Erneuerbarer Strom
Photovoltaik
Gesamtbestand und Ziele
Für die Photovoltaik hat sich die Bundesregierung im Rahmen des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes (EEG) ein Ausbauziel von 215 GW bis zum Jahr 2030 gesetzt. Danach soll die PV-Leistung weiter kontinuierlich wachsen, auf 400 GW im Jahr 2040 (folgende Abbildung, oberer Teil). Ende November 2021 betrug die in Deutschland installierte Leistung nach Angaben der AGEE-Stat knapp 60 GW. Zur Erreichung des Ziels müssen vom Ampel-Start bis zum Ende des Jahres 2030 somit im Durchschnitt rund 1,4 GW pro Monat netto zugebaut werden, also unter Berücksichtigung des Abgangs von Altanlagen. Dieser Ausbau soll jedoch nicht linear erfolgen, sondern im Zeitverlauf ansteigen (Abbildung, unterer Teil). Dies ergibt sich aus im EEG formulierten Zwischenzielen sowie der Photovoltaik-Strategie) der Bundesregierung. Im Jahr 2023 sollen 9 GW dazu kommen, in den Jahren 2024 und 2025 sind es 13 bzw. 18 GW. Von 2026 an sollen dann 22 GW pro Jahr zugebaut werden. In den letzten Jahren war das Ausbautempo deutlich geringer, zuletzt hat es aber angezogen und lag sogar leicht über dem Zielpfad. Eine Fortführung des aktuellen Zwölfmonatstrends würde das Ziel jedoch jedoch deutlich verfehlen. Zur Erreichung des 215-GW-Ziels im Jahr 2030 muss der Ausbau ungefähr doppelt so schnell erfolgen wie im Trend der letzten zwölf Monate.
Zum Vergleich können in der Abbildung auch Szenarien des Ariadne-Projekts eingeblendet werden. Das PV-Ziel der Koalition für das Jahr 2030 liegt am oberen Ende des von den Ariadne-Szenarien aufgespannten Korridors (hier ohne das Modell TIMES). Das Ariadne-Leitmodell für den Ausbau erneuerbarer Energien, REMIND, liegt im Technologiemix-Szenario 2030 praktisch auf dem Ziel der der Koalition. Nach 2030 steigt die PV-Leistung in den Ariadne-Szenarien weiter an. Die von der Bundesregierung langfristig angestrebten 400 GW werden allerdings nur in manchem Szenarien und auch erst nach dem Jahr 2040 erreicht.
Netto-Zubau
... nach Anlagentyp
Laut der im Mai 2023 veröffentlichten Photovoltaik-Strategie soll ab dem Jahr 2026 der weitere PV-Ausbau ungefähr je zur Hälfte auf Freiflächenanlagen und Anlagen auf Gebäuden entfallen. Die folgende Abbildung zeigt, analog zum oben gezeigten Gesamtbestand, den monatlichen Netto-Zubau nach Anlagentyp seit dem Jahr 2017. Datengrundlage hierfür ist das Marktstammdatenregister (MaStR). Neben dem grundsätzlich ansteigenden Trend zeigt die Abbildung, dass der Ausbau in fast allen Monaten stark vom Segment der "Baulichen Anlagen" getragen wurde, was überwiegend Aufdach-Anlagen sind. Die Abbildung zeigt zudem, dass das Segment der kleinen Balkon-PV-Anlagen ("Steckerfertige Erzeugungsanlagen") zuletzt stark gewachsen ist, allerdings von einem sehr niedrigen Niveau aus (Doppelklick auf entsprechenden Legenden-Eintrag). Zu beachten ist dabei, dass nur ein Teil der Balkon-Anlagen korrekt im Marktstammdatenregister erfasst wird. Befragungsergebnissen der HTW Berlin zufolge wurden 2022 nur rund ein Drittel der Anlagen vollständig und korrekt im MaStR angemeldet.
Die folgende Abbildung zeigt ergänzend die relativen Anteile des Zubaus verschiedener PV-Anlagentypen in jährlicher Auflösung seit dem Jahr 2000. Demnach wurde bisher noch in keinem Jahr ein Anteil von 50 Prozent Freiflächenanlagen am Netto-Zubau erreicht, wie es ab 2026 angestrebt wird. In den letzten Jahren lag der Anteil von Freiflächenanlagen, mit einigen Schwankungen, im Bereich von ungefähr einem Drittel.
