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NASAs Mod-1 Windkraftanlage auf einem Hügel in Boone, North Carolina, 1979.
Grüne Initiative

Energiequellen im Vergleich

Jede Kilowattstunde hat eine versteckte Geschichte: ein Bergwerk, eine Fabrik, einen Schornstein oder eine Klinge – vergleicht man sie ehrlich, wird das Bild klarer als die Debatte.

NASA Glenn Research Center

1979 schaltete NASA auf einem Berg in North Carolina die Mod-1 an, eine Zweiblatt-Windkraftanlage mit einem Rotordurchmesser von 61 Metern. Sie war eine der größten Windkraftanlagen ihrer Zeit und einer der ersten Versuche, die Windenergie ernsthaft in das Stromnetz einzubinden. Vier Jahrzehnte später sind Wind und Sonne die am schnellsten wachsenden Stromquellen der Welt. Um zu verstehen, warum und was sie immer noch nicht können, hilft es, jede Quelle unter den gleichen Bedingungen zu vergleichen.

Das ganze Leben, nicht nur der Schornstein

Die Emissionen eines Kraftwerks hören nicht am Schornstein auf. Stahl und Beton müssen hergestellt, Brennstoff abgebaut und transportiert werden, und schließlich muss alles demontiert werden. Lebenszyklusanalysen addieren all dies pro Kilowattstunde. Die Überprüfung von Hunderten solcher Studien durch den IPCC liefert eine klare Rangliste: Kohle emittiert rund 820 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde, Gas etwa 490, während Wind-, Kern- und Wasserkraft rund 10 bis 25 und Solar um 40 bis 50 sind.

Die Sicherheit erzählt eine ähnliche Geschichte. Wenn man die Todesfälle durch Unfälle und Luftverschmutzung pro Stromeinheit zählt, sind Kohle und Öl mit Abstand die gefährlichsten Quellen, weil ihre Verbrennung die Luft mit Partikeln füllt. Wind-, Kern- und Solarenergie sind hundertmal sicherer.

820 gCO2-Äquivalent pro kWh aus Kohle, Lebenszyklusmedian (IPCC-Arbeitsbericht 5)
11 gCO2-Äquivalent pro kWh aus Onshore-Wind (IPCC-Arbeitsbericht 5)
24.6Todesfälle pro TWh aus Kohle, gegenüber 0,04 für Wind (Unsere Welt in Daten)

Worin jede Quelle gut ist

  • Kohle und Gas können bei Bedarf eingeschaltet werden, tragen aber die höchsten Emissionen und Verschmutzung. Gas emittiert bei der Verbrennung etwa halb so viel CO2 wie Kohle, obwohl Methanlecks die Lücke verringern.
  • Nuklear Die Anlage läuft stabil mit sehr geringen Emissionen und einer winzigen Fläche; es ist teuer und langsam zu bauen, und der Abfall muss für eine sehr lange Zeit verwaltet werden.
  • Wasserkraft Die Landwirtschaft ist flexibel und kohlenstoffarm, aber Staudämme verändern Flüsse und Flusstäler.
  • Wind gehört zu den günstigsten neuen Stromquellen; sie variiert mit dem Wetter und benötigt Platz, Netze und zunehmend Speicher.
  • Solar Es ist billig, modular und passt auf Dächer von einem Dorf bis zu einem Wolkenkratzer; es produziert nichts in der Nacht und weniger im Winter.
Zwei riesige Schaufelradbagger in einem weitläufigen sandigen Tagebau, mit grünen Feldern und einer Reihe von Windkraftanlagen am Horizont.
Schaufelradbagger im Braunkohle-Tagebau Garzweiler in Westdeutschland, 2019, mit Windkraftanlagen am Horizont. Bei Kohle beginnt die verborgene Geschichte einer Kilowattstunde in einem Bergwerk wie diesem. Photo: Arne Müseler, CC BY-SA 3.0 DE

Es gibt keine perfekte Quelle. Es gibt nur bessere und schlechtere Mischungen, und die Wahl der Mischung liegt bei uns.

