Ausbau erneuerbarer Energien

Die politischen Ziele sind ambitioniert und dürften als Treiber der Entwicklung wirken:

Im Stromsektor will Deutschland seinen Anteil EE am Bruttostromverbrauch bis 2030 von gut 46 % im Jahr 2022 auf 80 % fast verdoppeln - durch die massive Installation von PV-Anlagen und Windenergieanlagen (WEA) an Land und zu Wasser [2]. Dazu müssen allerdings

• Wind- und Solarenergie dreimal schneller ausgebaut werden als bisher [4].
• Aktuell 20 bis 25 Jahre alte WEA- und PV-Anlagen erneuert und
• Stromnetze ertüchtigt und ausgebaut werden.

Im Strombereich sollen biogene Rest- und Abfallstoffe verstärkt zur Energieerzeugung genutzt [5] und Biogasanlagen zu hochflexiblen Spitzenlastkraftwerken umgerüstet werden, die bei Dunkelflaute einspringen [6].

Im Wärmesektor (einschließlich Kälteerzeugung) soll der Anteil EE bis 2030 von gut 17 % auf 27 % steigen. 2045 sollen Gebäude in Deutschland klimaneutral sein durch

• die flächendeckende Nutzung von EE (z. B. Solarthermie, Power-to-Heat mittels Wärmepumpen,
• Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe), Fernwärme und grünem Wasserstoff im Wärmesektor,
• Gebäudesanierungen und
• Verbrauchsreduktion [7; 8].

EE im Wärmesektor stammt bislang fast ausschließlich aus Biomasse. Geothermie, Umweltwärme und Solarthermie spielen bislang mit 16 % eine untergeordnete Rolle [2]. Sie werden den EE-Ausbau im Wärmesektor voraussichtlich primär bestimmen.

Im Verkehrssektor lag der Anteil EE im Jahr 2022 bei 6,8 %. Davon entfielen nur 15 % auf Strom aus EE und der gesamte Rest auf Biokraftstoffe [2]. Bis 2030 soll sich der Anteil EE im Verkehrssektor (Straße und Schiene) fast verfünffachen [8], im Wesentlichen durch

• die Elektrifizierung des Straßen- und Schienenverkehrs und Mikromobilität,
• Nutzung alternativer Kraftstoffe (z. B. Wasserstoff, Methan, Ammoniak).

Planmäßig werden Windkraft, Solarenergie und Geothermie den Ausbau von EE bis 2030 besonders prägen: Im Vergleich zu 2022 soll sich beispielweise die Windenergieerzeugung an Land fast verdoppeln (auf 115 GW).Für Solarenergie gilt sogar ein Faktor 3,2 (auf 215 GW) [4; 9]. Zur Wärmebereitstellung sollen zusätzliche 10 TWh aus mitteltiefer und tiefer Geothermie erschlossen werden, was fast der Hälfte der 2022 aus Geothermie und Umweltwärme insgesamt bereit gestellten Energie entspräche [2; 10]. Der Einsatz von Anbaubiomasse und Holz hingegen ist aufgrund seiner globalen Auswirkungen auf die Biodiversität, Wälder und die Nahrungsmittelproduktion kritisch zu bewerten und erfordert eine globale Bewertung seines Kohlenstoff-Fußabdrucks [11].

Neuartige Speichertechnologien (z. B. neuartige Akkus und Batterien oder Power-to-Gas z. B Wasserstoff) sollen überschüssige EE verwertbar machen. Gelingt das nicht, könnte das den EE-Ausbau verlangsamen. Im Erfolgsfall wäre es, genauso wie die Sektorkopplung, ein signifikanter Beitrag zur Energieeffizienz.

Gefährdet wird der rechtzeitige Ausbau von EE durch den Fachkräftemangel in der Energiewirtschaft, ihren Zulieferbranchen (z. B. elektrotechnische Industrie, Roh- und Baustoffindustrie), im Handwerk und in der Baubranche. Auch einseitige Rohstoffabhängigkeiten, die Knappheit von Rohstoffen und fragile globale Lieferketten können den Ausbau erschweren. Des Weiteren können langwierige Genehmigungsverfahren z. B. für Trassenausbauten sowie gesellschaftliche, wirtschaftliche oder politische Widerstände gegen den Ausbau von EE die Umsetzung verzögern.