... nach Anlagengröße
Der Zubau lässt sich auch nach Anlagengrößen unterscheiden (Auswahl einzelner Größenklassen durch Klick auf die Legende). Bei den baulichen PV-Anlagen machten zuletzt kleine Anlagen bis 30 kW meist den Großteil der monatlichen Netto-Zubauten aus. Diese Anlagen dürften überwiegend auf Dächern privater Haushalte installiert worden sein. Das Segment der vermutlich gewerblichen Gebäude-PV-Anlagen über 1000 kW ist deutlich kleiner, es ist zuletzt aber ebenfalls gewachsen. Bei den Freiflächenanlagen dominieren klar Anlagen, die größer als 1000 kW (1 MW) sind.
... Förderungsart
Alternativ kann der PV-Ausbau nach Förderungsart differenziert werden. Diese Daten stellt die Bundesnetzagentur bereit. Die Abbildung zeigt, dass der Netto-Zubau der letzten zwölf Monate zu einem großen Teil von Anlagen in der gesetzlichen EEG-Förderung getragen wurde, d.h. von Anlagen mit einer Einspeisevergütung. Dabei handelt es sich weitgehend um kleine Aufdachanlagen. Dagegen war der Beitrag der über Ausschreibungen zugebauten Anlagen - dies sind überwiegend Freiflächenanlagen, die eine gleitende Marktprämie erhalten - nicht einmal halb so groß. Das Segment der ungeförderten Anlagen (über 750 kW) ist noch vergleichsweise klein. Hierbei handelt es sich z.B. um Anlagen, die über Power Purchase Agreements vermarktet werden oder dem reinen Eigenverbrauch in Gewerbe oder Industrie dienen. Es kann sich aber auch um teilweise noch ungeprüfte Marktstammdatenregister-Einträge seitens der Bundesnetzagentur handeln. Mieterstrom-Anlagen bleiben bisher eine vernachlässigbar keine Nische.
Auf Bundesländerebene
... Bestand und Potenzialnutzung
Ergänzend zeigt folgende Abbildung den bisher installierten Gesamtbestand von PV-Anlagen nach Bundesländern. Der linke Teil zeigt, dass insgesamt in Bayern am meisten PV-Leistung installiert ist, mit einem Freiflächenanteil von rund einem Drittel. Mit deutlichem Abstand folgen Baden-Württemberg, Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen und Brandenburg. Von diesen Ländern hat nur Brandenburg einen größeren Anteil an Freiflächenanlagen. Sehr gering ist die installierte PV-Leistung in den Stadtstaaten.
Allerdings unterscheiden sich auch die Potenziale der Bundesländer zur Nutzung der Solarenergie aufgrund von Größen-, Landschafts- und Strukturunterschieden deutlich. Der rechte Teil der Abbildung setzt daher die installierte Leistung ins Verhältnis zu den länderspezifischen Potenzialen, wie sie im Ariadne-Projekt zuletzt ermittelt wurden. Bei Photovoltaik an baulichen Anlagen unterscheidet sich die Potenzialnutzung zwischen den meisten Ländern nicht sehr stark. Das heißt, der absolut betrachtet hohe Ausbaugrad der Gebäude-PV in Bayern geht auch auf besonders hohe Potenziale in diesem Bundesland zurück, die allerdings auch relativ gut genutzt werden. Auch Länder, die in Hinblick auf die absolut installierte Leistung bei der Gebäude-PV eher im unteren Mittelfeld liegen, nutzen ihre Potenziale relativ betrachtet teils ähnlich gut wie Länder, die insgesamt deutlich mehr Gebäude-PV installiert haben. Die Stadtstaaten bilden auch bei der Potenzialausnutzung die Schlusslichter, was unter anderem durch Koordinationsprobleme von Aufdachanlagen in Mehrfamilienhäusern erklärt werden kann. Bei der Potenzialausnutzung der Freiflächenanlagen gibt es größere Unterschiede zwischen den Bundesländern. Besonders gut schneiden hier das Saarland, Brandenburg und Bayern ab; Flächenländer wie Baden-Württemberg, Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen haben ihre Freiflächenpotenziale dagegen bisher kaum genutzt.