Das fehlende Stück: Flexibilität

Die Herausforderung eines sauberen Stromsystems besteht nicht darin, im Durchschnitt genügend Energie zu erzeugen, sondern jede Sekunde Angebot und Nachfrage aufeinander abzustimmen. Batterien, gepumpte Wasserkraft, stärkere Stromnetze, die Energie über Regionen hinweg teilen, eine Nachfrage, die der Sonne und dem Wind folgt, und solide kohlenstoffarme Quellen füllen diese Lücke. Deshalb forschen wir auch an modularer Generation, die dort sitzen kann, wo Strom verbraucht wird, wie beispielsweise der Fan Wall.

Bewährte Lösungen: Netze, die sich bereits verändert haben

Sauberer Strom ist nicht nur eine Prognose. Mehrere Länder haben den größten Teil ihrer Stromversorgung innerhalb einer Generation wieder aufgebaut, jedes mit den Ressourcen, die es hatte: Wind, Wasser, die Wärme der Erde oder die Sonne. Alle unten stehenden Zahlen sind Anteile an der Stromerzeugung jedes Landes, von Ember und dem Energy Institute, wie sie von Our World in Data zusammengestellt wurden, sofern keine andere Quelle angegeben ist.

  • Dänemark: Wind als Rückgrat. Fossile Brennstoffe machten 84 Prozent des Stroms in Dänemark im Jahr 2000 und 11 Prozent im Jahr 2024. Allein Windkraftanlagen machten 58 Prozent aus, Bioenergie etwa ein Fünftel und Solar ist seit 2012 von fast Null auf 11 Prozent gewachsen.
  • Uruguay: ein Übergang in weniger als einem Jahrzehnt. Uruguay war früher auf seine Staudämme angewiesen und verbrannte in trockenen Jahren Öl und Gas; 2008 wurden 39 Prozent des Stroms aus fossilen Brennstoffen erzeugt. Der Anteil der Windenergie wuchs von rund 1 Prozent im Jahr 2013 auf 32 Prozent im Jahr 2018. Selbst im Jahr 2023, einem Jahr mit sehr geringer Wasserkraftproduktion, machen fossile Brennstoffe unter 8 Prozent aus und im Jahr 2024 etwa 1 Prozent.
  • Kenia: Hitze aus dem Rift Valley. Geothermie, aus Dampfquellen im Rift Valley, machte 10 Prozent des kenianischen Stroms im Jahr 2000 und 45 Prozent im Jahr 2024, mehr als jede andere Quelle. Mit Wasserkraft, Wind und Sonnenenergie stammen heute mehr als neun Zehntel des kenianischen Stroms aus erneuerbaren Quellen, gegenüber 40 Prozent im Jahr 2000.
  • Schottland: mehr als es braucht. Schottland erzeugte im Jahr 2024 einen Rekord von 38,4 TWh erneuerbaren Stroms, davon 30,1 TWh aus Windenergie, und exportierte 19,7 TWh mehr Strom in den Rest des Vereinigten Königreichs als es importierte (Die schottische Regierung, 2025).
  • Das Vereinigte Königreich: das Ende der Kohle. Im Jahr 2000 kamen drei Viertel des britischen Stroms aus fossilen Brennstoffen; im Jahr 2024 etwa ein Drittel, und Wind machte 29 Prozent aus. Im Herbst 2024 wird das letzte Kohlekraftwerk Ratcliffe-on-Soar nach 50 Jahren geschlossen, womit Großbritannien die erste große Volkswirtschaft ist, die aufhört, Kohle für Strom zu verbrennen (UK Government, 2024).
  • Brasilien: Wasser, dann Wind und Sonne. Seit Jahrzehnten liefert Wasserkraft den größten Teil des Stroms in Brasilien. Seit 2010 hat das Land Wind- und Solarenergie schnell hinzugefügt: Zusammen erzeugten sie 24 Prozent seines Stroms im Jahr 2024, gegenüber weniger als einem halben Prozent im Jahr 2010.
  • Costa Rica: fast alle erneuerbar. Wasserkraft, Geothermie und Wind liefern seit 2015 mehr als 98 Prozent des Stroms in Costa Rica.
  • Bangladesh: Licht ohne Stromnetz. Viele Dörfer in Bangladesch waren weit entfernt von einer Stromleitung. Ab Januar 2003 finanzierte die bangladeschische Finanzgesellschaft IDCOL, zunächst mit Unterstützung der Weltbank, kleine Solar-Heimsysteme für netzunabhängige ländliche Haushalte. Bis Januar 2019 waren rund 4,1 Millionen installiert worden, die etwa 18 Millionen Menschen, 12 Prozent der Bevölkerung, Solarstrom brachten, die ihre Häuser mit Kerosinlampen beleuchtet hatten (IDCOL).
Weißer Dampf, der von einem langen niedrigen geothermischen Kraftwerk auf einem trockenen Hang unter einem bewölkten Himmel ansteigt.
Das Geothermiekraftwerk Olkaria III in der Nähe von Naivasha im Rift Valley Kenias. Dampf aus Brunnen wie diesen erzeugt heute mehr kenianischen Strom als jede andere Quelle. Photo: Bbossoxx, CC BY-SA 4.0

