391


BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2012a)


107

Wassernutzung ab. Grund hierfür sind vor allem die Mehrfachnutzung von Wasser sowie das Wasserrecycling bei

Produktionsprozessen.393 Abbildung 39: Entwicklung des personenbezogenen Wassergebrauchs in Litern pro Einwohner und Tag (Deutschland)

Quelle: BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2012b)

Der demografische Wandel in Deutschland spielt für den Rückgang der Gesamtnutzung von Wasser eher eine geringe Rolle. Er

ist allerdings für lokale oder regionale Veränderungen oft von großer Bedeutung. Die Planung der Wasseraufbereitung, und

somit die Dimensionierung der heute bestehenden Anlagen, beruht auf Prognosen aus den 1970er Jahren. Im sogenannten

Wasserversorgungsbericht gingen die Experten von einem kontinuierlich steigenden Wasserverbrauch in Deutschland aus. Es

wurde zu dieser Zeit in vielen Gebieten in Westdeutschland ein stark steigender Trinkwasserbedarf durch Zunahme der

Bevölkerung erwartet, die wiederum pro Kopf einen steigenden Trinkwasserbedarf aufweist. Zusätzlich wurden in

Ostdeutschland höhere industrielle Wachstumsraten prognostiziert als in Wirklichkeit eingetroffen sind. Diese Prognosen aus

den 1970er Jahren haben sich als fehlerhaft erwiesen und führten dazu, dass in zahlreichen deutschen Kommunen stark

überdimensionierte Anlagen erbaut wurden. Der abnehmende Trinkwassergebrauch durch die Haushalte und das

Kleingewerbe verstärkt die niedrige Auslastung der Anlagen.394 Das (potenzielle) Wasserangebot der

Wasseraufbereitungsanlagen in Deutschland übersteigt also die Nachfrage deutlich.


In Deutschland wurden hohe Investitionen getätigt, um die vorherrschenden hohen Trinkwasserstandards zu erreichen, die oft

sogar die gesetzlichen Vorgaben von Bund und EU weit übertreffen. Insgesamt beläuft sich das Investitionsvolumen in die

öffentliche Wasserversorgung zwischen 1990 und 2010 auf über 50,8 Mrd. Euro. Die Summe beinhaltet Investitionen in

Wassergewinnung, Aufbereitung und Speicherung, in Wassertransport- und Wasserverteilungsanlagen sowie Ausgaben für

Zähler und Messgeräte. Insgesamt unterliegen die jährlichen Investitionen hohen Schwankungen zwischen 2,0 und 2,7 Mrd.

Euro.395 Der Großteil entfiel mit etwa 29,8 Mrd. Euro auf Investitionen in das Rohrnetz.396 An zweiter Stelle folgt mit etwa 15%

393



In Deutschland verfügt jedes an die öffentliche Wasserversorgung angeschlossene Wohngebäude über einen Wasserzähler. 396


129

127

128

131

126

125

126

122

123

122 122

120

125

130

135

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Wassergebrauch in Liternpro Einwohner und Tag


108

und etwa 7,6 Mrd. Euro die Gewinnung und die Aufbereitung von Trinkwasser, wobei keine gesonderte Erhebung der beiden

Prozesse durch das Statistische Bundesamt vorgenommen wurde.397

Über die genaue Länge des Trinkwassernetzes liegen keine Daten vor. Nach Schätzungen des Bundesverbands der Energie-

und Wasserwirtschaft wird von einer Netzlänge von 530.000 km ohne Hausanschlussleitungen ausgegangen. Über 99% der

deutschen Bevölkerung, ein im europäischen Vergleich sehr hoher Anteil, ist an die öffentliche Wasserversorgung

angeschlossen.

2011 betrug der durchschnittliche Wasserpreis für Haushalte in Deutschland pro m³ 1,93 Euro inkl. Steuern. Je Bürger

entfallen in Deutschland im Durchschnitt somit etwa 86 Euro pro Jahr für Leitungswasser.398 Der gesamte Umsatz für

aufbereitetes Wasser für Haushalte beläuft sich im gesamten Bundesgebiet somit auf 6,92 Mrd. Euro. Dabei weisen

verschiedene Städte bzw. Kommunen hohe Unterschiede bei den Wasserpreisen auf. Die günstigste Wasserversorgung haben

die Städte Ingolstadt und Emden, die teuerste hingegen ist in den Städten Wiesbaden und Eschwege anzutreffen.

Bemerkenswert ist, dass sowohl in den teuersten als auch in den günstigsten Städten öffentliche Unternehmen die

Wasserversorgung sicherstellen.

In allen deutschen Regionen hat sich der Preisanstieg in den letzten Jahren deutlich vermindert. Er ist von 11,7% im Jahr

1992/93 auf 1,0% in 2010/11 deutlich gefallen. Dabei ist zu beachten, dass in Deutschland die Wasserpreise nach dem

Kostendeckungsprinzip gebildet werden, das bedeutet, dass alle Kosten der Wasserversorgung in den Wasserpreis

einfließen.399 Abbildung 40: Preissteigerung Trinkwasser (in %)

Quelle: BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2012a)

Auch seitens der Wassertechnik herrscht in Deutschland ein positives Klima. Branchenexperten schätzen die derzeitige Lage

der deutschen Wassertechnik als insgesamt gut ein.400 Der deutsche Markt, der in der nachhaltigen Wasserwirtschaft global

mit 20% Weltmarktanteil den Spitzenplatz einnimmt, ist auch bei Forschung und Entwicklung sowie bei der Patentierung

weltweit führend. In Deutschland arbeiten hoch qualifizierte Arbeitskräfte und modernste Technologien werden auf dem

dortigen Markt eingesetzt sowie international vertrieben.

397




BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2011)

11,7%

8,1%

4,7% 4,5%

2,7% 2,6%

1,6% 1,5%

0,6% 0,6% 0,6%

2,9%2,3%

1,7%

0,5% 0,5%1,1%

1,6%1,0%

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%


109


Das Wettbewerbsumfeld der Branche für Wassertechnik wird dominiert von einer Vielzahl von kleinen und mittelständischen

Unternehmen, die technisch sehr hochwertige Produkte erzeugen und sich stark auf Marktnischen spezialisiert haben. Diese

Marktnischen weisen allesamt eine Größe von unter 100 Mio. Euro auf. Dieser deutsche Mittelstand vertreibt hauptsächlich im

Inland oder exportiert ins innereuropäische Ausland.401 Die deutschen Unternehmen beziehen ihre Stärke vor allem aus dieser

breiten Anbieterlandschaft und dem hoch spezialisierten Umfeld in unterschiedlichen Bereichen der Wasseraufbereitung.

Hintergrund der starken Spezialisierung auf dem deutschen Markt ist auch die Tatsache, dass die kleinräumige Struktur der

öffentlichen Wasserversorger in Deutschland, sowie ihre individuellen Anforderungen, die Ausbildung von Kooperationen und

Unternehmensfusionen tendenziell behindern. Im außereuropäischen Wettbewerb spielen kleine deutsche Nischenanbieter

keine große Rolle. Abbildung 41: Anteile deutscher Exporte nach Wirtschaftsregionen (2010)

Quelle: EUWID (2011)

Eine größere Rolle im internationalen Wettbewerb nimmt eine überschaubare Zahl von Großunternehmen ein, die

Haupttreiber dafür sind, dass Deutschland das zweitgrößte Exportvolumen nach den USA auf dem Markt für Wassertechnik

aufweist.402 Diese Unternehmen sind international geschäftstätig und stehen in Konkurrenz mit Unternehmen aus den USA,

Kanada, Großbritannien und den Niederlanden. Hervorzuheben ist auch Frankreich, wo mit Veolia und Suez die beiden

wichtigsten globalen Unternehmen der Branche beheimatet sind. Diese Unternehmen besitzen den Vorteil, dass sie, aufgrund

ihrer Größe und breiten Technologiekompetenz, ganzheitliche Problemlösungen und aufeinander abgestimmte Systeme

anbieten können. Ihr Nachteil liegt an ihrer mangelnden Flexibilität, die gerade auf der fragmentierten Nachfrageseite der

Wasseraufbereitungsunternehmen dringend erforderlich ist. Vor diesem Hintergrund erklärt es sich, dass die

Großunternehmen auf dem deutschen Markt überwiegend Großprojekte durchführen und der Umsatz der sechs größten

Unternehmen in der Branche gerade einmal ein Drittel des Gesamtmarktes ausmacht. Kein Unternehmen allein schafft einen

Marktanteil von 10%.403

Tabelle 20: Key Player Wasseraufbereitung

UMSATZ IN MIO.

EURO MITARBEITER

KSB Group 2.300 16.200

401

BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2011) 402

EUWID (2011) 403

EUWID (2011) ; Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und Fraunhofer-Institut (2007)

42%

18%

15%

6%

5%

14%

EU 27

Sonstiges Europa

Ost- und Südostasien

Naher und MittlererOstenAfrika

Andere Regionen


110

Wilo SE 1.586 6.708

Prominent Dosiertechnik GmbH 358 2.250

Fichtner GmbH & Co. KG 220 1.500

Hans Huber GmbH & Co. KG 100 600

Quelle: EUWID (2011) / Graham & Whiteside (2013


Auf dem deutschen Markt für Wasseraufbereitung lassen sich drei wichtige Trends identifizieren: Dezentralisierung der

Infrastruktur, Modernisierung bestehender Anlagen und die Wiedernutzung von Wasser.

Demografische und wirtschaftliche Veränderungen, die nicht mit der langfristigen Prognose des Wasserversorgungsberichts

der 1970er Jahre in Einklang stehen, erfordern eine erhöhte Flexibilität der Wasserversorgung. Zahlreiche zentrale

Großanlagen haben eine zu geringe Auslastung, aufgrund der falsch prognostizierten Bevölkerungs- oder

Wirtschaftsentwicklung. Gegenwärtig ersetzen viele kleine dezentrale beziehungsweise semi-zentrale

Wasseraufbereitungsanlagen die alte zentrale Infrastruktur. Der Vorteil ist, dass kostspielige Großanlagen geschlossen werden

können und beim Bau neuer Anlagen Planungshorizonte verkürzt und Investitionsrisiken minimiert werden können sowie

insgesamt kürzere Wege der Wasserversorgung geschaffen werden.404 Zudem kann in Zukunft flexibler auf unerwartete

Entwicklungen reagiert werden. Viele bestehende Anlagen in Deutschland werden derzeit modernisiert, um sie

energieeffizienter und kostensparender zu gestalten, beziehungsweise um ihre Leistung den lokalen Anforderungen

anzupassen. Auch eine intelligentere Ressourcennutzung verändert den Markt. Zur Schonung des Wassers werden in

Deutschland große Mengen von Abwasser nicht mehr unmittelbar nach Gebrauch gründlich gereinigt und dem natürlichen

Wasserkreislauf zugeführt. Vielmehr werden Teile des Wassers nur auf ein gewisses Niveau gereinigt, um sie in Bereichen

nutzen zu können, für die nicht die höchste Wasserqualität erforderlich ist. Dadurch kann die Entnahme von Quell-, Grund-

und Oberflächenwasser reduziert werden sowie eine energieschonendere Wasseraufbereitung erzielt werden.405 Die Hersteller

in Deutschland haben sich bereits auf den veränderten Nachfragetrend in allen Bereichen eingestellt.406

Große Chancen auf dem deutschen Markt bieten vor allem die hohen qualitativen Ansprüche von Wasserversorgern, aber auch

von Unternehmen, die oft die gesetzlichen Anforderungen übersteigen. Das deutsche Trinkwassernetz ist das qualitativ

hochwertigste in der Europäischen Union.407 So herrscht auf dem deutschen Markt insbesondere nach Premiumprodukten

eine hohe Nachfrage.408 Neben den qualitativen Ansprüchen führt auch die fragmentierte Struktur des Marktes dazu, dass

Billiganbieter aus Fernost es schwer haben, sich auf dem Markt zu platzieren. Hoch spezialisierte Unternehmen, welche die

individuellen Anforderungen der Branche befriedigen können, sind in Deutschland im Vorteil.

9.2. ABWASSERAUFBEREITUNG


Für die Staaten der Europäischen Union werden in der Kommunalabwasserrichtlinie (91/271/EWG) die Mindeststandards für

die Reinigung von Abwasser festgelegt. Für unterschiedliche Gebiete werden in der Richtlinie verschieden strenge

Anforderungen an die Reinigung gestellt. In Deutschland wird die EU-Richtlinie durch das Wasserhaushaltsgesetz sowie durch

die Abwasserverordnung (AbwV) umgesetzt.409 In ihr werden die verschiedenen Mindestanforderungen an die

Reinigungsqualität von Industrie- und Haushaltsabwasser festgelegt, die Art und der Ort der Messverfahren sowie die zu

testenden Parameter.410 Die AbwV legt zudem fest, dass in Deutschland die technischen Verfahren zur Abwasseraufbereitung

auf dem neuesten Stand der Technik durchgeführt werden, höchst standardisiert und im gesamten Bundesgebiet

vereinheitlicht sind. Diese besonders strenge Auslegung der Kommunalabwasserrichtlinie der Europäischen Union bewirkt,

404

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und Fraunhofer-Institut (2007) 405

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und Fraunhofer-Institut (2007) 406

Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2011) 407


BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (2011) 409




111

dass in Deutschland ein exzellentes Niveau der Abwasseraufbereitung herrscht und die qualitativen Anforderungen an die

Einleitung von Abwasser in das Grundwasser besonders hoch sind.411 Die staatlichen Organe in Deutschland beschränken sich

auf die Festlegung des gesetzlichen Ordnungsrahmens und die staatliche Schutzfunktion. Die Erarbeitung der Normen und

Regeln geschieht überwiegend durch etwa 2.300 ehrenamtliche Experten der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft,

Abwasser und Abfall e.V. sowie des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches. Diese Vereine kooperieren mit anderen

nationalen und internationalen Normungsgesellschaften wie dem DIN oder dem CEN. Nutzen dieser technischen

Selbstverwaltung sind Unabhängigkeit, hohe Wasserqualität, ein breiter Konsens für die Richtlinien sowie eine Entlastung der

staatlichen Organe.412

Das Gesetz über Abgaben für das Einleiten von Abwasser in Gewässer (AbwAG) bestimmt die preisliche Dimension des

Abwassers. Es definiert, dass sich die Höhe des Preises für das Einleiten von Abwasser in das Gewässer an der Schädlichkeit

des Abwassers bemisst. Beispielsweise muss industriell verschmutztes Wasser deutlich teurer gereinigt werden, als normales

Haushaltsabwasser. Zusätzlich ist jedoch auch die Möglichkeit gegeben, den Preis für Abwasser mit Investitionen für Umwelt

und Gewässerschutz zu verrechnen.413

Sowohl die Gebühren der öffentlich-rechtlichen als auch die Tarife der privatrechtlichen Abwasserunternehmen setzen sich,

gleich den Kosten für Trinkwasser, nach dem Kostendeckungsprinzip zusammen. Unterschiedliche Faktoren spielen bei der

Errechnung der Preise eine Rolle. Einige, zum Beispiel geografische Gegebenheiten, Bau und Wartung von Kanalisation,

Verschmutzungsgrad des Wassers oder flächenbezogener Niederschlag, sind höchst unterschiedlich. So kommt es, dass in den

unterschiedlichen Städten und Kommunen verschiedene Gebühren und Tarife abgerechnet werden.414

Die von der Politik vorgegeben Rahmenbedingungen haben einen großen Einfluss auf die Branche. Durch sie ist die

Abwasserwirtschaft im Allgemeinen kaum abhängig von externen wirtschaftlichen Einflussgrößen (z.B.