... Gesamtbestand und Trend, normiert mit Potenzialen
Die folgenden Karten zeigen den mit den jeweiligen Länder-Potenzialen normierten Gesamtbestand an Photovoltaik (Summe von Freiflächen und Gebäuden, links) sowie den ebenfalls auf Potenziale bezogenen Ausbautrend der letzten zwölf Monate (bis Ende des vergangenen Monats). Dabei fällt auf, dass die Länder, die ihr Ausbaupotenzial insgesamt schon am meisten ausgenutzt haben, auch aktuell die höchste Zubaudynamik aufweisen. Vorne liegen in beiden Bereichen das Saarland und Bayern. Dagegen haben die Länder, die derzeit die geringste Potenzial-normierte Ausbaugeschwindigkeit aufweisen, Thüringen und Sachsen-Anhalt, auch insgesamt ihre Potenziale vergleichsweise wenige erschlossen. Die Stadtstaaten Hamburg und Berlin haben ihre Potenziale bisher vergleichsweise wenig genutzt, bei der Ausbaudynamik schneiden sie allerdings etwas besser ab. Die Daten für Bremen sind nur unter Vorbehalt vergleichbar, da die ausgewiesenen Potenziale selbst im Vergleich zum bisher sehr geringen absoluten Bestand sehr niedrig erscheinen.
Windkraft an Land
Gesamtbestand und Ziele
Für die Windkraft an Land hat sich die Bundesregierung im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ein Ziel von 115 GW installierter Leistung im Jahr 2030 gesetzt. Danach strebt sie einen weiteren Ausbau auf 160 GW im Jahr 2040 an (folgende Abbildung, oberer Teil). Beim Ampel-Start im November 2021 betrug die in Deutschland installierte Leistung nach Angaben der AGEE-Stat knapp 56 GW. Zur Zielerreichung müssen also bis Ende 2030 im Durchschnitt gut 0,5 GW pro Monat netto zugebaut werden, d.h. unter Berücksichtigung des Abgangs von Altanlagen. Dieser Ausbau soll jedoch nicht linear erfolgen, sondern im Zeitverlauf ansteigen (Abbildung, unterer Teil). Für die Jahre 2023 und 2024 lassen sich Netto-Ausbauziele von rund 4 bzw. 6,5 GW ableiten; danach sollen bis 2028 7,5 GW pro Jahr zugebaut werden, ab 2031 sogar 8,4 GW pro Jahr. In den letzten Jahren war das Ausbautempo deutlich geringer, und der Zielpfad wird derzeit deutlich verfehlt. Zur Erreichung des 115-GW-Ziels im Jahr 2030 muss der Ausbau ungefähr drei mal so schnell erfolgen wie im Trend der letzten zwölf Monate.
Zum Vergleich können in der Abbildung auch Szenarien des Ariadne-Projekts eingeblendet werden. Die Ziele der Koalition für den Ausbau der Windkraft an Land liegen ungefähr in der Mitte des von allen Ariadne-Szenarien aufgespannten Korridors, der breiter ist als der Zielkorridor bei der Photovoltaik. Das Ariadne-Leitmodell für den Ausbau erneuerbarer Energien, REMIND, liegt im Technologiemix-Szenario dauerhaft etwas über dem Ziel der Koalition.
Größe der Anlagen
Die in Deutschland neu installierten Windkraftanlagen wurden im Lauf der letzten Jahre immer größer und leistungsstärker. Die Nabenhöhe und der Rotordurchmesser neuer Anlagen haben sich seit dem Jahr 2000 mehr als verdoppelt (vgl. folgende Abbildung, 12-monatige gleitende Durchschnitte). Die elektrische Leistung hat sich sogar fast verfünffacht: Anfang des Jahres 2000 hatten neu installierte Windkraftanlagen eine durchschnittliche Leistung von unter einem Megawatt. Aktuell liegt der Wert im Durchschnitt bei über vier Megawatt pro Anlage.
Dieses Größenwachstum der neu installierten Anlagen spiegelt sich auch im Bestand wider (linke Abbildung). Bis Ende 2016 dominierten Windkraftanlagen mit einer Leistung unter 2 Megawatt. Heute machen Anlagen mit einer Leistung von 3 MW oder mehr bereits ein gutes Drittel des Gesamtbestandes aus. Große Anlagen mit Leistungen über 4 MW haben bisher nur einen relativ kleinen Anteil am Gesamtbestand; sie dominieren aber bereits die monatlichen Neuinstallationen (rechte Abbildung). Zurückgebaut werden bisher fast ausschließlich Anlagen mit einer Leistung unter 2 MW.
