Sonnenenergie
Photovoltaik erzeugt Strom; Solarthermie liefert Wärme.
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Übersicht
Als erneuerbar gelten Energiequellen, deren natürliche Grundlage sich fortlaufend erneuert oder über sehr lange Zeiträume verfügbar bleibt. Sonnenstrahlung treibt nicht nur Photovoltaik und Solarthermie an, sondern indirekt auch Wind, Wasserkreislauf und das Wachstum von Pflanzen. Geothermie nutzt dagegen Wärme aus dem Erdinneren.
Der Begriff regenerative Energien wird meist gleichbedeutend verwendet. Alternative Energien ist weniger präzise: Damit können auch Technologien gemeint sein, die lediglich eine Alternative zu den bisher vorherrschenden Energieträgern darstellen.
Erneuerbare Energien sind nicht dasselbe wie Energieträger oder Speicher. Wasserstoff beispielsweise ist keine ursprüngliche Energiequelle, sondern ein Energieträger. Nur wenn er mit Strom aus erneuerbaren Energien hergestellt wird, spricht man von grünem Wasserstoff. Auch ein Batteriespeicher erzeugt keine Energie, sondern verschiebt ihre Nutzung in eine andere Zeit.
Üblicherweise werden fünf große Gruppen unterschieden. Sie liefern je nach Technik Strom, Wärme oder Kraftstoffe und erfüllen im Energiesystem unterschiedliche Aufgaben.
Photovoltaik erzeugt Strom; Solarthermie liefert Wärme.
Zum Kapitel ›Windkraft erzeugt Strom an Land und auf See.
Zum Kapitel ›Fließendes oder gespeichertes Wasser treibt Turbinen an.
Zum Kapitel ›Pflanzen und organische Reststoffe liefern Strom, Wärme und Kraftstoffe.
Zum Kapitel ›Erdwärme wird zum Heizen und teilweise zur Stromerzeugung genutzt.
Zum Kapitel ›Sonnenenergie lässt sich auf zwei grundlegende Arten nutzen. Photovoltaik wandelt Sonnenlicht mit Solarzellen direkt in elektrischen Strom um. Solarthermie verwendet die Sonnenwärme zur Warmwasserbereitung, Heizungsunterstützung oder für industrielle Prozesse.
Photovoltaikanlagen erzeugen im Betrieb keine Abgase. Herstellung, Transport, Montage und Entsorgung verursachen jedoch Emissionen und benötigen Rohstoffe. Über die gesamte Lebensdauer liegt ihre Treibhausgasbilanz dennoch deutlich unter der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen.
Mehr dazu: Photovoltaik: Funktionsweise, Ertrag und Einspeisevergütung.
Windkraftanlagen wandeln die Bewegungsenergie des Windes in Strom um. Anlagen an Land heißen Onshore-Windenergieanlagen, Anlagen auf dem Meer Offshore-Windenergieanlagen.
Windenergie liefert in Deutschland einen großen Teil des erneuerbaren Stroms. Ihre Erzeugung schwankt mit dem Wetter. Für einen hohen Anteil von Wind- und Solarstrom werden daher leistungsfähige Stromnetze, flexible Verbraucher, Speicher und ein besser abgestimmter europäischer Strommarkt benötigt.
Mehr dazu: Windenergie.
Wasserkraftwerke nutzen strömendes oder fallendes Wasser, um Turbinen und Generatoren anzutreiben. Laufwasserkraftwerke erzeugen kontinuierlich Strom, während Speicherkraftwerke ihre Leistung teilweise an den Bedarf anpassen können.
Wasserkraft ist bewährt und langlebig, kann aber Flüsse stark verändern. Stauanlagen behindern Wanderwege von Fischen, beeinflussen Sedimenttransport und Gewässerlebensräume. Pumpspeicherkraftwerke sind außerdem keine eigenständige Energiequelle: Sie speichern zuvor erzeugten Strom, indem Wasser in ein höher gelegenes Becken gepumpt wird.
Biomasse umfasst Holz, Pflanzen, Gülle, Bioabfälle und andere organische Stoffe. Sie kann verbrannt, vergoren oder zu gasförmigen und flüssigen Energieträgern verarbeitet werden. Im Unterschied zu Sonne und Wind ist Bioenergie speicherbar und kann bedarfsgerecht eingesetzt werden.