Konjunkturschwankungen). Auch Preisänderungen von Sekundärrohstoffen wirken sich wenig auf die Branche aus. Das hängt

damit zusammen, dass die Abwasserbranche in Deutschland weniger als Geschäft, sondern eher als Art der Grundversorgung

verstanden wird. Die höchsten Kosten innerhalb der Abwasserentsorgung machen die Fixkosten aus. Insgesamt 75-80% der

Kosten fallen an, unabhängig davon, wie viel Abwasser in die Kanalisation eingeleitet und anschließend gereinigt wird.415

Die Aufgaben der Abwasserentsorgung werden in Deutschland vor allem im öffentlichen Bereich von den Städten und

Gemeinden realisiert. Insgesamt sind 6.900 Anlagen und rund 90% der Unternehmen öffentlich-rechtlich organisiert. Die

Bundesrepublik hat eines der effektivsten und modernsten Abwassernetze weltweit. Noch zu Beginn der 1990er Jahre

dominierte in Deutschland die biologische Reinigung mit Nährstoffelimination vor der biologischen ohne

Nährstoffelimination. Zu dieser Zeit gab es noch zahlreiche reine mechanische Kläranlagen. Heute ist dieser Typ Kläranlage

praktisch nicht mehr vorhanden. Es gibt zudem fast ausschließlich Anlagen, die eine Nährstoffelimination aufweisen, so dass

nahezu die gesamte in Deutschland gereinigte Abwassermenge durch dieses Verfahren gereinigt wird.416

Die größte Anzahl der Abwasserbehandlungsanlagen machen mit 68% kleinere Anlagen zur Reinigung des Wassers von

weniger als 5.000 Einwohnern (Größenklasse 1 und 2) aus. Viele Anlagen gibt es auch im Bereich 10.000 bis 100.000

Einwohner (Größenklasse 4). Mit nur 3% der Anlagen reinigen Abwasserbehandlungsanlagen der Größe von über 100.000

Einwohner (Größenklasse 5) über 52% der gesamten auftretenden Abwassermenge. Anlagen der Größenklasse 4 und 5

versorgen mehr als 90% der Abwassermenge.417

411




ZDF (2011) 415

Sparkasse (2012) 416


Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011f)


112

Abbildung 42: Größenstruktur Betreiber von Abwasserbehandlungsanlagen

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Trinkwassertalsperren e.V. (2011)

Abwasseranlagen verbrauchen große Mengen an Energie. Eine energieeffizientere Gestaltung der Anlagen kann, neben der

Reduzierung des CO2-Ausstoßes, auch die Kosten senken. Dabei ist anzumerken, dass, gemessen an dem Energieverbrauch pro

Einwohner, große Anlagen wesentlich energiesparender sind als kleine Anlagen. Anlagen der Größenklasse 1 verbrauchen

mehr als das Doppelte wie Anlagen der Größenklasse 5.

5% 4%

39%

52%

68%

9%

20%

3%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

<5.000 5.000-10.000 10.000-100.000 >100.000

Einwohner

Anlagen


113

Abbildung 43: Stromverbrauch öffentlicher Abwasserreinigungsanlagen in kWh je Einwohner

Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011f)

Den Rahmen für die technologische Bewertung bildet die europäische Wasserrahmenrichtlinie, gemäß derer die Aufbereitung

nach dem entsprechend definierten Entwicklungsstand der Verfahren durchgeführt werden muss. Für die gesamte

Abwasserbranche bedeutet das, dass sich die Bedingungen in Zukunft verändern werden, da die technologischen

Anforderungen an die Behandlung von Abwasser in den kommenden Jahren weiter steigen werden.418 In diesem

Zusammenhang setzt sich das Umweltbundesamt in bestimmten Regionen für eine vierte Reinigungsstufe in den Klärwerken

ein. Zukunftsträchtige Technologien werden stärker an dem Kriterium der Nachhaltigkeit gemessen. Dazu zählt die Steigerung

der Produktivität bei der Rückgewinnung und Weiterverwertung von Roh- und Nährstoffen, Reduzierung und Einsparung der

eingesetzten Energie. In diesem Bereich wird auch die zunehmende Nutzung von Abwärme an Bedeutung gewinnen. In diesen

Sektoren werden bereits neue Technologien erforscht.419


In Deutschland fallen jährlich rund 10,1 Mrd. m³ Wasser zur Behandlung in den Kläranlagen an. Die Zusammensetzung der

Abwassermenge besteht in etwa zur Hälfte aus Regenwasser und zur anderen Hälfte aus Schmutzwasser. Dabei wird das

Abwasser mit einem 515.000 km langen öffentlichen und einem ca. doppelt so langen privaten Kanalnetz eingesammelt.

Insgesamt sind 95% der Bevölkerung in Deutschland ans zentrale öffentliche Wassernetz angeschlossen.420 Weitere 3,8% der

Bevölkerung entsorgen ihr Abwasser durch dezentrale Abwasserbehandlungsanlagen. Somit wird das Abwasser von etwa

98,9% der Bevölkerung durch Abwasserbehandlung gereinigt. Nur 1,1% der Bevölkerung lässt das Abwasser in Kanalisationen

ohne zentrale Abwasserbehandlung (1,1%) bzw. direkt zurück in den Wasserkreislauf (0,1%).421 Auch hier liegt Deutschland

weit über dem EU-Durchschnitt. Nur Malta und die Niederlande haben einen höheren Anschlussgrad. Die Behandlung des

Wassers erfolgt nahezu vollständig durch biologische Kläranlagen worunter wiederum 98% des Wassers durch gezielte

Nährstoffelimination gereinigt wird.422 Im Jahr 2007 wiesen die Abwasserbehandlungsanlagen in Deutschland einen mittleren

418

Wirtschaft- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (2011) 419

Deutschlandfunk (2012) 420

Wirtschaft- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (2011) 421


Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2011f)

75

55

44

3532

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Größenklasse1

Größenklasse2

Größenklasse3

Größenklasse4

Größenklasse5

Spezifischer Stromverbrauch[kWh/EW x a]


114

Abbaugrad von 99% BSB5 (Biochemischer Sauerstoffbedarf), 81% Nges (Summenparameter der anorganischen

Stickstoffverbindungen) und 90% Pges (Gesamtphosphor) auf.423 Im Jahr 2011 konnten die Anforderungen der EU-

Kommunalabwasserrichtlinie im bundesweiten Mittel deutlich übertroffen werden.424

Nach der aktuellen Umsatzsteuerstatistik des Statistischen Bundesamtes wurden in der Gesamtbranche im Jahr 2010 etwa 1,7

Mrd. Euro erwirtschaftet. Die Umsatzerlöse der Branche Abwasserentsorgungsunternehmen verzeichneten in der

Vergangenheit nur mäßige Steigerungen. Das lag daran, dass die Abwasserentsorgung als Kernaufgabe der öffentlichen

Daseinsvorsorge weniger als Geschäft sondern vielmehr als Bestandteil der kommunalen Grundversorgung betrachtet wird. In

den letzten Jahren gab es hohe Umsatzsteigerungen. Das liegt daran, dass die Exporte von Abwassertechnik stark angestiegen

sind. In dem letzten großen Branchenbericht von 2011 wurde von einer durchweg positiven Entwicklung berichtet.

Branchenführer sprechen von drei Rekordjahren in Folge.425 Abbildung 44: Umsatzentwicklung in der Branche Abwasserbeseitigung (in Mrd. Euro)

Quelle: Sparkasse (2012)


Die Leistung der Abwasserentsorgung wird von einer Vielzahl öffentlich-rechtlicher, monopolistischer Unternehmen erbracht.

Aufgrund der regionalen Leistungsgebundenheit können Verbraucher nicht zwischen verschiedenen Anbietern auswählen. Aus

diesem Grund herrscht in der Branche auch kein großer Wettbewerb.426 Privatwirtschaftliche Anbieter haben große Nachteile

gegenüber öffentlich-rechtlichen Unternehmen, vor allem wegen der überwiegend ausschreibungspflichtigen Auftragsvergabe

der Kommunen sowie wegen der unterschiedlichen steuerlichen Bemessungsgrundlage von öffentlich-rechtlichen und

privatrechtlichen Unternehmen.427 Auf dem Markt gab es in den vergangenen Jahren einige Veränderungen. Die großen

Energiekonzerne wie RWE, Remondis und auch Veolia haben das Interesse am deutschen Wassermarkt verloren und sich von

ihren Wassersparten getrennt. Tabelle 21: Key Player Abwasserentsorgung

Anzahl der

Mitarbeiter

Umsatz in Mio. Euro Produkte/ Dienstleistungen

423

WILO (2010) 424

Recyclingportal (2011) 425



Sparkasse (2012)

1,2 1,2

1,3

1,4

1,6

1,7

0,6 0,6 0,6

0,7

0,8

0,9

0,6 0,6

0,7

0,7

0,8 0,8

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2005 2006 2007 2008 2009 2010

Gesamt

Kläranlagen

Sammelkanalisation


115

Süwag Energie AG 1.322 1.664

Strom, Gas, Wärme,

Sammelkanalisation,

Abwassersysteme

Berliner Wasserbetriebe 4.650 1.194 Wasserversorgung,

Abwasserentsorgung

swb AG 2.700 1.148

Erdgas, Fernwärme,

Trinkwasser, Strom,

Entsorgungsdienstleistungen

Gelsenwasser AG 1.400 702 Wasser, Abwasser, Erdgas

Hamburger Stadtentwässerung AöR 285 1.230 Sammelkanalisation,

Abwasserbehandlung


Insgesamt lässt sich eine stark fragmentierte Branche mit vielen kleineren Gebietsmonopolen vorfinden. Unternehmen wie die

Süwag AG, die Berliner Wasserbetriebe, swb AG, Gelsenwasse AG und die Hamburger Stadtentwässerung bilden die

Minderheit. 95% der Betriebe sind Unternehmen mit weniger als 50 Mitarbeitern – rund 75% sogar mit weniger als 10

Beschäftigten. Dabei handelt es sich in der Regel um kommunale Entsorgungsbetriebe, die knapp die Hälfte des

Branchenumsatzes erwirtschaften (46,9%). Nur 4,4% der verzeichneten Unternehmen arbeiten mit mehr als 50 Beschäftigten,

davon nur 1% mit mehr als 250 Mitarbeitern. Gemeinsam tätigen diese Unternehmen einen Umsatzanteil von 53,1%. Aufgrund

der Geheimhaltungspflicht gibt die Statistik des Unternehmensregisters bei Unternehmen mit mehr als 50 Beschäftigten keine

zusätzlichen Daten des Umsatzanteils an. Tabelle 22: Betriebe Abwasserentsorgung nach Größenklassen

ANZAHL DER

UNTERNEHMEN

ANTEILE

UNTERNEHMEN IN %

UMSATZ

IN 1.000 EURO

UMSATZANTEIL

IN %

0 bis 9 Beschäftigte 1.544 75,4 828.851 26,4

10 bis 49 Beschäftigte 413 20,2 642.707 20,5

50 bis 249 Beschäftigte 70 3,4

1.666.323428

53,1

250 und mehr Beschäftigte 21 1,0

Summe 2.048 100 3.137.881 100



In den kommenden Jahren steht die Abwasserwirtschaft vor der Aufgabe, die steigenden technologischen Anforderungen an

die Qualität und Nachhaltigkeit umzusetzen. Gute Chancen bestehen daher in der Branche für innovative Technologien und

Verfahren, die zunehmend Energiesparmaßnahmen in Abwasseranlagen und die nachhaltige Nutzung des Abwassers

unterstützen, das heißt beispielsweise aus Reststoffen und Abfallprodukten der Produktion wie Klärschlamm neue Energie

schöpfen. Dazu stellen Energiemaßnahmen einen erfolgreichen Weg dar, um Kosten zu senken. Energiemaßnahmen sind

Verfahren, die es ermöglichen, aus organischen Reststoffen des Abwassers und Abfall Biogas, Strom und Wärme zu

428

Aufgrund der Geheimhaltungspflicht erfolgt in der Statistik keine weitere Aufspaltung des Umsatzanteils nach Größenklassen.


116

erzeugen.429 Laut dem Umweltbundesamt würden ein Einsatz innovativer Pumpen, stromsparender Belüftung der

Reinigungsbecken und eine effektivere Behandlung des Klärschlamms ein Energiesparpotenzial von etwa einem Fünftel

erzielen. Auch könnte aus der Behandlung in den Kläranlagen weitaus mehr Biogas abgeschöpft werden als es heute bereits der

Fall ist.430

Die hohen Markteintrittsbarrieren werden insbesondere durch private Anbieter von Kläranlagen beklagt. Eine Chance für

Privatunternehmen ergibt sich durch den Wegfall der steuerlichen Begünstigung der kommunalen Abwasserunternehmen.

Lange Zeit wurden öffentlich-rechtliche Betreiber günstiger besteuert als privatwirtschaftliche. Die städtischen und

kommunalen Abwassergesellschaften waren von der vollen Umsatzsteuerpflicht von 19% befreit, so dass private Anbieter

schwer benachteiligt waren. Nach einem Urteil des Bundesfinanzhofes wurde diese Bevorteilung aufgehoben. Zukünftig

werden auch städtische und kommunale Unternehmen verpflichtet eine Umsatzsteuer zu entrichten, wenn sie im Wettbewerb

zu privatrechtlich organisierten Unternehmen stehen.431

Nichtsdestotrotz dürfte für private Investoren der Markt für Abwasseraufbereitung weiterhin eher unattraktiv bleiben. Ein

hoher technischer Innovationsbedarf insbesondere durch Erneuerungs- und Reparaturmaßnahmen ist wesentlicher Grund

dafür. Etwa 18% des Gesamtumsatzes müssen investiert werden. Diese Quote liegt weit über den Investitionsbedarfen anderer

Branchen.432

9.3. REINIGUNG


Grundsätzlich ist die Abwasserreinigung ein Sammelbegriff für alle Techniken zur Verringerung der Inhaltsstoffe, die zur

Verunreinigung des Wassers beitragen. Die verschiedenen Verfahren lassen sich dabei untergliedern in mechanische und

biologische Verfahren mit weitergehenden Maßnahmen (abiotisch-chemisch). Organische Belastungen sind heutzutage vor

allem in kommunalem Abwasser und Industrieabwässern enthalten. Diese müssen in der Regel biologisch behandelt werden.

Bei besonders starken Verunreinigungen oder wenn das Abwasser wieder zurück in Gewässer oder Seen eingeleitet wird,

reichen rein biologische Verfahren allein nicht aus. Die Abwässer müssen dann weitgehend mit spezielleren Methoden der

Abwasserreinigung behandelt werden. Die Reinigung des Abwassers an sich erfolgt meist in Kläranlagen.

Mechanische Verfahren bilden meist die erste Reinigungsstufe. Hier können etwa 20% bis 30% der groben Bestandteile, Sand

und absetzbaren Stoffen aus dem Abwasser entfernt werden. Zu den mechanischen Verfahren gehören:

Rechen- und Siebverfahren

Sedimentation in Absatzbecken und Sandfängen

Flotation und Leichtstoffabscheidung

Filtration

Membranverfahren wie Umkehrosmose und Ultrafiltration

Zentrifugation

In den kommunalen Anlagen werden vor allem Rechen- und Siebverfahren sowie Absetzbecken und Sandfang eingesetzt.433

Auf der zweiten Stufe erfolgt die biologische Abwasserreinigung. Diese werden für den Abbau organisch hoch belasteter

Abwässer eingesetzt. Dabei wird mit Mikroorganismen gearbeitet, die vom Abbau der organischen Verbindungen leben und

sich dabei vermehren. Die Gesamtheit der beteiligten Mikroorganismen wird als Belebtschlamm bezeichnet. Die

Zusammensetzung dieses Belebtschlammes kann von Kläranlage zu Kläranlage unterschiedlich sein und ist der jeweiligen

Abwasserzusammensetzung angepasst. Bezogen auf den Biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) liegt die Reinigungswirkung

solcher Kläranlagen i.d.R. bei 90-95%434. Die dritte Stufe ist ein abiotisch-chemisches Verfahren. Hier kommen keine

Mikroorganismen zum Einsatz, das Verfahren bedient sich chemischer Reaktionen wie z.B. der Oxidation.435

Man unterscheidet bei der Abwasserreinigung prinzipiell zwei unterschiedliche Arten der Reinigung. Zum einen die zentrale

Reinigung in einer kommunalen Kläranlage und die dezentrale Reinigung in vollbiologischen Kleinkläranlagen, die sich im

429

RWTH Aachen (2013) 430




WILO - Abwassertechnik für die Abwasserwirtschaft (2010); Wasser-Wissen-Lexikon (2013); 434

Wasser-Wissen-Lexikon (2013) 435

Für eine detaillierte Übersicht der Verfahren siehe WILO - Abwassertechnik für die Abwasserwirtschaft (2010)


117

Besitz der jeweiligen Grundstückseigentümer befinden. Zentrale Abwasserreinigungsanlagen wenden dabei die mechanischen

und biologischen Reinigungsverfahren an. Dezentrale Abscheideranlagen bzw. Ölabscheider behandeln Verunreinigungen von

Leichtflüssigkeiten vor der Einleitung ins Abwasserkanalnetz. In Gebieten, die nicht an eine zentrale Kläranlage angeschlossen

sind, reinigen biologische Haus-/ Kleinkläranlagen die Abwässer.436

Innerhalb der Branche gibt es viele Richtlinien und Verordnungen. Das Wasserhaushaltsgesetz aus dem Jahr 2010 regelt die

gesamte Nutzung und den allgemeinen Schutz des Wassers. Das Wasserhaushaltsgesetz regelt bundesweit also alle geltenden

Mindestanforderungen an die Behandlung von Abwasser. Der weitgehende Stand der Technik ist mit der Umsetzung der IVU

(Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung) in den Umweltgesetzen als Grundlage festgelegt.

