Windkraft und Solarenergie gibt es mehr als reichlich, um unseren Energiebedarf vollständig daraus zu decken.
Eine Windkraftanlage erzeugt auf einem Hektar Rotorfläche jährlich ca. 10 Millionen Kilowattstunden Strom. Aufgrund der erforderlichen Abstände zwischen den Windkraftanlagen verringert sich dieser Wert in der Praxis auf etwa 1 Million Kilowattstunden pro Hektar.
Eine Solarstromanlage erzeugt pro Quadratmeter jährlich rund 100 Kilowattstunden Strom, also ebenfalls eine Million Kilowattstunden pro Hektar. Allerdings nur, sofern man – anders als bei der Windenergie – diese Fläche weitgehend überbaut.
Interessanterweise liegt die mittlere Stromgewinnung aus Braunkohle pro Hektar ebenfalls bei etwa 1 Million Kilowattstunden pro Hektar Nutzfläche – mit dem wesentlichen Unterschied, dass Braunkohle nur einmal gewonnen werden kann.
Da der Primärenergiebedarf auf unter ein Drittel des heutigen Werte verringert werden kann, müssen pro Hektar Landesfläche im Mittel noch 0,04 GWh Energie gewonnen werden. Mit Windkraft und Photovoltaik, welche pro Hektar Nutzfläche ca. 0,5 – 1 GWh erzeugen, ergibt sich damit ein Flächenbedarf von je 4-8% der Landesfläche für die gesamte Energieversorgung, je etwa hälftig für Wind und Photovoltaik. Dies ist machbar, denn die Siedlungs- und Verkehrsflächen in Deutschland liegen bei 14% der Landesfläche und der Anteil landwirtschaftlicher Flächen beträgt 52%.
Um die ca. 1.200 TWh Energiebedarf aus Windkraft und PV zu erzeugen sind z.B. 200 GW Windkraft mit im Mittel 3000 Vollaststunden (Vlh) und 600 GW PV mit 1000 Vlh erforderlich, welchen dann je 600 TWh erzeugen.
Daraus ergibt sich bis 2045 (100% erneuerbar) ein Zubaubedarf von jeweils ca. 8 GW Wind und 22 GW PV jährlich.
Natürlich kann das Verhältnis zwischen Wind und PV auch anders ausfallen, denn dies hängt stark davon ab, welche Flächen wo genutzt werden können und wir die Energie zwischengespeichert wird. Aber eines ist klar: der Zubau ein erneuerbarer Erzeugung muss schnell beschleunigt und vervielfacht werden.
Eine Energieversorgung mit Bioenergien dagegen ist unmöglich, dafür reichte die gesamte Landesfläche bei weitem nicht aus. Der Anteil von Bioenergien kann 5% nicht übersteigen.
Weltweit sieht es so aus:
Wir benötigen ungefähr 15.000 kWh jährlich Strom für jeden Menschen, um den gesamten Energiebedarf (Strom, Wärme, industrielle Prozesse, Transport) zu decken. Das ist etwa ein Drittel des Energieverbrauches eines Menschen in Deutschland, aber es ist aufgrund der sehr hohen Effizienz eines erneuerbaren Energiesystems ausreichend.
Bei 8 Milliarden Menschen entspricht dies 120.000 TWh an Strombedarfs weltweit. Das ist Rund das Fünffache des heutigen globalen Strombedarfs, wobei dieser Anstieg sich aufgrund der Einbeziehung aller Menschen und und insbesondere aufgrund der Sektorkopplung ergibt.
Wenn die Hälfte davon aus Wind und die andere Hälfte aus Solar-PV stammt, benötigen wir weltweit eine installierte Kapazität von 20 TW Wind und 40 TW Solar-PV im stationären Zustand (20 TW Wind x 3000 h und 40 TW PV x 1500 h).
Heute sind 0,65 TW Wind und 0,6 TW Solar installiert. Im eingeschwungenen Zustand mit einer angenommenen Lebensdauer von 20 Jahren für Wind und 40 Jahren für Solar-PV müssen jedes Jahr 1 TW installiert werden, um die installierte Kapazität konstant zu halten. Bei längerer Lebensdauer ergäbe sich etwas weniger, was als Reserve betrachtet werden kann.
Heute werden jährlich 0,05 TW Wind und 0,1 TW Solar-PV errichtet. Das bedeutet, der Zubau muss um Faktor 10 – 20 schneller erfolgen.