Biomasse ist jedoch nicht automatisch klimaneutral. Entscheidend sind Herkunft, Anbau, Landnutzungsänderungen, Transport, Wirkungsgrad und die Zeit, die für das Nachwachsen benötigt wird. Besonders sinnvoll kann die Nutzung von Rest- und Abfallstoffen sein. Der großflächige Anbau von Energiepflanzen kann dagegen mit Nahrungsmittelproduktion, Artenvielfalt und Bodenschutz konkurrieren.
Geothermie nutzt Wärme aus dem Boden und dem tieferen Erdinneren. Bei der oberflächennahen Geothermie entziehen Wärmepumpen dem Erdreich Wärme. Die tiefe Geothermie erschließt heiße Wasservorkommen oder Gesteinsschichten für Fernwärme und in geeigneten Regionen auch für die Stromerzeugung.
Der Vorteil ist die weitgehend wetterunabhängige Verfügbarkeit. Aufwand, Kosten und Ertrag hängen jedoch stark von den geologischen Bedingungen ab. Tiefengeothermie erfordert zudem sorgfältige Untersuchungen und ein kontrolliertes Risikomanagement.
| Gruppe | Beispiele | Kennzeichen |
|---|---|---|
| Erneuerbare Energien | Sonne, Wind, Wasser, Biomasse, Geothermie | Quellen erneuern sich oder bleiben langfristig verfügbar. |
| Fossile Energien | Kohle, Erdöl, Erdgas | Endliche Rohstoffe; bei der Verbrennung entstehen große Mengen Treibhausgase. |
| Kernenergie | Uran als Brennstoff | Im Betrieb vergleichsweise geringe direkte CO2-Emissionen, aber keine erneuerbare Energiequelle. |
| Sekundäre Energieträger | Strom, Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe | Sie müssen zunächst aus einer Primärenergiequelle hergestellt werden. |
Kernenergie zählt nicht zu den erneuerbaren Energien, weil Uran ein endlicher Rohstoff ist. Die Frage, welche Rolle Kernenergie im Klimaschutz spielen kann, ist daher von der Definition „erneuerbar“ zu trennen.
Erneuerbare Energien begegnen uns in vielen Bereichen:
Ob eine Anwendung tatsächlich klimafreundlich ist, hängt nicht allein von der Technik ab. Bei einer Wärmepumpe ist beispielsweise auch wichtig, wie effizient sie arbeitet und aus welchen Quellen der benötigte Strom stammt.
Erneuerbare Energien können fossile Brennstoffe in der Strom-, Wärme- und Kraftstoffversorgung ersetzen. Zu ihren wichtigsten Vorteilen gehören:
Auch erneuerbare Energien sind nicht frei von Zielkonflikten:
Die Herausforderung besteht deshalb nicht nur darin, möglichst viele Anlagen zu errichten. Notwendig ist ein Gesamtsystem aus Erzeugung, Stromnetzen, Speichern, flexiblen Verbrauchern, Energieeffizienz und naturverträglicher Planung.
Mehr dazu: Stromüberschuss, Netzprobleme und Speicher.
Deutschland deckte 2025 55,1 Prozent des Bruttostromverbrauchs mit erneuerbaren Energien. Dieser Wert darf nicht mit dem Anteil am gesamten Energieverbrauch verwechselt werden. Strom machte 2025 nur etwa ein Viertel des Endenergieverbrauchs aus.
Im Wärmebereich lag der erneuerbare Anteil 2025 bei 19,0 Prozent, im Verkehr bei 8,0 Prozent. Über Strom, Wärme und Verkehr zusammen erreichten erneuerbare Energien 23,8 Prozent des Bruttoendenergieverbrauchs. Die Zahlen zeigen: Beim Strom ist die Energiewende deutlich weiter fortgeschritten als beim Heizen und im Verkehr.1
| Bereich | Anteil |
|---|---|
| Bruttostromverbrauch | 55,1 % |
| Wärme und Kälte | 19,0 % |
| Verkehr | 8,0 % |
| Bruttoendenergieverbrauch insgesamt | 23,8 % |
Die ausführliche Entwicklung, die wichtigsten Energieträger und die deutschen Ausbauziele gehören in die eigenständige Seite Erneuerbare Energien in Deutschland. So bleibt diese Lexikonseite auf die Definition, Energiearten und grundlegenden Zusammenhänge konzentriert.3
Ergänzend veröffentlicht das Statistische Bundesamt Daten zur Stromerzeugung nach Energieträgern.4
Nicht vollständig. Windräder, Solarmodule, Kraftwerke, Wärmenetze und Speicher müssen hergestellt, transportiert, gebaut und später zurückgebaut oder recycelt werden. Dabei entstehen Emissionen und weitere Umweltwirkungen.