Konkrete Vorgaben zur Einleitung von Wasser sind seit 2005 in der Neufassung der Abwasserverordnung (AbwV) geregelt.437

Den Rahmen für die technologische Bewertung bildet die europäische Wasserrahmenrichtlinie, gemäß derer die

Abwasserreinigung nach dem entsprechend definierten Entwicklungsstand der Verfahren durchgeführt werden muss.438


Die letzte offizielle Veröffentlichung zu der behandelten Abwassermenge in öffentlichen Kläranlagen vom Statistischen

Bundesamt stammt aus dem Jahr 2009. Insgesamt wurde im Jahr 2007 eine Abwassermenge von etwa 10,1 Mrd. m³

behandelt. Im Vergleich dazu waren es 1991 lediglich 8,5 Mrd. m³. Knapp 52% der Jahresabwassermenge 2007 stammt aus

Schmutzwasser, 48% dagegen aus Fremd- und Niederschlagswasser (vgl. folgende Grafik). Mit 2,9 Mrd. m³ ist die größte

Menge an Schmutzwasser in Nordrhein-Westfalen angefallen, gefolgt von Bayern (1,7 Mrd. m³) und Baden-Württemberg (1,6

Mrd. m³). Abbildung 45: In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge in Mrd. m³


Betrachtet man die beiden Verfahren, mechanisch und biologisch, zur Abwasseraufbereitung seit 1991, so ist zu erkennen, dass

die mechanische Wasseraufbereitung stark zurückgegangen ist. Im Jahr 2007 wurden 99,9% des Abwassers mittels

biologischer Verfahren behandelt.

436

WILO - Abwassertechnik für die Abwasserwirtschaft (2010) 437


Deutschlandfunk (2012)

8,5

9,89,6

10,5

9,4

10,1

5,24,8 4,9

5,3 5,2 5,1

3,3

5,04,7

5,2

4,2

4,9

0

2

4

6

8

10

12

1991 1995 1998 2001 2004 2007

Zu behandelndeJahresabwassermengeinsgesamt

Schmutzwasser

Fremd- undNiederschlagswasser


118

Abbildung 46: In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge nach Verfahren in Mrd. m³


Bezogen auf das Gesamtvolumen des in die Oberflächengewässer eingeleiteten Abwassers, spielt die öffentliche

Abwasserentsorgung in Deutschland lediglich eine geringe Rolle. Zu den 10,1 Mrd. m³ Abwasser aus öffentlichen Kläranlagen

kamen 2007 noch 26,8 Mrd. m³ aus den Bereichen Energieversorger, Bergbauunternehmen und Industriebetriebe. Betrachtet

man allerdings nicht die Gesamtmenge des eingeleiteten Wassers, sondern die Menge des verschmutzten und anschließend

behandelten Wassers, so dreht sich dieses Verhältnis wieder. Aufgrund des hohen Kühlwasseranteils im industriellen Sektor

wurden rund 90% des Wassers ohne vorherige Aufbereitung den Oberflächengewässern wieder zugeführt. Dazu kamen weitere

4%, die ungenutzt wieder zugeführt werden. Die Menge des nicht-öffentlichen Sektors am behandelten Abwasser belief sich auf

insgesamt 1,1 Mrd. m³. Bezogen auf die Menge des behandelten Abwassers dominieren vier Branchen des verarbeitenden

Gewerbes: die Chemieindustrie (327 Mio. m³), das Papier- und Druckgewerbe (256 Mio. m³), die Ernährungsindustrie (127

Mio. m³) sowie die Metallerzeugung und -bearbeitung (90 Mio. m³). Diese vier Bereiche vereinen 90% des vom

verarbeitenden Gewerbe und fast 73% des gesamten nicht-öffentlich erzeugten Abwassers auf sich.439

439

EUWID (2011)

8,50

9,809,60

10,50

9,40

10,10

7,90

9,50 9,50

10,48

9,40

10,09

0,600,30

0,10 0,02 0,00 0,0010

2

4

6

8

10

12

1991 1995 1998 2001 2004 2007

Zu behandelndeJahresabwassermengeinsgesamt

Biologisch behandelteAbwassermenge

In mechanischenKläranlagen behandelteAbwassermenge


119

Abbildung 47: Behandelte Abwassermenge der nicht-öffentlichen Abwasserbeseitigung in Mio. m³

Quelle: EUWID (2011)

Deutschland gilt als Exportnation von Abwassertechnik und ist weltweit führend in dieser Branche. Das Volumen für

Dienstleistungen und Produkte des Wasser- und Abwasserbereichs (nachhaltige Wasserwirtschaft) wächst jährlich um etwa

5,2% und betrug im Jahr 2011 ca. 46 Mrd. Euro. Hier wird ein Wachstum auf 93 Mrd. Euro im Jahr 2015 erwartet.440 Einen

wichtigen Bestandteil der nachhaltigen Wasserwirtschaft stellt die Abwasserentsorgung dar. Diese hatte 2011 eine Marktgröße

von 18,3 Mrd. Euro und ein erwartetes Wachstum von 4,5%. Das Marktvolumen soll in diesem Bereich im Jahr 2015 33,9 Mrd.

Euro betragen.441


Der Wettbewerb in der Branche ist nicht besonders stark ausgeprägt (siehe Kapitel 9.2 Abwasseraufbereitung), da die

erbrachten Leistungen sozusagen von den vielen kleinräumigen Gebietsmonopolen erbracht werden. Daher liegt die

Verantwortung oder Pflicht zur Abwasserentsorgung quasi komplett bei den Kommunen. Ein Trend, der sich in den

vergangenen Jahren aufgrund der knappen finanziellen Mittel allerdings zunehmend abzeichnet ist, dass von den Kommunen

vermehrt privatwirtschaftliche Unternehmen mit der Durchführung von Dienstleistungen beauftragt werden. Hindernisse

dabei sind allerdings die überwiegend ausschreibungspflichtige Auftragsvergabe seitens der Kommunen und die Ungleichheit

bei der steuerlichen Behandlung von privaten und kommunalen Betrieben. Öffentlich-rechtliche Betriebe sind von der

Körperschafts- und Umsatzsteuer befreit, wohingegen privat organisierte Unternehmen der vollen Umsatzsteuerpflicht

unterliegen. Diese Ungleichbehandlung kann als Markteintrittsbarriere/ Wettbewerbsverzerrung gesehen werden. Laut einem

Urteil des Bundesfinanzhofs sollen allerdings Städte und Gemeinden zukünftig nicht mehr von der Umsatzsteuerpflicht

ausgeschlossen werden. Sobald aber ihre Leistungen wieder im Wettbewerb mit privaten Anbietern stehen, könnte eine

entsprechende Befreiung der Umsatzsteuer mittelfristig wieder greifen. Nach den Angaben des Branchenbildes der deutschen

Wasserwirtschaft lag der Investitionsanteil mit 18% am Gesamtumsatz über den Durchschnitt anderer Wirtschaftsbereiche.


Auch die Kläranlagen werden unter Energieeffizienzgesichtspunkten überprüft, da diese generell einen sehr hohen

Energiebedarf haben. Die rund 10.000 Anlagen in Deutschland verbrauchen jährlich etwa 4.400 GWh und emittieren rund 3

Mio. Tonnen CO2. Sparpotenziale versprechen hier beispielsweise eine effizientere Belüftung, der Einsatz von Pumpen und

440

Verband deutscher Maschinen und Anlagenbau (2012a) 441

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2012d)

327

256127

90

300Chemieindustrie

Papier- und Druckgewerbe

Ernährungsindustrie

Metallerzeugung und -bearbeitung

Sonstige


120

Motoren der höchsten Effizienz und eine verbesserte Steuerung der Aggregate. Würden, all diese Potenziale ausgeschöpft,

könnte ein Fünftel der bisher benötigten Strommenge eingespart werden. Dies würde eine CO2-Minderung von 600.000

Tonnen bedeuten. Des Weiteren werden neue Verfahren entwickelt, welche die Energieeffizienz steigern sollen. Das

Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB hat mit der Hochlastfaulung ein Verfahren entwickelt,

um Klärschlamm schneller und kostengünstiger in Biogas umzuwandeln. Auf diesem Weg kann sogar ein Netto-Energiegewinn

realisiert werden. Das entstehende Biogas kann als regenerative Energie verwendet werden, um den Bedarf der Kläranlage an

thermischer Energie zu decken. Die Energieeffizienz lässt sich zudem durch Kraft-Wäre-Kopplung erhöhen.442

Neben dem energetischen Fokus werden neue Verfahren hinsichtlich einer höheren Effizienz entwickelt. Vielversprechend ist

in diesem Zusammenhang vor allem die Abwasserbehandlung mittels Plasmabehandlung. Bei dieser Methode wird eine

elektrische Entladung im Wasser ausgelöst, um organische Schadstoffe zu zerstören. Der große Vorteil an diesem Verfahren ist,

dass es ohne Chemikalien auskommt. Es wird in erster Linie bei der Abwasserbehandlung an verschmutzten Punktquellen zum

Einsatz gebracht, wie zum Beispiel bei kommunalen Abwässern, industriellen Abwässern oder Krankenhäusern.443

9.4. FILTRATION


Filtration ist ein spezielles Verfahren der Abwasserreinigung. Zu einem großen Teil werden dafür Membranfilter verwendet,

die den Druckunterschied zwischen den Seiten einer Spezialmembran ausnutzen. Ein Flüssigkeitsstrom wird durch das

Membransystem geleitet und dabei in zwei Teilströme - Permeat und Retentat - aufgetrennt. Permeat durchdringt den Filter

aufgrund des hohen Drucks. Retentat ist das Fluid, das beim Trennprozess von der Membran zurückgehalten wird. Die

Membran dient dabei als Barriere, ähnlich einem Sieb, das nur bestimmte Bestandteile des Zufuhrstroms durchlässt. Die

Poren des Membranmaterials sind so klein, dass sie in Angström ( m) angegeben werden und selbst auf

rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen unsichtbar sind. Damit die Flüssigkeit überhaupt durch das Material dringen

kann, ist der hohe Druck erforderlich.

Es wird zwischen vier allgemein gebräuchlichen Arten der Filtration - Umkehrosmose, Nanofiltration, Ultrafiltration und

Mikrofiltration - unterschieden. Der Unterschied liegt in der Größe der durchgelassenen Partikel. Für Umkehrosmose wird die

dichteste, zur Flüssigkeitsseparation zur Verfügung stehende Membran verwendet. Lediglich Wassermoleküle können die

Membran passieren, für alle anderen Stoffe ist sie undurchlässig. Bei der Nanofiltration kommt eine weniger feine Membran

zum Einsatz. Kleine Ionen können durch die Membran gelangen, während größere Ionen und ein Großteil organischer

Bestandteile zurückgehalten werden. Eine Membran mit etwas größeren Poren wird für die Ultrafiltration verwendet. Salze,

Zucker, organische Säuren und kleine Peptide können die Membran durchdringen, Proteine, Fette und Polysacharide werden

zurückgehalten. Die Mikrofiltration verwendet die gröbste Membran. Ungelöste Stoffe, Bakterien und Fettpartikel sind die

einzigen Substanzen, die nicht durch die Membran gelangen können. Für Ultra- und Mikrofiltration muss sehr viel weniger

Druck als für Umkehrosmose und Nanofiltration aufgewendet werden.444 Die folgende Tabelle fasst die Eigenschaften der

Filtrationsarten kurz zusammen:

Tabelle 23: Größenbereiche der Filtration

ART DER FILTRATION GEFILTERTE TEILCHEN PORENGRÖßE

(MIKROMETER)

AUFZUWENDENEDER

DRUCK (BAR)

Mikrofiltration Partikel, Bakterien,

Parasiten 0,1-1,0 0,1-2

Ultrafiltration Viren, Makromoleküle,

Kolloide 0,01-0,1 0,1-5

Nanofiltration Größere Ionen, Pestizide 0,001-0,01 3-20

Umkehrosmose Ionen 0,0001-0,001 10-100

Quelle: IFTAT (2008)

442



Wasser-Wissen-Lexikon (2013); Alfa Laval (2003)


121

Die Membranfiltration ist allgemein relativ kostengünstig, da sie während des kompletten Vorgangs auf Erhitzen oder das

Hinzufügen von Chemikalien verzichtet. Der Energieverbrauch kann dadurch gering gehalten werden. Sie kann entweder als

Dead-End oder als Cross-Flow-Filtration durchgeführt werden. Beim Cross-Flow-Verfahren wird ein großes

Flüssigkeitsvolumen, bei hoher Geschwindigkeit durch eine Kreislaufpumpe an der Membran vorbeigeführt. Ein Teil des

Wassers wird durch die Membran gedrückt, während der andere Teil als Konzentrat in einen Kanal abgeführt wird. Von einer

Zuführpumpe wird permanent Wasser hinzugeführt, so dass das Wasservolumen beibehalten wird. Der Vorteil von Cross-Flow

besteht darin, dass keine Aufbereitungsunterbrechungen zur Membranspülung notwendig sind. Nachteilig ist dagegen, dass

größere Investitionen für die Anlage benötigt werden. Beim Dead-End-Verfahren wird das zu filternde Wasser wie in einer

Sackgasse durch die Membran gedrückt. Die herausgefilterten Partikel sammeln sich in den Kapillaren. Daher muss die

Membran in regelmäßigen Abständen freigespült werden. Im Vergleich zur Dead-End-Filtration bietet Cross-Flow-Filtration

entscheidende Vorteile.445 Die zu filternde Flüssigkeit fließt bei der Cross-Flow-Filtration kontinuierlich entlang der Membran.

Dadurch werden Verunreinigung und Fließstörungen sowie die Bildung eines Filterkuchens vermieden. Es entsteht ein

automatisierter Filterungsprozess mit gleichbleibender, kontrollierbarer Produktqualität. Zwar ist Dead-End Filtration

kostengünstiger, hat einen geringeren Energieverbrauch und profitiert von einer kompakten Bauweise, trotzdem überwiegen

für Industrieunternehmen die Vorteile der Cross-Flow-Filtration. Zuverlässigkeit und Kontinuität sind die entscheidenden

Faktoren.

Im Zusammenhang mit Wasserqualität sind anthropogene Spurenstoffe und Mikroverunreinigungen in den Fokus der

öffentlichen Aufmerksamkeit gerückt. Beispielsweise Wirkstoffe aus Arzneimitteln gelangen durch den Haushalt in Abwasser.