Der Ausbau von EE hat Auswirkungen auf alle Branchen und die gesamte Bevölkerung. Intensiv betroffen sind die folgenden Wirtschaftsbereiche:

• Energiewirtschaft
• Handwerk (Elektro, Dachdeckerei, SHK)
• Elektrotechnische Industrie
• Roh- und Baustoffindustrie
• Chemische Industrie
• Abfallwirtschaft
• Verkehr
• Landwirtschaft
• Tiefbau
• energieintensive Industrien (z. B. Gießereien, Herstellung von Glas, Glaswaren und Keramik, Herstellung von Backwaren, Druck und Papierverarbeitung)

• Live-Daten zum Windkraft-Ausbau in Deutschland
  https://www.mdr.de/wissen/windkraft-windenergie-ausbau-deutschland-live-daten-aktuell-100.html
• Umstieg auf Erneuerbare: Beispiele guter Praxis aus Betrieben
  https://www.energiewechsel.de/KAENEF/Redaktion/DE/Dossier/best-practice.html
• Österreichs Windbranche wirbt für Karrieremöglichkeiten
  https://www.igwindkraft.at/mmedia/download/2022.04.12/164975100066812.pdf (nicht barrierefrei)

Der Klimawandel erfordert einen zügigen und umfassenden Ausbau von EE, um die Dekarbonisierung in den verschiedenen Sektoren voranzutreiben. Insbesondere für die Beschäftigten in der Energiewirtschaft und im Handwerk entsteht dadurch ein starker Umsetzungsdruck. Aber auch die Zulieferbranchen geraten unter Druck. Energieintensive Industrien müssen ihre Produktionsprozesse umstellen und die Abfallwirtschaft muss für eine unabhängigere und verantwortliche Rohstoffversorgung Aufbereitungsverfahren und eine Recyclinginfrastruktur für Elektrobatterien und -schrott, aber auch für Rotorblätter von WEA aufbauen. Die mit dem Ausbau von EE einhergehenden Transformationsprozesse und der vorhandene Fachkräftemangel in vielen betroffenen Branchen bergen neben den unten genannten konkreten Risiken die Gefahr von Arbeitsverdichtung, Überforderung und auch Resignation.

Die Risiken, die sich durch die Arbeit an Energieerzeugungsanlagen ergeben, sind im Wesentlichen bekannt.

Windenergie

Windenergieanlagen (WEA) können bis zu deutlich über 100 Meter hoch sein. Der Aufstieg zum Maschinenhaus und die Arbeit an Rotorblättern birgt das Risiko von Abstürzen [12]. Bei der Instandhaltung von WEA sind Beschäftigte elektrischen Gefährdungen ausgesetzt. In engen Räumen und/oder in Bereichen mit leitfähiger Umgebung ist das Risiko für Körperdurchströmungen besonders hoch [13]. Meteorologische Risiken spielen on- und off-shore ebenfalls eine wichtige Rolle [13; 14].

Die Exposition gegenüber Gefahrstoffen (z. B. aus Reinigungsmitteln) in engen Räumen, Lärm, Muskel-Skelett-Belastungen, schlechte Beleuchtung, mechanische Einwirkungen (z. B. Maschinenteile, scharfe Kanten) und Brände stellen weiter mögliche Gefährdungen dar [13].

Beim Rückbau von WEA und der Verwertung von Rotorblätterabfällen kann es zu einer Exposition insbesondere gegenüber ggf. kanzerogen wirkenden Fragmenten und Fasern aus Glas und Carbon kommen [15].