Entscheidend ist die Bilanz über den gesamten Lebenszyklus. Eine Photovoltaikanlage verursacht nach Berechnungen des Umweltbundesamtes je nach Modul und Rahmenbedingungen einen Bruchteil der Treibhausgasemissionen fossiler Stromerzeugung.2 Ähnliches gilt für Windenergie. Bei Wasserkraft und Biomasse hängt die Gesamtbewertung stärker von Standort, Größe und Bewirtschaftung ab.
Korrekt ist daher: Erneuerbare Energien sind im Betrieb häufig emissionsarm und weisen meist eine deutlich bessere Klimabilanz auf als fossile Energieträger. „Emissionsfrei“ oder „automatisch klimaneutral“ wären dagegen zu pauschale Aussagen.
Wind- und Solarenergie liefern nicht jederzeit genau so viel Strom, wie gerade verbraucht wird. Ein Energiesystem mit hohen erneuerbaren Anteilen benötigt deshalb mehrere sich ergänzende Lösungen:
Speicher sind damit ein wichtiger Baustein, aber nicht die einzige Antwort auf schwankende Erzeugung.
Erneuerbare Energien nutzen natürliche Quellen, die sich auf menschlichen Zeitskalen erneuern oder dauerhaft verfügbar sind. Dazu gehören Sonnenenergie, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie.
Die fünf wichtigsten Gruppen sind Sonnenenergie, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie. Sie können je nach Technik Strom, Wärme oder Kraftstoffe bereitstellen.
Im allgemeinen Sprachgebrauch gibt es keinen wesentlichen Unterschied. Beide Begriffe bezeichnen Energie aus Quellen, die sich natürlich erneuern oder langfristig verfügbar bleiben.
Das hängt vom Einsatzgebiet und vom Standort ab. In der deutschen Stromversorgung liefern Windenergie und Photovoltaik die größten Mengen. In der erneuerbaren Wärmeversorgung spielt Biomasse bislang eine große Rolle. Für ein stabiles Energiesystem ist ein Mix verschiedener Quellen sinnvoll.
Ja. Photovoltaik wandelt Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um und zählt zur Sonnenenergie.
Eine Wärmepumpe ist eine Technik zur Nutzung von Umweltwärme. Sie benötigt Strom. Ihre Klimabilanz hängt daher von ihrer Effizienz, dem verwendeten Kältemittel und der Herkunft des Stroms ab.
Wasserstoff ist ein Energieträger, keine ursprüngliche Energiequelle. Grüner Wasserstoff wird mit Strom aus erneuerbaren Energien hergestellt.
Nein. Kernkraftwerke verwenden in der Regel Uran, einen endlichen Rohstoff. Kernenergie wird deshalb nicht den erneuerbaren Energien zugerechnet.
Zu den Herausforderungen gehören schwankende Stromerzeugung, Netzausbau, Speicherbedarf, Flächen- und Rohstoffbedarf sowie mögliche Auswirkungen auf Natur und Landschaft. Die Nachteile unterscheiden sich erheblich zwischen den einzelnen Technologien.
Erneuerbare Energien bilden die Grundlage für eine langfristig tragfähige Energieversorgung. Sonnenenergie, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie besitzen unterschiedliche Stärken und Grenzen. Keine einzelne Technik kann alle Aufgaben allein übernehmen.
Entscheidend ist ein ausgewogener Mix aus erneuerbarer Erzeugung, Energieeffizienz, Stromnetzen, Speichern und naturverträglicher Planung. Erneuerbar bedeutet nicht automatisch folgenlos – gegenüber fossilen Energien bieten die meisten erneuerbaren Technologien jedoch eine deutlich bessere Klimabilanz und verringern die Abhängigkeit von endlichen Brennstoffen.
| [1] | Umweltbundesamt, „Erneuerbare Energien in Deutschland: Wachstum 2025 verhalten“ sowie „Erneuerbare Energien in Zahlen“, veröffentlicht 2026. Daten der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat). |
| [2] | Umweltbundesamt, „Photovoltaik“ und Studie zur Ökobilanz von Photovoltaik- und Windenergieanlagen. Für monokristalline Photovoltaikmodule nennt das UBA je nach Rahmenbedingungen Lebenszykluswerte von 43 bis 63 Gramm CO2-Äquivalent je Kilowattstunde. |
| [3] | Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Themendossier „Erneuerbare Energien“ und Zeitreihen zur Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland 1990 bis 2025. |
| [4] | Statistisches Bundesamt, Daten zur Stromerzeugung nach Energieträgern in Deutschland 2025. |