Diese Stoffe ziehen bereits schon in niedriger Konzentration negative Effekte auf die Umwelt nach sich, da viele der üblichen

Abwasserfiltrationsverfahren nach dem heutigen Stand der Technik nicht ausreichend effizient sind, um eine vollständige

Filterung zu ermöglichen. Forschungsbemühungen gehen in die Richtung, die Membranqualität weiter zu verbessern und

bessere Säuberungsmethoden für die Membran zu entwickeln.


Die Wasserbranche birgt ein enormes Wachstumspotenzial. Membranfiltration gilt als Schlüsseltechnologie in den Sektoren

Abwasserbehandlung, Trinkwasseraufbereitung und Wasserentsalzung. Treiber sind hier einerseits die steigenden

technologischen Anforderungen an die Abwasseraufbereitung sowie der sehr hohe Wasserbedarf der Industrie. Zusätzlicher

Gebrauch von Wasser und dessen Verschmutzung erfordert einen größeren Filtrationsaufwand.446

Aus ökonomischer Sicht ist Wasser ein essentieller Produktionsfaktor.447 Vor allem landwirtschaftliche Betriebe, Bergbau- und

Energieunternehmen, aber auch die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie haben eine hohe Nachfrage. Daher erscheint eine

nachhaltige und intelligente Wassernutzung nicht nur aus Umweltschutz- sondern auch aus Kostengründen erforderlich.

Wassersparmaßnahmen zur Unterstützung der Filtrationstechniken und andere produktionsintegrierte Verfahren sind daher

ebenso wichtig wie eine ordnungsgemäße Abwasserbehandlung. In einigen Industrien werden daher eigene Filtrationssysteme

eingesetzt, damit beispielsweise das Abwasser wiederverwendet werden kann. 448

Für Privathaushalte ist ein deutlicher Trend zu einer Verringerung der Abwassermenge zu erkennen. Vergleichsweise

sparsame Duschen und Toiletten sind die hauptsächlichen Verursacher für den sinkenden Bedarf an Frischwasser in

Deutschland. Durch einen zusätzlich bewussteren Umgang mit Wasser haben Haushalte in Deutschland einen so geringen

Wasserverbrauch wie nie zuvor. Im weltweiten Vergleich gibt es zahlreiche Länder, die im Durchschnitt mehr als das doppelte

an Wasser verbrauchen. Die USA stehen nach wie vor an der Spitze des Wasserverbrauches, jedoch gibt es auch in Europa

einige Länder in denen deutlich mehr verbraucht wird als in Deutschland. Zu nennen sind hier hauptsächlich Norwegen,

Frankreich und England.449

Trotz dieser Entwicklung für Privathaushalte wird prognostiziert, dass der Wasserverbrauch in Deutschland zunimmt, da die

Industrie einen anteilsmäßig weit höheren Wassererbrauch hat als Privathaushalte. Der Wasserbedarf von Privathaushalten

macht in Deutschland etwa 16% aus. Wärmekraftwerke, die das Wasser vor allem für Kühlzwecke verwenden, nutzen mit etwa

60% das meiste Wasser.450

445

Tomas (2008) 446

Roland Berger (2012b) 447

TU Dresden (2011) 448



Umweltbundesamt (2011)


122

Abbildung 48: Membranbasierter Abwasser-, Trinkwasser- und industrieller Wasseraufbereitung (in Mio. Euro)

Quelle: Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (2007)

Das Marktvolumen hat sich im Laufe der letzten 10 Jahre von 780 Mio. Euro auf etwa 1.400 Mio. Euro fast verdoppelt. Dabei

nimmt die industrielle Membranfiltration mit ca. 70% den größten Anteil in Anspruch. Ein Ausblick zeigt, dass die industrielle

Membranfiltration bis 2020 ein jährliches Marktvolumen von 1,7 Milliarden Euro annehmen wird. Insgesamt lässt sich für das

Segment Filtrationstechnologie ein Aufwärtstrend beobachten.451


Es gibt viele kleine Unternehmen, die sich mit der Entwicklung und Installation von Filtertechnologien beschäftigen.

Europaweit hat keine Firma einen Marktanteil von über 10%. Der dominierende Produzent im Bereich der

Membrantechnologie ist der US amerikanische Konzern GE, gefolgt von Siemens. Für beide Firmen handelt es sich bei

Filtrationstechnologien aber lediglich um eines von zahlreichen Geschäftsfeldern. Deutschlandweit sind über 100

Unternehmen im Bereich Filtertechnologie tätig. Das Angebot fällt dabei ganz unterschiedlich aus und reicht von der

Herstellung einzelner Komponenten bis zum Vollservice, der Fertigung, Installation und Wartung umfasst. Bei diesen

Vollserviceleistungen begrenzt sich das Angebot meist nicht auf Filtertechnologien sondern beinhaltet auch weitere

Reinigungsverfahren. Für letzteres sind vor allem Unternehmen gefragt, die sich in geographischer Nähe befinden. Darin lässt

sich auch die hohe Anzahl an Wettbewerbern begründen. 452

Forschung und Entwicklung wird in Deutschland nicht nur in kommerziellen Unternehmen sondern auch in öffentlichen

Forschungszentren betrieben. Im Bereich der Membrantechnologie forschen beispielsweise das Institut für

Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen oder das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik.

451

Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (2007) 452

Fraunhofer- Institut für System- und Innovationsforschung (2007)


123


In Deutschland gibt es in den Bundesländern verschiedene Anforderungen an Filtrationsanlagen. Diese hängen stark von dem

Wasserverbrauch pro Einwohner und der vorhandenen Industrien ab. Es wird also ein durchschnittlicher Wert betrachtet,

wodurch die Größe des Bundeslandes zweitrangig ist. Auffällig ist das starke West-Ost-Gefälle. Abbildung 49: Wasserverbrauch pro Einwohner und Tag nach Bundesländern in Deutschland (Liter)


In Nordrhein-Westfalen ist der pro Kopf Wasserverbrauch mit 135 l pro Tag am höchsten. In den nördlichsten Bundesländern

Schleswig-Holstein und Hamburg ist der Wasserverbrauch mit 134 l nur minimal geringer. Den geringsten Wasserverbrauch

mit unter 100 l haben die Einwohner der Bundesländer Sachsen-Anhalt (91 l), Thüringen (89 l) und Sachsen (84 l).453

Der sinkende Pro-Kopf Verbrauch stellt ein Risiko für die Hersteller von Filteranlagen da. Dem gegenüber steht allerdings die

aus dem geringeren Verbrauch resultierende verstärkte Verschmutzung des Abwassers durch mikrobielle Belastungen oder

Arzneimittel. Dies wird zu einem steigenden Bedarf an Mikro- und Ultrafiltrationsanlagen führen. Ab 2013 will die EU

erstmals überwachen, wie sich Medikamentenrückstände in Oberflächengewässern entwickeln und inwieweit sie eine

Belastung für die Umwelt darstellen.454

Weitere Geschäftsbereiche, die sich im Bereich der Filtertechnologie ergeben, sind beispielsweise die Entsorgung der

anfallenden schlammhaltigen Wässer oder die Minimierung des Spülwasser- und Chemikalienverbrauchs in

Produktionsprozessen. Außerdem müssen Membranmaterialien und die Betriebsweise sowie die Vorgehensweise beim Spülen

und Reinigen der Membranen weiterentwickelt werden. Wichtig ist es zudem, Veränderungen in der Filterungsqualität schnell

zu detektieren ohne die Membranen zu beschädigen. Weitere Investitionen in innovative Technologien und Verfahren sind

daher notwendig.

453


IFTAT (2008)

80

90

100

110

120

130

140

No

rdrh

ein

-We

stfa

len

Ha

mb

urg

Schle

sw

ih-H

ols

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Ba

ye

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Nie

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Berlin

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Sa

ch

se

n-A

nha

lt

Th

ürin

ge

n

Sachsen

Wasserverbrauch nachBundesländern proPerson (l)


124

10. Mobilität

10.1. ÖFFENTLICHE VERKEHRSSYSTEME


Öffentliche Verkehrssysteme sind Fahrzeuge und Infrastruktur die benötigt werden, um Personen im öffentlichen Raum zu

befördern. Sie können von Jedermann zu gleichen Bedingungen genutzt werden. In diesem Kapitel wird dabei ein Fokus auf

die benötigten Transportmittel im öffentlichen Personennah- und Fernverkehr gelegt. Dabei handelt es sich im Nahverkehr um

Busse, S-, U- und Strassenbahnen und im Fernverkehr um Züge. Ziel der Deutschen Bundesregierung ist es, bis 2020

Leitmarkt für Elektromobilität zu werden.455

Da durch den elektrischen Antrieb im Bahnbereich keine direkten CO2 Emissionen anfallen, spielen Effizienzsteigerungen in

diesem Zusammenhang eine eher untergeordnete Rolle.456 Im Anwendungsbereich Öffentliche Verkehrssysteme werden daher

verstärkt Hybridbusse und elektrische Busse betrachtet. Hybridbusse sind dadurch gekennzeichnet, dass beim Antrieb zwei

Techniken kombiniert werden. Sie verfügen über zwei Motoren sowie zwei Energiespeichersysteme. Überwiegend werden ein

Verbrennungsmotor (bspw. Diesel) und ein elektrischer Antrieb kombiniert. Im Bereich Hybridantrieb kann zwischen zwei

Arten von Antrieben unterschieden werden. Bei einem parallelen Hybridantrieb wird das Fahrzeug durch den Verbrennungs-

und Elektromotor gleichzeitig angetrieben. Der Verbrennungsmotor läuft dabei dauerhaft und wird in Lastspitzen durch den

Elektromotor unterstützt. Fahrzeuge mit seriellem Hybridantrieb bewegen sich mit einem Elektroantrieb. Durch den

Verbrennungsmotor wird Strom erzeugt, dieser wird in einer Batterie gespeichert und speist damit den Elektroantrieb. Bei

beiden Hybridarten wird also ein Verbrennungsmotor eingebaut. Dieser ist allerdings kleiner als bei klassischen

Antriebsvarianten. Alle Hybridbusse vereint die Eigenschaft, dass sie über eine spezielle Bremse verfügen, die die kinetische

Energie, die beim Bremsen entsteht in elektrische Energie umwandelt.

Neben klassischen Hybridbussen gibt es weitere Antriebsarten, die als Alternative zum klassischen Verbrennungsmotor

gesehen werden. Manche Hersteller setzen auf einen Wasserstoffverbrennungsmotor, über den der Bus anstelle eines

Gasverbrennungsmotors verfügt. Dieser wandelt Wasserstoff in Energie um und treibt den Bus damit an. MAN/NEOPLAN

bietet beispielsweise einen solchen Wasserstoffzellenbus an (Citaro Fuel CELL Hybrid). Wasserstoff kann auf eine andere

Weise auch zusammen mit Brennstoffzellen als Antrieb verwendet werden. Bei einem Brennstoffzellenbus wird der

Wasserstoff nicht verbrannt, sondern zu Brennstoffzellen hinzugefügt. Kombiniert man diese Techniken für den Busantrieb

jeweils mit einer weiteren Energiequelle, kann der Bus als Wasserstoffzellen- oder Brennstoffzellen-Hybridbus bezeichnet

werden. Im Folgenden werden alle Busse mit diesen verschiedenen Hybridantriebsarten als Hybridbusse bezeichnet.

Neben Hybridbussen verkehren in Deutschland Elektrobusse. Der Unterschied zu Hybridbussen besteht darin, dass

Elektrobusse nur mit elektrischer Energie angetrieben werden und über keinen zusätzlichen Motor verfügen. Der erste

Elektrobus Deutschlands fährt in Offenbach. Der Cobus 2500e legt ca. 140km mit einer 3 stündigen Aufladung zurück.

Problematisch für Elektrobusse ist, dass in Deutschland bisher kein Netz mit einheitlichen Ladestationen existiert.

Die Entwicklung und Produktion von Hybrid- und Elektrobussen ist aufgrund von benötigtem Material, Werkzeug und

Personal teuer. Damit beschränkt sich der Markt auf die Hersteller, die auch klassische Busse mit Dieselantrieb produzieren.

Die größten Hersteller sind Mercedes Benz, Solaris, Volvo, MAN und Hess. Des Weiteren wird an komplett neuartigen

Transportmitteln gearbeitet. Das Fraunhofer-Institut Dresden entwickelte gemeinsam mit der Göppel-Bus GmbH die

AutoTram, eine Kombination aus Bus und Bahn. Die Energieerzeugung in der AutoTram erfolgt durch einen

Brennstoffzellencluster oder ein dieselelektrisches Antriebsaggregat.457 Zusätzlich kann der elektrische Speicher an

Ladestationen nachgeladen werden.

Schienenverkehrsmittel zählen bereits zu den umweltfreundlichsten Verkehrsmitteln, da sie mit einem elektrischen Motor und

ohne Schadstoffemissionen fahren. Bei elektrischen Motoren für Eisenbahnen wird ebenfalls mit kinetischer Energie

gearbeitet. Die Deutsche Bahn AG ist der mit Abstand größte Betreiber des Regional- und Fernzugverkehrs in Deutschland.

Daneben gibt es einige Privatstreckennetzbetreiber, deren Anteil am Streckennetz in Deutschland allerdings zusammen nur ca.

22% beträgt.458 455

Modellregion Elektromobilität (2011) 456

Bayrisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (2010) 457

Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme (2012) 458

Verband der Bahnindustrie in Deutschland e.V. (2013)


125

Für den Markt an Schienenfahrzeugen ist mit weniger prägnanten Entwicklungen zu rechnen. Zwar werden regelmäßig neue

Lokomotiven ausgeschrieben und erworben, aufgrund der langen Lebensdauer wird allerdings weiterhin ein regelmäßiger

Austausch der Lokomotiven ohne große Veränderungen stattfinden. Außerdem existieren bisher keine Lokomotiven, die mit

einer anderen Antriebsart außer elektrischem Strom, Verbrennungsmotoren oder Dampf fahren. Aufgrund dessen ist die Bahn

nicht primär relevant und wird im Folgenden nicht weiter betrachtet.459

Personenzüge werden durch elektrischen Strom betrieben. Der Strom hierfür wird meist über eine Oberleitung bezogen. 2011

wurde 21,8% der Energie dafür aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen.460 Da Züge eine relativ lange Lebensdauer haben

(ca. 25 Jahre) und vergleichsweise wenig Schadstoff hervorbringen ist der Bedarf an neuen emissionsärmeren Technologien

sehr gering.461 Der Fokus für saubere Energien liegt bei der Deutschen Bahn AG vielmehr auf der Herkunft des Stroms, mit

dem die Züge fahren sowie auf einem umweltschonenden Fahrzeugdesign. Seit April 2013 gibt es einen sogenannten Umwelt-

Plus Tarif, bei dem der Reisende bei Erwerb des Fahrscheins mit einem Aufpreis von einem Euro mit 100% Ökostrom fahren

kann. Für Reisende mit der BahnCard - der Ermäßigungskarte der Deutschen Bahn - gilt dies ohne Aufpreis. Abbildung 50: Strommix bei der Deutschen Bahn AG

Quelle: Deutsche Bahn AG (2011)

Auch U-Bahnen und Straßenbahnen sind in Deutschland mit elektrischen Antrieben ausgestattet.462 Hersteller von modernen

und energiesparenden Lokomotiven und Triebwagen für den Nah- und Fernverkehr sind in Deutschland überwiegend

identisch, da es sich grundsätzlich um die gleiche Technologie handelt, die lediglich an einigen Stellen modifiziert wird.

Die größten Schienenfahrzeughersteller sind Bombardier, Siemens, Alston und Stadler. Bombardier produziert in seiner ECO4

Serie Transportlösungen, die nach eigenen Angaben durch eine aerodynamische Form bis zu 50% an Energie im Vergleich zu

herkömmlichen Lösungen einsparen463. Als primäre Nachfrager für alle genannten Verkehrsmittel gelten die kommunalen

Verkehrsbetriebe, die Deutsche Bahn sowie weitere Bahnbetreiber.