Photovoltaik

Die Herstellung von PV-Modulen erfolgt hochautomatisiert unter kontrollierten Bedingungen. Die Montage von PV-Anlagen auf Gebäuden oder Freiflächen übernimmt das Handwerk. Die größten Risiken bei Installation, Wartung, Modultausch und Demontage sind Ab- und Durchstürze sowie elektrische Gefahren. Weitere Gefährdungen können z. B. durch Materialtransporte, UV-Strahlung, Blendung, Verbrennung an heißen Oberflächen, schweres Heben und Tragen, Zwangshaltungen und Witterung entstehen [16; 17].

PV-Anlagen werden vermehrt auf bereits zur landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion genutzten Flächen (Agri-PV) oder schwimmend auf Wasserflächen (Floating-PV) installiert sowie beschattend über Moore (Moor-PV) gebaut. Insbesondere bei Agri-PV kann das Risiko für Zoonosen und Allergien steigen und eine Exposition gegenüber Pestiziden nicht ausgeschlossen werden.

Biomasse

Im Umgang mit Biogasen besteht Explosions-, Brand- und Erstickungsgefahr [18-20]. Hohe Konzentrationen dieser Gase können zu Vergiftungen, Kopfschmerzen, Schwindel, Reizung des Atemtraktes und der Schleimhäute sowie Erbrechen führen. Körperliche Beeinträchtigungen als Expositionsfolge können Abstürze begünstigen. Weitere Gefahren beim Arbeiten in Biogasanlagen sind Verbrennungen, elektrische Risiken, Lärmbelastungen sowie Kollisionsrisiken im innerbetrieblichen Verkehr [18].

Feste Biomasse (zu vergärendes Substrat oder Gärreste) enthält Mikroorganismen, die in sehr hohen Konzentrationen sensibilisierend und/oder toxisch wirken und Infek¬tions-krankheiten auslösen können [19; 20].

Risiken von Holzpelletlagern sind gesundheitsgefährdende Konzentrationen von Kohlen-monoxid und Explosion durch Staubentwicklung z. B. beim Befüllvorgang. [21; 22].

Geothermie

Nur bei der Energiegewinnung durch tiefe Geothermie und einem hohen Salzgehalt der Tiefenwässer kann es in Geothermie-Anlagenteilen zu Ablagerungen mit erhöhter Radioaktivität kommen. Persönliche Schutzausrüstung kann zur Expositionsminderung beitragen. Da Geothermie eine junge Technologie ist, fehlen zum jetzigen Zeitpunkt Erfahrungswerte über standardisierte Verfahren der Verwertung oder Beseitigung der Ablagerungen [23].

[1] Erneuerbare Energien. Hrsg.: Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau 2023 (abgerufen am 22.06.2023)

[2] Erneuerbare Energien in Zahlen. Hrsg.: Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau 2023 (abgerufen am 22.06.2023)

[3] Erneuerbare Energien. Hrsg.: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Berlin 2023 (abgerufen am 22.06.2023)

[4] Energiewende beschleunigen – Mehr Energie aus erneuerbaren Quellen. Hrsg.: Presse- und Informationsamt der Bundesregierung, Berlin 2023 (abgerufen am 22.06.2023)

[5] Nutzen und Bedeutung der Bioenergie. Hrsg.: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL), Berlin 2020 (abgerufen am 22.06.2023)

[6] Özdemir: Osterpaket macht Landwirtschaft zum Treiber der Energiewende und stärkt die Wertschöpfung im ländlichen Raum Hrsg.: Berlin 06.04.2022 (abgerufen am 22.06.2023)

[7] Bundeskabinett beschließt Novelle des Gebäudeenergiegesetzes – Umstieg auf Heizen mit Erneuerbaren eingeleitet. Hrsg.: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Berlin 2023, 19.04.2023 (abgerufen am 22.06.2023)

[8] Basisdaten Bioenergie Deutschland 2022. Hrsg.: Fachagentur Nachwachsende Rohstoff e e. V. (FNR) (nicht barrierefrei), Gülzow-Prüzen 2022 https://www.fnr.de/fileadmin/Projekte/2022/Mediathek/broschuere_basisdaten_bioenergie_2022_06_web.pdf (abgerufen am 22.06.2023)

[9] Gesetz für den Ausbau erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesetz - EEG 2023) § 4 Ausbaupfad. Hrsg.: Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch den Bundesminister der Justiz, Berlin 2023 (abgerufen am 22.06.2023)