Verteilung über Bundesländer
Die Anteile der einzelnen Bundesländer an der insgesamt installierten Windkraftleistung in Deutschland haben sich in den letzten 20 Jahren nicht stark verändert. Am meisten Windkraft ist bisher in Niedersachsen installiert, mit einigem Abstand folgen Brandenburg, Schleswig-Holstein, Nordrhein-Westfalen und Sachsen-Anhalt. In diesen fünf Bundesländern sind derzeit ungefähr zwei Drittel der gesamten Windkraftleistung Deutschlands installiert. Große Flächenländern wie Bayern oder Baden-Württemberg tragen bisher erst wenig zur Nutzung der Windkraft in Detuschland bei. Dieses Bild ändert sich auch nicht, wenn man auf den Ausbau am aktuellen Rand blickt. Im Gegenteil: am Zubau der letzten zwölf Monate haben die genannten "Top-5-Bundesländer" sogar einen noch größeren Anteil als am Gesamtbestand. Mit Abstand am stärksten war der Zubau zuletzt im vergleichsweise kleinen Land Schleswig-Holstein.
Die unterschiedliche Verteilung der installierten Leistung über die Bundesländer hängt nicht nur damit zusammen, das die Länder unterschiedlich große Potenziale für die Windkraftnutzung haben, sondern auch damit, dass sie diese Potenziale unterschiedlich gut ausnutzen. Die folgenden Abbildung zeigt die derzeit installierte Leistung in den Ländern im Vergleich zum langfristig möglichen und nötigen Ausbau in einem Zielszenarios des Ariadne-Projekts, das die Länder-spezifischen Potenziale berücksichtigt. Abgesehen vom Stadtstaat Bremen, der sein insgesamt sehr kleines Potenzial bereits vollständig ausschöpft, nutzen die oben genannten "Top-5-Länder" ihre Potenziale auch schon besonders gut aus. Allen voran geht Schleswig-Holstein, das bereits zwei Drittel der im Ariadne-Zielszenario vorgesehenen Leistung realisiert hat. Besonders weit hinter den Potenzial-orientierten Ausbauzielen zurück hängen dagegen Bayern, Sachsen und Baden-Württemberg.
Ziele für Flächen
Für die Nutzung der Windenergie an Land sollen dem Koalitionsvertrag zufolge "zwei Prozent der Landesflächen ausgewiesen werden", wobei kein Zieljahr genannt wird. Bundesweit waren dem Bericht des Bund-Länder-Kooperationsausschusses zufolge zum 31.12.2020 0,70 Prozent der Fläche rechtswirksam für Windenergie an Land ausgewiesen (unterer Korridor ohne Doppelzählungen, Flächenfestlegungen entweder ausschließlich auf Ebene der Raumordnung oder auf Bauleitplanebene). Im Jahr 2021 stieg dieser Wert auf 0,81 Prozent, im Jahr 2022 hat er sich dagegen dem jüngsten Bericht zufolge nicht weiter erhöht. Im Gesetz zur Erhöhung und Beschleunigung des Ausbaus von Windenergieanlagen an Land ist festgelegt, dass Ende des Jahres 2027 im Mittel aller Bundesländer ein Anteil von 1,4 Prozent erreicht werden soll, Ende 2032 dann zwei Prozent. Um dieses Ziel zu erreichen, muss der heutige Anteil somit mehr als verdoppelt werden. Dabei gelten für die einzelnen Bundesländer spezifische Zielvorgaben. Die drei Stadtstaaaten müssen bis 2032 nur 0,5 Prozent ihrer Landesfläche für die Nutzung der Windkraft ausweisen; bei den südlichen Flächenländer Bayern und Baden-Württemberg sind es je 1,8 Prozent, in einigen mitteldeutschen Ländern wie Hessen, Thüringen und Sachsen-Anhalt sind es 2,2 Prozent.