Insgesamt wurden im Jahr 2012 durch das öffentliche Verkehrssystem in Deutschland ca. 10.878 Mio. Menschen befördert.464

Rund 450 Unternehmen betreiben Nah-, Fern- und Schienenpersonennahverkehr. Deutschland gilt als eines der Länder, mit

dem am besten ausgebauten Netz an öffentlichen Verkehrsmitteln. Das Streckennetz umfasst 33.576 km.465 Es verkehren im

gesamten Bundesgebiet 34.624 Überland- und Stadtbusse, ca. zwei Drittel davon befinden sich im Bestand der

Verkehrsbetreiber, während ein Drittel angemietete Busse sind.466

459

Bayrisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (2010) 460

Deutsche Bahn AG (2011) 461

Deutsches CleanTech Institut (2010a) 462

Deutsches CleanTech Institut (2010a) 463

Bombardier (2012) 464

Statistisches Bundesamt (2013d) 465

Verband der Bahnindustrie in Deutschland e.V. (2013) 466

Verband Deutscher Verkehrsunternehmen (2011)

13%

32%

22%

9%

2%

22%

Braunkohle

Steinkohle

Kernenergie

Erdgas


126

Das Europäische Parlament und der Europäische Rat erstellten 2008 die Richtlinie 2008/50/EG zur Luftqualität in Europa.467

Für Deutschland sind diese Richtlinien im Bundes-Immissionsschutzgesetz niedergeschrieben.468 Ziel ist die Vermeidung bzw.

die Verringerung schädlicher Auswirkungen auf die Umwelt. Zur Erfüllung der Richtlinien unterstützt die Bundesregierung

u.a. Verkehrsverbünde bei der Anschaffung von vergleichsweise teuren Hybridbussen. Der Anteil an Hybridbussen ist im

Deutschen Verkehrsnetz mit ca. 7% relativ gering. Um diesen Anteil zu steigern soll ein Busbetrieb aufgebaut werden, in dem

ganze Strecken rein elektrisch zurückgelegt werden können. Ziel ist es, die Emissionen deutlich zu reduzieren. Es werden im

Rahmen der Förderung maximal 55% der Mehrkosten übernommen (maximal 150.000 Euro bei Solo- und 250.000 Euro bei

Gelenkbussen). Förderungswürdig sind Busse, die folgende Mindeststandards erfüllen:469

Senkung der CO2-Emissionen um mindestens 20% gegenüber einem vergleichbaren Linienbus

die Partikelemission und Stickoxidemission (NOx) unterschreitet den Enhanced Environmentally Friendly Vehicle –

Abgasstandard

es ist ein Partikelfiltersystem eingebaut

deutliche Reduzierung des Innenraumlärms

im Falle einer externen Stromzufuhr muss diese durch erneuerbare Energiequellen sichergestellt werden

Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung förderte 2009 bis 2011 den Ausbau und die

Marktvorbereitung der Elektromobilität mit einem Volumen von insgesamt 130 Mio. Euro.470 Viele Projekte werden auch über

diesen Zeitraum hinaus, gefördert und weiter ausgebaut. Schwerpunkte der Förderung wurden auf die folgenden

Modelregionen gelegt:

Baden-Württemberg

Berlin/Brandenburg

Bremen/Oldenburg

Hamburg

Niedersachsen

Rhein-Main

Rhein-Ruhr

Ländliche Regionen in Mitteldeutschland, Mecklenburg-Vorpommern und Saarland

Diese Regionen stellen sehr unterschiedliche Ansprüche an Infrastruktur und Mobilität und somit auch an die benötigten

Verkehrssysteme. In Hamburg und Berlin verkehren im Rahmen des europäischen HyFLEET:CUTE Projektes (Clean Urban

Transport for Europe) Busse mit Wasserstoffmotor. 2013 belief sich die Anzahl an Hybridbussen im deutschen

innerstädtischen Verkehr auf 222, wobei 50 weitere von einzelnen Verkehrsverbünden bestellt oder ausgeschrieben wurden.471

Die Stadt Dresden hat mit 18 Hybridbussen die größte Hybridbusflotte in Deutschland. Über 10% der Busse fahren mit

Hybridantrieb. Bisher wird die Anschaffung von Hybridbussen jedoch als unwirtschaftlich betrachtet. Grund hierfür ist, dass

der Anschaffungspreis sehr viel höher als bei einem Bus mit klassischem Antriebssystem ist. Ein weiterer Nachteil besteht in

dem deutlich höheren Gewicht der Hybridbusse aufgrund der zusätzlichen technisch notwendigen Ausrüstung. Die geplante

Ersparnis von 20% bei den Spritkosten konnte 2012 nicht erreicht werden und belief sich beispielsweise in Dresden auf

lediglich 16%.472 Trotz dieser Entwicklungen hält die Stadt an dem Einsatz der Busse fest und plant die Flotte auch weiterhin

auszubauen. Regionen, die durch die einzelnen Förderprogramme unterstützt werden, verhalten sich ähnlich. Für viele andere

Regionen bringen die Fahrzeuge zu dem derzeitigen Stand der Technik nicht die erwünschten Ergebnisse, weshalb eine

Anschaffung noch nicht vorgesehen ist. Zudem ist die Technik für einige Regionen schlicht zu teuer und daher nicht

umsetzbar. Es ist trotzdem davon auszugehen, dass der Markt weiter wachsen wird, da eine Nachfrage nach alternativen

Verkehrsmitteln im öffentlichen Nahverkehr besteht.


Der Wettbewerb beschränkt sich sowohl für Hybridbusse als auch für Schienenfahrzeuge auf eine geringe Anzahl an Anbietern.

Hauptgrund dafür ist, dass die Forschung und Entwicklung im Bereich Hybridfahrzeugen kostenintensiv ist und sich daher

primär etablierte Lokomotiv- und Bushersteller mit der Erweiterung ihres Angebots in Richtung saubere Energie

auseinandersetzen.

467

Amtsblatt der Europäischen Union (2008) 468

Bundesministerium der Justiz (2012) 469


Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2011a) 471

Stadtbus (2013) 472

Statistik in Dresden (2012)


127

Tabelle 24: Eingesetzte Hybridbusse in Deutschland

HERSTELLER BUSTYP HYBRID-

TECHNOLOGIE

ANZAHL IN

DEUTSCHLAND EINSATZGEBIETE

Mercedes-Benz

(EvoBus) Citaro seriell 62

Dortmund, Krefeld und weitere Städte

in NRW, Bremen, Dresden, Hamburg,

Leipzig, Rostock, Stuttgart

Solaris Urbino 18

Hybrid I, II + III parallel 47

Bochum, Düsseldorf, Neuss und

weitere Städte in NRW, Hannover

MAN A37 Hybrid

(Lion’s City) seriell 40

Region Lübeck und Mittelsachsen,

vereinzelte Städte in Sachsen und

NRW

Volvo 7700 Hybrid parallel 33 Dortmund, Frankfurt am Main,

Hamburg, München, Stade

Hess Swiss-

hybrid seriell 32

Region Lübeck, Vereinzelte Städte in

NRW, Dresden, Leipzig

weitere seriell/parallel 8

Quelle: Stadtbus (2013)

Die Münchner Verkehrsgesellschaft (MVG) testet seit 2008 Hybridbusse verschiedener Hersteller.473 Der Test soll als

Entscheidungsgrundlage für eine zukünftige Beschaffungsstrategie dienen. Dabei werden folgende Hybridbusse auf

bestimmten Strecken eigesetzt.

Citaro G Blue (seit 2011)

Urbino 18 Hybrid (seit 2008)

Lion’s City Hybrid (seit 2010)

Volvo 7700 Hybrid (seit 2012) Abbildung 51: Durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch – Hybrid versus Diesel

Quelle: Münchner Verkehrsgesellschaft (2010)

Die prognostizierte Kraftstoffeinsparung konnte nur von den Solohybridbussen erreicht werden. Aufgrund häufiger

Betriebsstörungen, schlechter Verfügbarkeit von Ersatzteilen und hoher Kosten entschied sich die MVG 2013 dagegen

Hybridbusse in Serie zu beschaffen. Diese Entwicklung ist beispielhaft für viele Verkehrsbetriebe. Die Nachfrage nach

Hybridbussen ist daher stark von staatlichen Anreizen und Förderprogrammen abhängig.

Im Bereich Lokomotiven und Triebwägen produzieren Bombardier und Siemens hauptsächlich Produkte die tendenziell

weniger verbrauchen, da der Markt dies immer mehr nachfragt. Grundsätzlich ist allerdings die Herkunft des Stroms

entscheidend und darüber entscheiden die Deutsche Bahn AG und die Betreiber der öffentlichen Nahverkehrsnetze.


Problematisch für viele Hersteller ist, dass sich die erhoffte Energieeinsparung durch den Einsatz von Hybridbussen nicht

realisieren lässt. Einzelne Verkehrsbetriebe setzen daher auch bei der Neuanschaffung auf Busse, die ausschließlich mit

Verbrennungsmotoren betrieben werden. Allerdings werden auch konventionelle Busse umweltfreundlicher, da sie leichter

473

Münchner Verkehrsgesellschaft (2013)

0 10 20 30 40 50 60 70

konventioneller Gelenkbus

durchschnittlich Hybridbus

Liter/100 km


128

werden und der Kraftstoffverbrauch dadurch reduziert werden kann. Der Anspruch an Hybridbusse steigt also und es wird

zunehmend schwieriger allen Ansprüchen gerecht zu werden und die Anforderungen der Verkehrsbetriebe zu erfüllen.

Grund für die Kosten und die geringere Energieeinsparung ist u.a. das Heizen im Winter. In Bussen mit Verbrennungsmotor

werden die Busse teilweise durch Abwärme - des Verbrennungsmotors – geheizt. Da diese in Hybridbussen kaum vorhanden

ist, müssen sie im Winter durch zusätzliche Energie von außen versorgt werden, wodurch sich die Energieersparnis verringert.

Hybridbusse konkurrieren also weiterhin stark mit konventionellen Bussen. Ein starkes Wachstum des Marktes ist aus diesem

Grund erst dann zu erwarten, wenn die Energieeinsparungen und somit die Kosteneffizienz weiter steigen.

10.2. FAHRZEUGE


Unter den Begriff Fahrzeuge fallen sämtliche Verkehrsmittel, die zum Personen- oder zum Güterverkehr dienen. Im folgenden

Kapitel werden die auf dem deutschen Markt wichtigsten Fahrzeuge betrachtet. Dies sind Fahrzeuge für den Verkehr auf der

Straße (Pkw und Lkw), auf Schienen (Züge), in der Luft (Flugzeuge) sowie im Wasser (Schiffe).

2010 wurden in Deutschland Güter mit einer Beförderungsleistung von 621,5 Tonnenkilometer (tkm) transportiert. Der

Energieverbrauch belief sich dabei auf 650,7 Petajoule.474 Der größte Anteil der Güter wird in Deutschland auf der Straße mit

Lkw transportiert. Lkw, die in umweltfreundlichere Schadstoffklassen eingeordnet werden, tragen die Bezeichnung Enhanced

Environmental Vehicle (EEV) und hatten 2007 mit etwa 1% einen relativ geringen Anteil am Gütertransport auf der Straße.

Seit 2010 fördert das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Straßenentwicklung die Anschaffung emissionsarmer

Nutzfahrzeuge. Unterstützt werden Unternehmen in Abhängigkeit von Größe und Fahrzeugtyp mit einer Pauschale von

maximal 6.050 Euro.475 Ein Anreiz zur Anschaffung effizienter Lkw soll zudem dadurch gegeben werden, dass sich die Höhe

der Lkw Maut in Deutschland nach Effizienzklassen berechnet. Für energieeffiziente EEV muss eine geringere Maut gezahlt

werden, als für verbrauchintensivere Lkw.476

Für die Seeschifffahrt werden ökologische Richtlinien durch die International Maritime Organization (IMO) - einer

Unterorganisation der UN - geregelt. Ihre Standards sind nicht auf Deutschland beschränkt und gelten weltweit. 2008 führte

die IMO den Energy Efficient Design Index (EEDI) ein. Mit dessen Hilfe wird ein Referenzwert berechnet, der die Emissionen

in CO2 pro Meile eines Schiffs angibt. Geplant ist, den EEDI schrittweise zu senken. Dadurch sollen die Produktion und der

Kauf von effizienten Schiffen in den 170 Mitgliedsstaaten gefördert werden.477 Die an Deutschland grenzenden Meere (Nord-

und Ostsee) gehören zu einer Sonderzone der Schifffahrt. In diesen Emission Controlled Areas (ECA) gelten besondere

Umweltrichtlinien. Beispielsweise wird der Ausstoß von Schwefel und Schwefeloxiden durch Seeschiffe überwacht. Seit 2010

gilt in Deutschland eine Regelung zur Begrenzung der Luftschadstoffe. In dieser sind die Senkung der Grenzwerte für Schwefel

im Treibstoff sowie weitere Verschärfungen festgeschrieben.478 Seit 2012 darf der Schwefelanteil im verwendeten Treibstoff

nur maximal 1% betragen. Ab 2015 wird diese Grenze auf 0,1% abgesenkt.

Die EU hat Richtlinien für einen umweltschonenderen Schiffsverkehr im Zusammenhang mit dem Ausbau eines

transeuropäischen Netzes festgelegt.479 Bis 2015 müssen alle Häfen über ein Ladestromnetz verfügen, damit im Hafen liegende

Schiffe ihren Strom nicht selbst produzieren müssen. Die Luftverschmutzung in Häfen soll dadurch verringert werden. Zudem

müssen alle Häfen bis 2020 über LNG Tankstellen verfügen. Bei LNG handelt es sich um verflüssigtes Erdgas, einen

Brennstoff mit geringerem CO2 Ausstoss als Schweröl.

Der nationale Luftverkehr in Deutschland umfasst etwa 50 Mio. tkm pro Jahr, der internationale Frachtflugverkehr umfasst

etwa doppelt so viel. Den größten Anteil am Frachttransport macht die Post aus. Mit dem Flughafen Frankfurt befindet sich

der größte europäische Flughafen für Gütertransport in Deutschland.480 Gemessen am gesamten Güterverkehr macht der

Transport in der Luft trotzdem einen sehr geringen Anteil aus und beläuft sich auf lediglich 0,1%.

474

Statistisches Bundesamt (2012a) 475

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2010a) 476

Bundesministerium der Justiz (2011) 477

Marine Environment Protection Committee (2011) 478

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2010b) 479


Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2006)


129

Abbildung 52: Verteilung des Güterverkehrs in Deutschland 2011 (Beförderungsmenge)


Im Personenverkehr belief sich die Fahrleistung 2010 auf etwa 1.193 Mrd. Personenkilometer (Pkm). Der größte Anteil davon

wurde durch Fahrzeuge mit Motorbetrieb zurückgelegt. An zweiter Stelle stehen öffentliche Verkehrsmittel, wie Bahnen und

Busse sowie Züge. Flugzeuge transportieren vergleichsweise wenige Personen. Schiffe werden als Transportmittel im

Personenverkehr kaum eingesetzt. Tabelle 25: Beförderungsleistung in Deutschland 2011 (in Mio. Pkm)

VERKEHRSART BEFÖRDERUNGSLEISTUNG ANTEIL AM GESAMTEN

PERSONENTRANSPORT (%)

Motorisierter Individualverkehr 921.800 81,0%

Buse und Bahnen im Nahverkehr 77.716 6,8%

Eisenbahnverkehr 83.880 7,4%

Luftverkehr 55.216 4,8%

Gesamt 1.138.612 100%


Über Straßen werden mit Abstand die meisten Personen und Güter in Deutschland befördert. Da Straßenfahrzeuge im

Vergleich zu Schiffen und Zügen einen hohen Verbrauch an Kraftstoff aufweisen, wird besonders in diesem Bereich mit

Hochdruck an alternativen Antriebsarten gearbeitet. Neuproduzierte Pkw dürfen in Deutschland bis 2020 gesetzlich einen CO2

Ausstoß von 95 g/km nicht überschreiten. Ziel der Bundesregierung ist es, Deutschland als Vorreiter in der Elektromobilität zu

etablieren. Zwar wird viel Forschung und Entwicklung in den Bereichen Elektro- und Hybridmobilität betrieben, das Interesse

daran ist in der deutschen Gesellschaft allerdings vergleichsweise gering. Bisher fahren lediglich etwa 72.000 Elektro- und

Hybridautos in Deutschland.481 Neben den Zielen und Vorgaben der Bundesregierung gelten zudem in der gesamten EU

Grenzwerte bezüglich der Feinstaubelastung. Vor allem in großen Städten werden diese häufig überschritten. Daher wurden

2008 sogenannte Umweltzonen eingerichtet, in denen eine Überschreitung des Grenzwerts auf maximal 35 Tagen im Jahr

zugelassen wird.482 In Umweltzonen dürfen nur Pkw fahren, die ihre Erstzulassung nach einem bestimmten Datum erhielten.