[10] Eckpunkte für eine Erdwärmekampagne – Geothermie für die Wärmewende Hrsg.: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Berlin 2022 , 22.11.2022 (abgerufen am 22.06.2023)

[11] Searchinger, T.; James, O.; Dumas, P.; Kastner, T.; Wirsenius, S.: Klimaschutz auf Kosten der Natur. Spektrum der Wissenschaft 5 (2023), S. 50-56

[12] Vaudoux, D.: Travail en hauteur. L'éolien donne des ailes à sa maintenance. Travail et Sécurité 741 (2013) Nr. juillet-aout, S. 42-43

[13] BGI 657 Windenergieanlagen. Hrsg.: Berufsgenossenschaft Energie Textil Elektro Medienerzeugnisse, Köln 2014 (abgerufen am 14.10.2020)

[14] Bondéelle, A.: Un souffle nouveau dans l’éolien. Travail et Sécurité 763 (2015) Nr. juillet-aout

[15] Kühne, C.; Holz, P.; Volk, R.; Stallkamp, C.; Steffl, S.; Schultmann, F.; Mülhopt, S.; Baumann, W.; Wexler, M.; Yogish, S.; Kühn, S.; Gehrmann, H.-J.; Stapf, D.; Schweppe, R.; Pico, D.; Seiler, E.; Forberger, J.; Brantsch, P.; Brenken, B.; Beckmann, M.: 3. Zwischenbericht. Entwicklung von Rückbau- und Recyclingstandards für Rotorblätter. Hrsg.: Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau 2021 (abgerufen am 22.06.2022)

[16] DGUV Information 203-080 Montage und Instandhaltung von Photovoltaik-Anlagen. Hrsg.: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e. V. (DGUV), Berlin 2015 (abgerufen am 22.06.2023)

[17] Bovenschulte, M.; Abel, S.; Ehrenberg-Silies, S.; Goluchowicz, K.: Auswirkungen des Klimawandels auf technologische Entwicklungen und deren Folgen für Arbeitssicherheit und Gesundheit – Strategische Vorausschau der Denkfabrik Digitale Arbeitsgesellschaft des BMAS (barrierefrei). Hrsg.: Institut für Innovation und Technik (IIT), Berlin 2021 (abgerufen am 22.06.2023)

[18] Bec, A.; Delaunois, P.; Beillevaire, J.; Giraudeau, A.; Moreau, S.; Mauguen, G.; Palka, T.; Petegrief, G.; David, C.; Marc, F.; Sallé, B.: Méthanisation de déchets issus de l'élevage, de l'agriculture et de l'agroalimentaire. Hrsg.: L'institut national de recherche et de sécurité (INRS), Paris 2013 (abgerufen am 09.10.2020)

[19] Explosionsschutz hat große Bedeutung. Hrsg.: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e. V., Berlin (abgerufen am 08.10.2020)

[20] Technische Information 4 Sicherheitsregeln für Biogasanlagen (nicht barrierefrei). Hrsg.: Sozialversicherung für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau, Kassel 2016 (abgerufen am 13.10.2020)

[21] Lagerung von Holzpellets. Enplus-konforme Lagersysteme. Hrsg.: Deutscher Energieholz- und Pellet-Verband e. V. (DEPV); Deutsches Pelletinstitut GmbH, Berlin 2019 (abgerufen am 25.01.2021)

[22] Fachbereichs-Information. Kohlenmonoxid bei Transport und Lagerung von Holzpellets im gewerblichen Gebrauch (nicht barrierefrei). Hrsg.: Fachbereich Handel und Logistik der DGUV, Sachgebiet Fördern, Lagern, Logistik im Warenumschlag c/o Berufsgenossenschaft Handel und Warenlogistik, Mannheim 2017 (abgerufen am 26.01.2021)

[23] Rückstände aus der tiefen Geothermie. Hrsg.: Bundesamt für Strahlenschutz, Salzgitter 2022, 06.05.2022 (abgerufen am 22.06.2023)