Windkraft auf See
Für die Windkraft auf See strebt die Koalition im Rahmen des Windenergie-auf-See-Gesetzes eine Leistung von mindestens 30 GW im Jahr 2030 an. Im Monat November 2021 betrug die in deutschen Gewässern installierte Leistung nach Angaben der AGEE-Stat 7,8 GW. Um das Ausbauziel zu erreichen, müssen bis 2030 im Durchschnitt ca. 0,2 GW pro Monat (netto) zugebaut werden. Danach soll die installierte Leistung weiter stark wachsen, auf mindestens 40 GW im Jahr 2035 und 70 GW im Jahr 2045. Aufgrund der Größe einzelner Projekte bzw. ihrer Netzanschlüsse ist der Zielpfad weniger gleichmäßig als bei der Windkraft an Land. Aus dem Offshore-Flächenentwicklungsplan 2023 lassen sich für die Jahre 2026-2032 verschiedene Ausbaustufen ableiten; wo das nicht möglich war, wurde in der Abbildung linear interpoliert.
Zum Vergleich können in der Abbildung auch Szenarien des Ariadne-Projekts eingeblendet werden. Das Ziel der Koalition für den Ausbau der Windkraft auf See im Jahr 2030 liegt über dem von allen Ariadne-Szenarien aufgespannten Korridor. Das Ariadne-Leitmodell für den Ausbau erneuerbarer Energien, REMIND, liegt im Technologiemix-Szenario 2030 nur gut halb so hoch wie das Ziel der der Koalition. Der Ausbau der Windenergie auf See nimmt in den Ariadne-Szenarien erst nach 2025 Fahrt auf. Bis 2045 steigt die auf See installierte Windkraftleistung dann sehr unterschiedlich an, im Extremfall auf bis zu 80 GW im Jahr 2045. Die Ziele der Bundesregierung liegen durchgängig im oberen Bereich des Ariadne-Szenarienkorridors.
Anteile im Stromsektor
Die Regierungskoalition strebt an, den Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostrombedarf (bzw. Bruttostromverbrauch, BSV) bis zum Jahr 2030 auf 80 Prozent zu steigern. Statistische Daten zu diesem Indikator werden von der AGEE-Stat grundsätzlich jährlich bereit gestellt, z.B. hier. Im Jahr 2020 betrug der Anteil 45,3 Prozent, im Jahr 2021 waren es nur noch 41,0 Prozent. Dieser Rückgang dürfte weitgehend durch den im Jahr 2020 pandemiebedingt deutlich niedrigeren Stromverbrauch und durch ein relativ schlechtes Windjahr 2021 bedingt sein. Seitdem stieg der Anteil wieder. Zur Erreichung des 2030-Ziels muss der Anteil ab 2021 im Durchschnitt um über vier Prozentpunkte pro Jahr wachsen. Nach der Vollendung des Kohleausstiegs wird laut Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) eine treibhausgasneutrale Stromerzeugung angestrebt, was wir in der Abbildung mit einem Anteil erneuerbarer Energien von 95 Prozent ab dem Jahr 2035 illustrieren.
Ergänzend können in der Abbildung auch die Anteile erneuerbarer Energien an der Nettostromerzeugung (NSE) dargestellt werden (durch Klick auf den entsprechenden Eintrag in der Legende). Sie werden im Rahmen der energy-charts des Fraunhofer ISE regelmäßig aktualisiert und liegen somit sehr viel früher vor als der im Koalitionsvertrag genannte Indikator. Die Abbildung zeigt die vorläufigen Daten, die zum Zeitpunkt der letzten Aktualisierung dieser Webseite verfügbar waren, d.h. im Lauf des Jahres kann sich der Anteil aufgrund saisonaler Effekte noch deutlich verändern (*). Die Anteile erneuerbarer Energien an der NSE und am BSV unterscheiden sich unter anderem deshalb, da der Nenner im ersten Fall aufgrund des Kraftwerkseigenverbrauchs geringer ist.
Zum Vergleich können in der Abbildung auch Szenarien des Ariadne-Projekts eingeblendet werden. Das Ziel der Koalition für den Anteil der erneuerbaren Energien im Jahr 2030 liegt in dem von allen Ariadne-Szenarien aufgespannten Korridor. Das Ariadne-Leitmodell für den Ausbau erneuerbarer Energien, REMIND, liegt im Technologiemix-Szenario 2030 mit 87 Prozent sogar über dem Ziel der Koalition von 80 Prozent. Nach 2030 steigt der Anteil in den meisten Ariadne-Szenarien auf über 90 Prozent an.