Es ist davon auszugehen, dass die Bestimmungen zunehmend strenger werden, um die Feinstaubbelastung weiter zu senken

und um die Bevölkerung zum Kauf modernerer Fahrzeuge zu bewegen. 483 Für Lkw werden ähnliche Technologien wie für Pkw

erprobt. Auch für sie gibt es zunehmend Umweltzonen in Deutschland, in denen nur Fahrzeuge mit niedriger

481

Kraftfahrtbundesamt (2013b) 482


Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2012g)

77,0%

9,0%

7,0%

5,0%

2,0%

0,1%

Straßenverkehr

Eisenbahnverkehr

Seeverkehr

Binnenschifffahrt

Rohrleitungen (Rohöl)

Luftverkehr


130

Feinstaubbelastung fahren dürfen. Unternehmen sollen dazu animiert werden EEV zu erwerben. Vor allem bei Lkw ist es

allerdings schwierig, einen elektrischen Antrieb zu verwenden, da diese im Schnitt besonders lange Strecken zurücklegen.

Zwar wird allgemein dem Eisenbahnverkehr und anderen öffentlichen Verkehrssystemen Umweltfreundlichkeit nachgesagt,

allerdings gilt dies nur bei hoher Auslastung. Interesse besteht daher neben der reinen Effizienz der Fahrzeuge daran, diese so

einzusetzen, dass sie möglichst gut ausgelastet sind. Abbildung 53: CO2-Äquivalente in g/Pkm

Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2012h)


Deutschlands Wirtschaft ist stark vom Güterimport und -export abhängig, daher werden die dafür benötigten Fahrzeuge

weiterhin eine wichtige Bedeutung einnehmen.484 Das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung

prognostiziert, dass sich das Güterverkehrsaufkommen bis 2050 im Vergleich zu 2007 verdoppelt.485 Güter werden in

Deutschland überwiegend mit Lkw, Schiffen und Eisenbahnen transportiert. Aufgrund moderner Techniken und effizienter

Fahrzeuge sinkt der Verbrauch pro tkm stetig. Allerdings nimmt die Fahrleistung tendenziell zu.

484

Statistisches Bundesamt (2012c) 485


0

50

100

150

200

250

Berufsverkehr (1-2 Personen/Pkw,70% Auslastung Bus und Bahn)

Freizeitverkehr (3 Personen/Pkw,20% Auslastung Bus und Bahn)


131

Abbildung 54: Marktgrößenentwicklung Güterverkehr (in Mio. t)

Quelle: Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung (2011b), Statistisches Bundesamt (2013f)

In den letzten 20 Jahren nahm die gesamte Fahrleistung im Güterverkehr um etwa die Hälft zu. Die größten Steigerungen sind

im Bereich Straßenverkehr zu verzeichnen. Bei der Fahrleistung umweltverträglicher Güterfahrzeuge, wie Zug und Schiff war

die Zunahme hingegen geringer. Der gesamte Güterverkehr wurde stark von der Wirtschaftskrise 2009 beeinflusst. Die Menge

der transportierten Güter nahm um etwa 14% ab. Im Vergleich dazu litten See- und Eisenbahnverkehr besonders unter den

Folgen. Der Güterverkehrsmarkt konnte sich 2011 wieder festigen. Ein Aufwärtstrend stellte sich 2012 allerdings nur für die

Seeschifffahrt ein, das Güterverkehrsaufkommen stieg um 1,5%. Dagegen ging das Güterverkehrsaufkommen 2012 für

Eisenbahnen und Lkw wieder um 2,7% zurück.486

Für die Schifffahrt wird in Deutschland ein großes Potenzial vorhergesagt. Schiffe verbrauchen durchschnittlich nur 30% des

Dieselkraftstoffes, den Lkw für die gleiche Strecke und der transportierten Menge benötigen. Zudem weisen Wasserstraßen im

Vergleich zu Straßen eine weitaus geringere Verkehrsdichte auf. Im März 2013 wurden knapp 25 Mio. t Güter in deutschen

Seehäfen umgeschlagen.487 Der mit Abstand umschlagstärkste Hafen ist der Hamburger Hafen (ca. 9,7 Mio. t im März 2013),

darauf folgen die Häfen in Bremerhaven (ca. 4,4 Mio. t) und Wilhelmshaven (2,3 Mio. t).488 Der umschlagstärkste Binnenhafen

in Europa ist der Duisburger Ruhrorthafen mit etwa 2 Mio. t. Mit ungefähr 1 Mio. t umgeschlagenen Gütern sind auch die

Häfen in Rostock, Lübeck und Bremen wichtig für den Frachtverkehr. Nur etwa 2% der umgeschlagenen Güter bleiben in

Deutschland, der Großteil wird ins Ausland transportiert.

Im Vergleich zu den genannten Transportarten wird mit 0,1% nur ein minimaler Teil der Güter mit Flugzeugen

transportiert.489 Bei etwa der Hälfte, der mit dem Flugzeug transportierten Güter handelt es sich um Briefe der Deutschen

Post. Da Flugzeuge im Vergleich zu anderen Transportmitteln eine schlechtere Umweltbilanz aufweisen, wird versucht, den

Flugverkehrsmarkt durch Emissionshandel zu kontrollieren.490

Der Personenverkehr stieg in den vergangenen 20 Jahren um etwa ein Drittel an. Ähnlich dem Gütertransport wird auch für

die Personenbeförderung primär die Straße genutzt. Wenngleich der Verbrauch pro Pkm sank, stieg die absolute

Emissionsbelastung an.

486

Umweltbundesamt (2012d) 487

Statistisches Bundesamt (2013d) 488

Statistisches Bundesamt (2013e) 489


Amtsblatt der Europäischen Union (2009)

2.744 2.767 2.765

2.919

3.0283.078

2.7692.734

2.986

2.891

471 504 518 543 560 562

463502 515 518

304 310 317 346 361 371312

356 375 366

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Straßenverkehrinnländischer Lkw

Seeverkehr

Eisenbahnverkehr


132

Abbildung 55: Marktgrößenentwicklung Personenverkehr (in Mrd. Pkm)

Quelle: Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung (2011b), Statistisches Bundesamt (2012b)

Der Verkehr auf Schienen gilt als umweltfreundliches Verkehrsmittel. Deutschland ist mit einem vergleichsweise dichten

Streckennetz ausgestattet, dennoch hat die Deutsche Bahn AG durch Rückbau von Schienen und Gleisanschlüssen an

Wettbewerbsfähigkeit eingebüßt. Das Unternehmen stößt immer häufiger an Kapazitätsgrenzen, da Strecken gleichzeitig von

schnellen Personen- und langsamen Güterzügen genutzt werden.491 Die Bahn wird bereits zu über 20% durch erneuerbare

Energie betrieben. Einige Zughersteller, wie die Firmen Bombardier und Siemens arbeiten an Zügen, die durch eine

aerodynamische Form energiesparender fahren sollen. Prinzipiell ist das Optimierungspotenzial im Bereich Energieeffizienz

des Bahnverkehrs allerdings sehr viel geringer als bei anderen Fahrzeugen.492


Hersteller von konventionellen Fahrzeugen arbeiten meist auch an Fahrzeugen, die mit einem vergleichsweise geringeren

Verbrauch und niedrigerer Emissionsbelastung fahren. Wettbewerb besteht zum einen zwischen den verschiedenen

Verkehrsmitteln und zum anderen innerhalb der Fahrzeugsegmente. Ziel deutscher Automobilhersteller ist es weiterhin stark

am Markt vertreten zu sein. Bisher haben vor allem die japanischen Hersteller einen großen Marktanteil an Elektro- und

Hybridfahrzeugen. Dies zeigt sich auch im Electric Vehicle Index (EVI), der regelmäßig von McKinsey veröffentlich wird. Der

EVI zeigt an, in wie weit die einzelnen Länder hinsichtlich Elektromobilität entwickelt sind. An der Spitze steht Japan, gefolgt

von den USA. Deutschland belegt vor Frankreich den dritten Platz.493 Die deutsche Regierung hat hohe Ziele für die

Elektromobilität ausgegeben und mit dem Opel Ampera und einer Elektroversion des Smart von Mercedes sind auch schon

zwei Varianten auf dem Markt. Volkswagen und BMW werden ihre ersten Elektrofahrzeuge auf der IAA 2013 präsentieren. Da

die deutschen Automobilhersteller mit ihren Marken bei den konventionellen Pkw den Standard setzen, ist davon auszugehen,

dass sie ihr positives Image auch auf die Elektrofahrzeuge übertragen können.494 Im Busbetrieb werden in Deutschland vor

allem Hybrid- und Elektrobusse der Firmen Mercedes Benz, Solaris und Volvo verwendet. Ein Großteil der Lkw auf deutschen

Straßen kommt von den Herstellern Daimler und Volkswagen. Beide haben Lkw entwickelt, die sparsamer sind und eine

491

Umweltbundesamt (2010) 492


McKinsey (2013) 494

Expertengespräch

884 888 899 905922

79 82 83 83 8482 80 80 78 7858 61 58 53 55

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000

2007 2008 2009 2010 2011

MotorisierterIndividualverkehr

Eisenbahn

ÖffentlicherPersonennahverkehr

Luftverkehr


133

geringere CO2- und Feinstaubbelastung aufweisen. Hybrid- und Elektrotechnologien sind für Lkw in Deutschland nicht

verbreitet, da die Fahrzeuge weite Strecken zurücklegen müssen und nicht ausreichend Aufladestationen existieren.

Betrachtet man die Schifffahrt, ist festzustellen, dass deutsche Reedereien unter einem großen Konkurrenzdruck stehen. Nach

einer langen Hochphase sank 2008, bedingt durch die Wirtschaftskrise die allgemeine Nachfrage nach Gütern. Seitdem leiden

Reedereien unter niedrigen Frachtraten und hohen Treibstoffkosten. Bereits 180 Reedereien mussten Insolvenz anmelden und

viele haben sich aus Kosteneinsparungsmaßnahmen zusammengeschlossen. Die deutsche Handelsflotte umfasst aktuell

insgesamt 411 Handelsschiffe.495 Außerdem ziehen sich viele deutsche Banken aus dem Schiffsbaumarkt zurück. Umsatz- und

Mitarbeiterzahlen sinken stetig. Keine der fünf größten Reedereien der Welt ist in Deutschland ansässig. Verhandlungen

zwischen der größten deutschen Reederei Hapag Lloyd und Hamburg Süd zu fusionieren wurden im Frühjahr 2013 eingestellt.

Hapag Lloyd AG machte 2012 einen Umsatz von 6.844 Mio. Euro und hat etwa 7.000 Mitarbeiter.496 Durch eine Fusion hätte

die Reederei zu einer der fünf größten der Welt gehört. Wie oben beschrieben, wird der Schifffahrt aufgrund des geringen

Kraftstoffverbrauchs und der wenig befahrenen Wasserstraßen hohes Potenzial bescheinigt, die aktuellen

Rahmenbedingungen machen es aktuell allerdings schwer, dieses auch auszunutzen.

Mit Airbus ist einer der größten Flugzeugbauer in Deutschland vertreten, 17.000 Beschäftige arbeiten an dem deutschen

Standort und etwa 6.105 Mrd. Euro Umsatz wurden hier 2012 erwirtschaftet.497 Airbus arbeitet daran, effizientere Flugzeuge

mit geringerem Verbrauch zu entwickeln. Bisher setzt das Unternehmen dabei auf Leichtmetalle, eine aerodynamische

Bauweise, effizientere Motoren und alternative Antriebsarten. Airbus hat sich zum Ziel gesetzt bis 2050 den CO2 -Ausstoß

seiner Flugzeuge um 50% zu verringern. Um diese Ziele zu erreichen hat Airbus die Vision von Flugzeugen, die eigenständig,

unter Einbeziehung externer Faktoren - beispielsweise dem Wetter - die effizienteste Flugroute aussuchen. Zudem schwebt den

Airbus-Ingenieuren vor, dass Flugzeuge auf Hochfrequenzrouten in einer Formation fliegen - ähnlich wie Vogelschwärme -

und dadurch erhebliche Energieeinsparungen erzielt werden können.498 Airbus größter Konkurrent ist der US Amerikanische

Flugzeugbauer Boeing. Auch Boeing arbeitet an effizienteren Flugzeugen, wie beispielweise solchen, die wie ein Vogel die

Flügel bewegen können um Winde zu nutzen. Bisher planen die großen Flugzeugbauer nicht ihre Flugzeuge elektrisch

anzutreiben, sie wollen vielmehr alternative Kraftstoffe und Technologien verwenden. Das Münchner Forschungsinstitut

Bauhaus Luftfahrt erforscht die Möglichkeit Flugzeuge durch Solarzellen zu betreiben.


Im Zusammenhang mit Fahrzeugen ist auch immer die benötigte Infrastruktur entscheidend. Bei anvisierten Großprojekten

(Flughäfen, Autobahnen, Bahnhöfe oder Häfen) sind aber immer auch die unterschiedlichen Gruppen an Betroffenen zu

berücksichtigen. Das Projekt Stuttgart 21, zur Umgestaltung des Hauptbahnhofes von einem Sackbahnhof zu einem

unterirdischen Durchgangsbahnhof, hat gezeigt, wie aktiv sich ein Teil der deutschen Bevölkerung gegen ein derartiges

Vorhaben stemmen kann. So wurde der Bau 2009 gestoppt und über die Fortführung 2011 durch eine Volksabstimmung im

Bundesland Baden-Württemberg entschieden. Die Bürger stimmten letztendlich für den Bau des Bahnhofs. Hier lässt sich aber

ganz deutlich erkennen, dass große strukturelle, verkehrstechnische Veränderungen auch nach einem offiziellen Beschluss zum

Bau revidiert werden können und erst über eine Volksabstimmung entschieden werden, was natürlich eine große Verzögerung

und damit auch Kosten mit sich bringt.

Für den Hamburger Hafen wird eine Elbvertiefung diskutiert. Nach der letzten Elbvertiefung 2002 können Schiffe mit einem

Tiefgang von bis zu 13,4 m in den Hamburger Hafen fahren. Geplant ist eine weitere Elbvertiefung vorzunehmen um

wettbewerbsfähig zu bleiben. Das größte Containerschiff der Welt Marco Polo kann zum Beispiel nur dann in den Hamburger

Hafen einfahren, wenn es lediglich zu 25% beladen ist. Zuletzt wurden die Bauarbeiten für die Elbvertiefung im Oktober 2012

durch eine Einstweilige Verfügung, erwirkt durch Umweltschutzverbände, gestoppt.

10.3. ELEKTRO- UND HYBRIDANTRIEB


In Deutschland waren am 1. Januar 2013 über 43 Mio. Personenkraftwagen registriert.499 Pkw hatten 2009 mit 84,7% den

größten Anteil an den gesamten Fahrleistungen im motorisierten Straßenverkehr.500 Der Anteil des Pkw-Verkehrs an der

495

Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (2013) 496

Hoppenstedt (2013) 497

Hoppenstedt (2013) 498

Airbus Environment (2012) 499

Statistisches Bundesamt (2013h) 500

Statistisches Bundesamt (2011)


134

gesamten CO2-Belastung in Deutschland liegt bei 18,7%.501 Daher hat die Entwicklung alternativer Antriebsarten für Pkw zur

Senkung dieser Belastung besondere Relevanz. Es werden verschiedene Technologien erprobt um den Straßenverkehr

umweltfreundlicher zu gestalten. Die Wichtigsten sind der Pkw-Antrieb durch Batterien und durch Hybridmotoren. Im ersten

Halbjahr 2013 lag der Anteil an neuzugelassenen Pkw mit alternativen Antriebsarten bei lediglich 1,5%. Während die

Neuzulassungen insgesamt allerdings um 4,7% abnahmen, verzeichneten Pkw mit alternativen Antriebsarten ein Plus von bis

zu 68%.502 Insgesamt beläuft sich die Zahl der Pkw mit Elektro- oder Hybridantrieb in Deutschland auf ca. 72.000 Stück.503

Das Europäische Parlament und der Europäische Rat beschlossen 2009, dass der CO2-Ausstoß bei Neufahrzeugen bis 2020 auf

durchschnittlich 95 g/km gesenkt werden soll.504 Um dies zu erreichen müssen Fahrzeuge effizienter gestaltet und neue

Antriebsarten entwickelt werden. Das Ziel der EU ist ehrgeizig, da die CO2 Emission 2011 noch bei durchschnittlich 146,1 g/km

lag. Abbildung 56: CO2 Emissionen der Pkw Neuzulassungen

Quelle: Umweltbundesamt (2012f)

Der Unterschied zwischen Elektro- und Hybridantrieb liegt in der Anzahl der Motoren. Während ein Battery Electric Vehicle

(BEV) über genau einen Motor – eben einen Elektromotor – verfügt, kommen bei einem Hybrid Electric Vehicle (HEV)

mindestens zwei Energiewandler und -speichersysteme zum Einsatz. Dabei wird zwischen Micro-, Mild- und Vollhybrid

unterschieden. Zusätzlich können Motoren nach verschiedenen Wirk-Prinzipien arbeiten. Differenziert wird zwischen

parallelem und seriellem Hybridantrieb, außerdem existieren Mischformen. Herkömmliche Hybridautos verfügen über einen

Elektro- und einen Verbrennungsmotor, klassischerweise Diesel- oder Ottomotor. Darüber hinaus existieren sogenannte Plug-

In-Hybrid Fahrzeuge (PHEV), deren Speicher durch eine Verbindung zum Stromnetz aufgeladen wird. Zusätzlich gibt es

Fahrzeuge, die über einen Brennstoffzellenmotor verfügen. Alle Hybrid- und Elektrovarianten vereint, dass sie über eine

Batterie verfügen, welche die beim Bremsen entstehende kinetische Energie speichert.

Für die Herstellung von Batterien ist vor allem Lithium ein wichtiger Faktor, da die meisten HEV und BEV über Lithium-Ionen

Akkus als Speicher verfügen. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen nimmt naturgemäß auch die

Nachfrage nach Lithium zu. Es wird bereits diskutiert, ob die vorhandenen Vorräte an Lithium und weiteren benötigten

501

siehe Kap. 8.2: CO2-Ausstoß 502

Kraftfahrtbundesamt (2013b) 503

Kraftfahrtbundesamt (2013c) 504

Verordnung Nr. 443/2009

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

1998 2002 2006 2010 2014 2018

CO2 Emissionen bei PkwNeuzulassungen (g/km)


135

Metallen für den steigenden Bedarf an Lithium-Ionen Batterien ausreichen.505 Nach Expertenmeinung wird sich die Nachfrage

nach Lithium von 2010 bis 2020 verzehnfachen. Bisher wurde Lithium weder in Deutschland noch in Europa gefunden. 5%

des benötigten Lithiums könnte durch Recycling wieder auf den Markt gebracht werden. Es wird deshalb empfohlen, bessere

Maßnahmen für Recycling und Wiederverwendung zu schaffen.506 Das Fraunhofer-Institut für System- und

Innovationsforschung erforscht in dem Projekt Lithium Ionen Batterie LIB 2015 Lithium-Ionen Akkus. Finanziert wird das

Fraunhofer-ISI bei F&E durch 6 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Das Projekt wird zusätzlich

durch deutsche Industriekonzerne wie BOSCH, EVONIK und VW unterstützt.507 Ziel ist es, effizientere und günstigere

Lithium-Ionen Akkus zu entwickeln.

Einen starken Einflussfaktor auf die Entwicklung des Elektro- und Hybridfahrzeugmarktes stellt die Infrastruktur dar. Das

Netz an Tankstellen zur Aufladung von Elektrofahrzeugen ist in Deutschland sehr schwach ausgebaut. 2012 befanden sich

2.821 öffentlich zugängliche Stromtankstellen in 491 deutschen Städten.508 Weite Fahrten - beispielsweise ins Ausland -

gestalten sich als schwierig. Für den Stadt- und Pendlerverkehr dürfte das zunächst weniger relevant sein, da 95% aller

Autofahrten kürzer als 50 km sind.509 Geplant ist, das Netz an Stromtankstellen in Deutschland bis 2020 auf 150.000 zu

erweitern.510

Problematisch ist bisher auch die Ladedauer. Sie beträgt an 230-V Steckdosen für Elektroautos in Abhängigkeit vom Modell

zwischen drei und 20 Stunden. Einige BEV können auch durch einen 400-V Anschluss geladen werden. Mit einer Ladedauer

von 1,5 bis zwei Stunden ist diese trotzdem unvergleichbar höher als die Dauer eines Tankvorgangs für einen

Verbrennungsmotor. Hinzu kommt, dass die Reichweite einer Ladung nicht über 400 km hinaus geht und meistens sogar

unter 200 km liegt.511

Bei der Darstellung des Marktes für Elektro- und Hybridantriebe stehen vor allem der Elektromotor und die Batterie im

Vordergrund. Zwar existieren verschiedene Mischformen und Kombinationen der Antriebsarten, prinzipiell sind aber vor

allem Elektromotor und Speichertechnik interessant. In Deutschland sind die Hersteller von Elektro- und Hybridautos

deckungsgleich mit den Herstellern konventioneller Pkw. Bei der Anmeldung von Patenten im Bereich Hybrid- und

Elektrofahrzeugtechnologie fallen deutsche Hersteller weit ab. Von den bis 2011 insgesamt 12.310 angemeldeten Patenten im

Bereich Hybrid- und Elektromobilität wurden nur etwa 7,5% von deutschen Automobilherstellern vorgenommen.512 Toyota ist

mit 2.588 angemeldeten Patenten bis 2011 führend. Die deutsche Automobilbranche hat allerdings großes Interesse daran

diesem Trend entgegen zu wirken. Die Höhe der Investition in F&E seitens deutscher Automobilhersteller entspricht entlang

der gesamten Wertschöpfungskette 17 Mrd. Euro. Vor allem in die Entwicklung von Batterien, Antriebssystemen,

Leichtbaumaterialien, Energiemanagement, Fahrzeugen und intelligenten Ladetechnologien wird investiert.513

Zusätzlich hat die Bundesregierung für Forschung und Entwicklung in der Automobilbranche zwischen 2009 und 2011 500

Mio. Euro zur Verfügung gestellt. Begründen lässt sich das enorme Interesse an Elektromobilität mit:514

Klimaschutz und der Verringerung der CO2 Emission

Sicherung der Energieversorgung und einer Verminderung der Abhängigkeit vom Öl

Ausbau des Technologie- und Industriestandortes (Innovationsschub)

Verringerung lokaler Emissionen und Steigerung der Lebensqualität

Förderung des Ausbaus erneuerbarer Energien


Ziel der Bundesregierung ist es, den Standort Deutschland bis 2020 als Leitanbieter und Leitmarkt für Elektromobilität zu

etablieren. Bis 2020 sollen über eine Million und bis 2030 sogar über sechs Mio. Fahrzeuge auf deutschen Straßen fahren, die

primär durch elektrischen Strom angetrieben werden. HEV mit Micro- oder Mildhybrid und Modelle mit Vollhybrid Antrieb

fallen daher aus dem Anforderungsprofil heraus, da sie zwar über eine unterstützende Batterie verfügen, aber hauptsächlich

durch einen Motor angetrieben werden.515

505

Hochschule Reutlingen (2012) 506

REdUSED (2013) 507

Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (2010); Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (2012) 508

BDEW Bundesverband Energie- und Wasserwirtschaft (2012c) 509

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2011c) 510

BDEW Bundesverband Energie- und Wasserwirtschaft (2012d) 511

Elektroauto news (2013) 512

Grünecker-Patentindex (2011) 513

Nationale Plattform Elektromobilität (2012) 514


Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2011c)


136

Abbildung 57: CO2 Emissionen von Pkw (g/km)

Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (2012h)

Die Europäische Union beschloss 2009 Mindeststandards für eine umweltgerechte Gestaltung von Elektromotoren.516 Durch

den Einsatz energieeffizienterer Motoren kann der Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit um 20 bis 30% verbessert

werden. Begründen lässt sich dieser große Unterschied bezüglich der Effizienz in der unterschiedlichen Qualität verwendeter

Materialien, sowie im Fertigungsprozess und in der Lagerung. Der Wirkungsgrad trifft eine Aussage darüber, wie effizient ein

Motor arbeitet beziehungsweise wie groß der Energieverlust innerhalb des Motors ist und wird wie folgt berechnet:517

η (%) =

Für die Bestimmung der Effizienzklasse werden neben dem Wirkungsgrad weitere Informationen benötigt, da der

Wirkungsgrad mit zunehmender Leistungsgröße steigt. Mit Hilfe von Angaben über kW, PS, Anzahl der Pole und Hz kann ein

Elektromotor einer standardisierten Klassifikation zugeteilt werden.518 Seit 2009 gelten von der International Electronical

Commission definierte Wirkungsgrade.519 Es wird zwischen folgenden, weltweit einheitlichen Wirkungsgradklassen

unterschieden:

IE-1 – Standardwirkungsgrad

IE-2 – Hoher Wirkungsgrad

IE-3 – Premium Wirkungsgrad

IE-4 – Super Premium Wirkungsgrad

Seit 2011 dürfen nur noch Elektromotoren auf den Markt gebracht werden, die mindestens in die Kategorie Hoher

Wirkungsgrad fallen. Ab 2015 werden schrittweise weitere restriktive Maßnahmen eingeführt, so dass ab 2017 nur noch

Elektromotoren mit Premium oder Super Premium Wirkungsgrad hergestellt werden dürfen. Damit ergibt sich für

Elektromotorhersteller ein potenzieller Markt mit einem Handelswert von 35 Mrd. US Dollar weltweit.520 Zu großen Teilen

stellen Automobilhersteller ihre Elektromotoren selbst her oder kooperieren dafür mit anderen Herstellern. Auffällig ist, dass

deutsche Automobilhersteller eher vorsichtig bezüglich Kooperationen sind. Einzig BMW arbeitet für Forschung und

Entwicklung sowie Einkauf und Produktion mit dem französischen PSA Konzern, der Peugeot und Citroen vereint, zusammen.

Ein sehr zentrales Problem in Deutschland ist, dass vielen Autofahrern andere Dinge schlicht wichtiger sind als

Kraftstoffverbrauch. Nur 45% der Käufer nennen den Kraftstoffverbrauch als einen ausschlaggebenden Grund für einen Pkw

Kauf. Als unwichtigster Grund wurde ein Elektromotor als Kriterium genannt (1,3%).521 Zwar unterstützt die Bundesregierung

Elektromobilität mit insgesamt einer Mrd. Euro, das Geld fließt allerdings fast ausschließlich in Forschung und Entwicklung.

Für den Verbraucher setzt die Bundesregierung kaum Anreize. Während Käufer von BEV in anderen Ländern mit bis zu 6.700

Euro unterstützt werden, werden Elektroautos in Deutschland lediglich für 10 Jahre von der KFZ Steuer befreit522. Experten

stehen den ehrgeizigen Zielen der Bundesregierung daher kritisch gegenüber.

Aufgrund dieser Umstände wird für Elektroautos eine eher langsame Etablierung am Markt vorhergesagt. Deren Bestand stieg

seit 2009 zwar um 348%, liegt aber mit 7.114 Stück deutlich unter den Hybridautos mit 64.995 Stück, die bis Ende 2012

zugelassen wurden (siehe folgende Abbildung). Hybridautos vertragen sich besser mit den gewohnten Standards. Für sie wird

daher eine schnellere Akzeptanz und Verbreitung prognostiziert. Mit HEV ist der Fahrer weniger von Ladestationen und 516

Verordnung (EG) Nr. 640/2009 517


Asea Brown Boveri (2009) 519

IEC 60034-30 Norm 520

Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (2011a) 521

Allgemeiner Deutscher Automobilclub (2012) 522

Bundesregierung (2011)

0 50 100 150 200

Durchschnitt Neuwagenflotte

Effizienter Diesel

Elektroauto mit Strommix

Elektroauto mit Regenerativstrom

CO2 Emissionen von Pkw (g/km)


137

langen Ladezeiten abhängig. Die Zahl der angemeldeten HEV stieg in der ersten Hälfte 2013 um 35% im Vergleich zum

gleichen Zeitraum im Vorjahr.

Abbildung 58: Bestandsentwicklung von PEV und HEV (2009-2012)

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt (2011), Kraftfahrt-Bundesamt (2012b), Kraftfahrt-Bundesamt (2013b)

Prognosen über die Entwicklung des Bestands an Elektro- und Hybridfahrzeugen gehen weit auseinander. Verschiedene

Institute geben aufgrund unterschiedlicher Ansätze und Motivationen andere Einschätzungen ab.523 Das Bundesministerium

für Wirtschaft und Technologie hat mit einem Referenzszenario eine mittlere Einschätzung über die Entwicklung getroffen. Es

wird erwartet, dass sich der Bestand der Elektrofahrzeuge (BEV) bis zum Jahr 2020 auf 336.000 Stück erhöht. Das von der

Bundesregierung ausgegebene Ziel von einer Million BEV bis 2020 erscheint in Anbetracht dieser Prognosezahlen sehr

unrealistisch. Dies wird auch von Experten unterstützt, die dieses Ziel als viel zu hochgegriffen bewerten. Die nötigen

Rahmenbedingungen, um diese Zahlen zu erreichen, sind nur unzureichend vorangetrieben und wichtige Programme nicht

finanziert worden. Bei den Hybridfahrzeuge soll die Anzahl bis 2020 auf insgesamt 2,1 Mio. Stück steigen und Plug-In-Hybrid

Fahrzeuge auf 580.000 Stück. Der Blick in die weitere Zukunft bis 2050 zeigt, dass die Hybridfahrzeuge auch dann noch der

dominierende Fahrzeugtyp sind und nicht von Elektroautos überholt werden. Insgesamt wird aber allen drei Fahrzeugtypen

eine starke Entwicklung bis 2050 vorausgesagt. In wie weit diese auch realisiert werden kann, hängt von vielen Faktoren

(Politik, gesetzliche Regelungen, steuerliche Bevorzugungen, Einstellung der Käufer etc.) ab. Wichtig ist, dass es an der Zeit ist

in der Forschung und Entwicklung weiter mit Hochdruck an einer entsprechenden Qualität der Antriebe zu arbeiten, so dass

die Erwartungen der Kunden an die deutschen Premiummarken auch erfüllt werden können. Zudem gilt es flächendeckend

Ladestationen zu etablieren, um auch hier den Komfort deutlich zu steigern.524

523

Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (2011b) 524

Expertengespräch

1.588 2.3074.541

7.114

28.862

37.265

47.642

64.995

30.450

39.572

52.183

72.109

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

2009 2010 2011 2012

BEV

HEV

Gesamt


138

Abbildung 59: Prognose Bestandsentwicklung von HEV, PHEV und BEV (in 1.000 Fahrzeugen)

Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (2010b)


Seit 2009 werden Elektroautos vertrieben. Weltweit fahren bereits über 100.000 Fahrzeuge. Insgesamt wurden 2012 in

Deutschland 7.114 Elektrofahrzeuge neu zugelassen525. Die meisten davon sind Firmenfahrzeuge und befinden sich nicht in

Privatbesitz. Im Vergleich zu führenden Industrienationen fällt Deutschland als Automobilstandort mit diesen Zahlen zurück.

In den USA werden jeden Monat ca. 4.000 BEV verkauft. Das am weitesten verbreitete Elektroauto ist der Nissan LEAF.

Dieser wurde seit Produktionsbeginn 2010 weltweit ca. 67.000 Mal verkauft. In Deutschland ist der Opel Ampera bisher das

beliebteste Elektroauto.

Tabelle 26: Zugelassene Elektroautos in Deutschland 2012

HERSTELLER MODELL ZULASSUNGEN 2012

Opel Ampera 828

Citroen C-Zero 454

Nissan Leaf 451

Renault Fluence Z.E. 348

Peugeot iON 263

525

Statistisches Bundesamt (2013f)

2.110

7.587

12.787

17.844

580

2.748

6.015

10.137

336

1.385

3.622

6.598

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

2020 2030 2040 2050

HEV

PHEV

BEV


139

Mitsubishi i-MiEV 96

Chevrolet Volt 25

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt (2013d)

Ein Großteil deutscher Firmen ist in Bezug auf Elektrofahrzeuge zögerlich. Bisher gibt es neben dem Opel Ampera, der

Lithium-Ionen Batterien des koreanischen Herstellers LG Chem bezieht, nur den E-Smart. Für den E-Smart, also den Smart

mit Elektroantrieb, verwendet Mercedes einen Lithium-Ion Akku der Firma Tesla. Aufgrund zu hoher Kosten ist es allerdings

nicht möglich den Akku für den E-Smart zu kaufen sondern nur zu leasen. Die Batterie ist bei jedem Elektrofahrzeug das

Herzstück und der mit Abstand teuerste Teil des Pkw, etwa 10.000 Euro kostet eine Lithium-Ionen Batterie. Die deutschen

Hersteller BMW und VW planen ihre BEV auf der IAA 2013 zu präsentieren. BMW wird den BMWi3 auf den Markt bringen.

Für die Lithium-Ionen Batterien kooperiert BMW mit Samsung und Bosch, die ein Joint Venture gegründet haben. VW plant

den e-Up! auf den Markt zu bringen.

Es ist zusätzlich sinnvoll die Verkaufszahlen von Hybridautos zu betrachten. 2012 wurden insgesamt 21.438 Hybridfahrzeuge

zugelassen. Dazu zählen auch solche Modelle, die hauptsächlich durch einen Verbrennungs- und nur gelegentlich durch den

zusätzlichen Elektromotor angetrieben werden (Microhybrid). Die meisten Hybridfahrzeuge wurden in Baden-Württemberg,

Bayern und Nordrhein-Westfalen, sowie anteilsmäßig an den Gesamtzulassungen, in Berlin zugelassen. Der Konzern Toyota

dominiert den deutschen Hybridautomarkt. Zusammen mit seiner Tochterfirma Lexus ergibt sich ein Marktanteil von 70%. Tabelle 27: Hybridauto Neuzulassungszahlen in Deutschland 2012

HERSTELLER MODELL ZULASSUNGEN 2012

Toyota Yaris Hybrid

Auris Hybrd

Prius, Prius Plus

Gesamt

5.387

3.347

3.732

12.466

Lexus CT 200h

GS, LS, RX

Gesamt

1.411

2.462

3.873

Quelle: Kraftfahrt-Bundesamt (2013e)

Für Mild- und Mikrohybridfahrzeuge kooperieren deutsche Automobilhersteller mit einigen weiteren Herstellern von

Speichersystemen. Ein Großteil der Automobilhersteller setzt auch hier auf Lithium-Ionen Akkus. Der Audi A8 Hybrid verfügt

über eine Sanyo Batterie. BMW bezieht seine Batterien von Bosch-Samsung und Continental. Mercedes-Benz kooperiert mit

EVONIC und Continental. Mercedes verbaut außerdem Nickel-Metalhybrid Batterien, die von dem amerikanischen Hersteller

Cobasys produziert werden, sowie Natrium-Nickelchlorid Batterien, die von MesDEA aus der Schweiz kommen. Für den Mini

werden E-One-Moli Batterien benötigt. Volkswagen kooperiert mit BYD, Sanyo und Toshiba.


Im Technologiebereich eröffnen sich aufgrund struktureller Umstellungen viele neue Unternehmensfelder. Das Potenzial

steckt hier nicht nur im reinen Austausch der herkömmlichen Pkw (Verbrennungsmotor) mit Elektrofahrzeugen, sondern in

der Neugestaltung von Infrastruktur und gewohntem Mobilitätsverhalten.

Elektroautos bieten neben dem herkömmlichen Gebrauch als Fortbewegungsmittel auch die Möglichkeit, sie angeschlossen

ans Stromnetz als Elektrizitätsspeicher zu nutzen. Dadurch soll ein weiterer Kaufanreiz geschaffen werden, indem die Kunden

durch die Bereitstellung des Speichervolumens Geld verdienen können. Wie bereits in der Studie angesprochen, sind diese

Speicherkapazitäten nötig, um die Stabilität des Stromnetzes in Zeiten der Energiewende sicherzustellen und den Strom zu den

benötigten Zeiten auch zur Verfügung zu haben.

Um die Erwartungen der Autofahrer möglichst gut zu erfüllen, ist auch eine Neugestaltung der Infrastruktur essenziell. Die

Problematik der langen Ladezeiten wird versucht auf verschiedene Art und Weise zu beheben. Es wird beispielsweise

diskutiert, Magnetfelder an Ampeln zu implementieren, so dass Batterien beim Warten automatisch aufgeladen werden.526

Hier lohnt auch ein Blick in das Nachbarland Frankreich. Hier werden Bürogebäude nur dann genehmigt, wenn ausreichende

526

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (2013b)


140

Ladesäulen für Elektrofahrzeuge vorgesehen sind. Die große Herausforderung, die für einen Marktdurchbruch gelöst werden

muss, besteht darin, die Infrastruktur parallel zu der Verbreitung von BEV aufzubauen. Elektrofahrzeuge werden nur dann

erworben, wenn solide Lademöglichkeiten vorhanden sind. Elektrotankstellen werden aber erst dann flächendeckend gebaut,

wenn dafür auch eine Notwendigkeit besteht. Es wird versucht diesen Kreislauf zu überwinden um Elektrofahrzeuge am Markt

durchzusetzen. Alles in allem ist es schwer abzuschätzen wie schnell und intensiv Elektromobilität sich in Deutschland

etablieren wird.

Ein entscheidender Grund, weshalb Elektromobilität sich bisher nicht wie gewünscht durchsetzt, ist die mangelnde

Befriedigung der Erwartungen der Autofahrer in Deutschland. Ein Großteil der Deutschen ist daran gewöhnt, das Auto

jederzeit nutzen zu können und immer verfügbar zu haben. Im Vergleich zu herkömmlichen Pkw bringen BEV ein größeres

Maß an Involvierung mit sich. Bisher sehen viele Deutsche die Notwenigkeit dessen nicht und sind daher nicht gewillt auf die

gewohnten Standards zu verzichten. Zudem stellt das Auto in Deutschland ein Prestigeobjekt dar und entsprechend hoch sind

die Qualitätsansprüche der Kunden. Der Preis spielt gerade in der gehobenen Automobilklasse eine eher untergeordnete Rolle.

Das Auto soll den Status seines Fahrers widerspiegeln. Dies führt auch dazu, dass es Konzepte wie Carsharing (das Nutzen

eines Pkw durch mehrere Personen) aktuell noch schwer haben, sich entscheidend durchzusetzen. Experten rechnen allerdings

damit, dass sich die Einstellung der Nachfrager zu Elektroautos ändert, wenn die deutschen Hersteller Fahrzeuge mit

bewährter Qualität und Fahrleistung auf den Markt bringen. Hier ist aktuell viel in Forschung und Entwicklung investiert

worden, um marktreife Produkte zu gewährleisten. Der Automobilhersteller Audi hat beispielsweise rund 2.000 Ingenieure zur

Entwicklung von Fahrzeugen mit Elektroantrieb eingestellt.527 Von Seiten des Herstellers BMW wird vor allem mit der

Präsentation des BMWi3 ein deutlicher Sprung erwartet. Da die deutschen Hersteller am Markt der herkömmlichen Pkw für

zuverlässige und hochwertige Fahrzeuge bekannt und geachtet sind, ist auch davon auszugehen, dass sie dieses Image auch auf

die Elektrofahrzeuge übertragen können.528

527


Expertengespräch


141

11. Fazit / Empfehlung

Deutschland hat mit der Energiewende einen konsequenten Weg eingeschlagen und nimmt hierbei in vielen Bereichen eine

Vorreiterrolle ein. Der verantwortungsvolle und nachhaltige Umgang mit Ressourcen ist dabei nicht nur in der Bevölkerung

angekommen, sondern auch die Industrie hat die Chancen in diesem Bereich erkannt und aufgegriffen. Deutsche

Unternehmen sind technologisch in vielen Bereichen führend und investieren kräftig in Cleantech. Auch die Wissenschaft ist

dank staatlicher Programme führend auf diesem Gebiet.

Die einzelnen Segmente von Cleantech unterscheiden sich allerdings zum Teil deutlich. Nach Branchenexperten wird auch

weiterhin das Segment Energie der wichtigste Technologiebereich von Cleantech bleiben. Dabei wird in Deutschland allerdings

zunehmend eine Diskrepanz zwischen dem Ausbau der Energieproduktion und der Anpassung des Energienetzes auf die

neuen Anforderungen sowie auf den gestiegenen Bedarf an Speichertechnologie ersichtlich. Prominente Beispiele in diesem

Zusammenhang sind die ausstehende Anbindung der Offshore-Windkraftanlagen an das Stromnetz, fehlende Nord-Süd

Verbindungen von Solar- und Windparks sowie eine wechselnde Über- bzw. Unterproduktion von Strom. So stellt gerade der

Netzausbau eine der entscheidenden Stellschrauben dar, ob die Energiewende im angestrebten Zeitraum gelingt oder nicht.

Interessant wird im Energiebereich auch die zukünftige Entwicklung der Photovoltaik sein. Diese war bisher geprägt von vielen

anhaltenden Boom-Jahren durch eine hohe staatliche Förderung. Nach der Novellierung des EEG und den damit verbundenen

sinkenden Einspeisevergütungen wird sich zeigen, ob und bis wann diese Branche auf eigenen Beinen stehen kann und wie sie

mit der steigenden Konkurrenz aus China umgehen wird.

Zukünftig wird der Schwerpunkt der Energiewende in andere Bereiche verlagert. Insbesondere Speichertechnologie,

intelligente Energiesysteme und Energieeffizienz sind in diesem Zusammenhang interessante Zukunftsfelder. Nach dem

ambitionierten Atomausstieg und der starken Förderung der erneuerbaren Energien zur Stromproduktion, gilt es diese

Themen zu bearbeiten. Gerade bei den Speichertechniken besteht noch großer Aufholbedarf. Hier werden aktuell viele

Fördermittel zur Verfügung gestellt, um zukunftsfähige Lösungen zu entwickeln.

Auch andere Anwendungsfelder rücken durch technologische Fortschritte weiter in den Vordergrund. Ein vielversprechender

Markt öffnet sich derzeit im Bereich E-Fahrzeuge. Deutschland scheint zwar im Vergleich zu anderen Nationen momentan im

Bereich der Elektro-Automobile und zugehörigen Infrastruktur ins Hintertreffen geraten zu sein, doch täuscht dieser Eindruck

nach Ansicht von Experten. Die scheinbare Tatenlosigkeit der Regierung und der Unternehmen wird eher als überlegte

Vorbereitung auf eine flächendeckende Markteinführung einer uneingeschränkt marktreifen Fahrzeugtechnologie verstanden.

Dennoch wird das verkündete Ziel der Bundesregierung von 1 Mio. Elektroautos bis zum Jahr 2020 höchstwahrscheinlich

nicht erreicht.

Noch ist die Entwicklung auf vielen der beschriebenen Märkte allerdings stark vom politischen Willen und den

entsprechenden Förderprogrammen abhängig. Hier hat die deutsche Politik zwar sinnvolle Maßnahmen ergriffen und so

entsprechende Rahmenbedingungen geschaffen, doch je stärker sich die Cleantech-Unternehmen auf dem Markt durchsetzen

und ausgereifte Produkte anbieten, desto attraktiver wird dieser auch für wichtige Investoren werden. Dies gilt vor allem, wenn

die Wettbewerbsfähigkeit der Cleantech-Unternehmen und Produkte aufgrund steigender Energiepreise ohne staatliche

Förderungen erreicht wird. Insgesamt bietet der deutsche Markt hierfür sehr gute Rahmenbedingungen und wird auch in

Zukunft weltweit einer der bedeutendsten Cleantech-Märkte bleiben.


142

12. Anhang

12.1. QUELLENVERZEICHNIS

3sat (2010): Fernsehdokumentation Das Stromnetz von Morgen.

50Hertz Transmission GmbH; Amprion GmbH; TenneT TSO GmbH; TransnetBW GmbH (2013): Neue Netze

für neue Energien.

ag-energiebilanzen (2013): Bruttostromerzeugung in Deutschland von 1990 bis 2012 nach Energieträgern [auf www.ag-

energiebilanzen.de].

Agentur für Erneuerbare Energien (2009): Renewable energy policy action paving 2020 [auf www.bee-ev.de].

Agentur für Erneuerbare Energien (2012a): Akzeptanz und Bürgerbeteiligung für Erneuerbare Energien.

Agentur für Erneuerbare Energien (2012b): Strom aus Wasserkraft in Deutschland bis 2020 [auf www.unendlich-viel-

energie.de].

Agentur für Erneuerbare Energien (2012c): Branchenprognose 2020 - Ausbau der deutschen Geothermie [auf

www.erneuerbare-energien.de].

Agentur für Erneuerbare Energien (2012d): Renews Spezial Ausgabe 57 / Februar 2012.

Agentur für Erneuerbare Energien (2013): Bundesländer in der Übersicht [auf www.foederal-erneuerbar.de].

Airbus Environment (2012): Sustainable Aviation - Environmental Innovations.

Alfa Laval (2003): Membranfiltration.

Allgemeiner Deutscher Automobilclub (2012): Gründe für Pkw-Kauf 2011.

Allianz Global Investors (2012): Erneuerbare Energien – Investieren gegen den Klimawandel.

AMA Fachverband für Sensorik e.V. (2013): Pressemitteilung „Sensorik und Messtechnik: Branche bleibt stabil und

optimistisch“.

Amtsblatt der Europäischen Union (2004): Richtlinie 2004/26/EG des Europäischen Parlamentes und des Rates.

Amtsblatt der Europäischen Union (2008): Richtlinie 2008/50/EG des europäischen Parlaments und des Rates über

Luftqualität und saubere Luft für Europa.

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158

12.2. EXPERTENVERZEICHNIS

Mit folgenden Experten wurden tiefergehende Interviews geführt:

Anonym

Business Development & Sales Planing

Führendes Technologieunternehmen

Martino Cevales

Business Development Manager

Monier GmbH

Björn Krupezki

Project Manager

Freelancer

Andreas Neumeier

Geschäftsführer

Unternehmens- und Energieberatung

Florian Philippi

Geschäftsführer

Fath Solar GmbH

Jörg Scheyhing

Geschäftsführer

Energie Consulting GmbH

Switzerland Global Enterprise

Stampfenbachstrasse 85

CH-8006 Zürich

T +41 44 365 51 51


Corso Elvezia 16 – CP 5399

CH-6901 Lugano

T +41 91 911 51 35


Avenue d’Ouchy 47 – CP 315

CH-1001 Lausanne

T +41 21 613 35 70

www.s-ge.com

ExportHelp www.s-ge.com/exporthelp

[email protected]

T 0844 811 812

Documents

Bbk s ge cleantech in deutschland 130919