Warum es billig wurde: die Lernkurve

Der Grund, warum sich diese Übergänge beschleunigt haben, ist der Preis. Ein Solarmodul kostete 1975 etwa 132 Dollar pro Watt und 2024 27 Cent, in heutigen Geldwerten also 99,8 Prozent günstiger (Unsere Welt in Daten). Ökonomen nennen das Muster eine Lernkurve: Jedes Mal, wenn sich die weltweit installierte Gesamtkapazität verdoppelt hat, ist der Preis eines Moduls um etwa ein Fünftel bis ein Viertel gesunken, da Fabriken gewachsen sind, Designs verbessert wurden und Lieferketten ausgereift sind. Batterien gingen den gleichen Weg. Lithium-Ionen-Zellen kosten 1991 rund 9.200 Dollar pro Kilowattstunde und 78 Dollar im Jahr 2024, mehr als 99 Prozent weniger (Ritchie, Unsere Welt in Daten), und der durchschnittliche Preis eines Batteriepacks ist allein im Jahr 2024 um 20 Prozent auf 115 Dollar pro Kilowattstunde gesunken (BloombergNEF, 2024).

Die billigste Energie der Zukunft ist die Energie, die wir bauen. Jedes installierte Panel macht das nächste günstiger.

Beat the Benchmark: Ein Aufruf zur Ideenfindung

Der obige Vergleich hat eine klare Lehre: Jede neue Art der Energieerzeugung oder -einsparung muss mit Quellen konkurrieren, die bereits billig und sauber sind. Auf einem Gebäude ist der Benchmark ein Solarpanel auf dem Dach. Das ist eine hohe Messlatte, und genau deshalb wollen wir, dass mehr Menschen darüber nachdenken. Unsere eigene Fan Wall ist eine Idee, die wir offen testen, auch wo sie fehlschlägt. Es ist nur eine Idee. Die eigentliche Aufgabe besteht darin, Lösungen für die verbleibenden Probleme zu finden: Strom in der Nacht und im Winter, Wärme für Wohnhäuser und Industrie, überfüllte Dächer und Netze, die Flexibilität benötigen.

Eine Luftaufnahme eines Vororts mit roten und grauen Dächern zwischen Gärten und Bäumen, viele der Dächer sind mit dunklen Sonnenkollektoren bedeckt.
Vorstadtdächer mit Solarzellen in Canberra, Australien. An einem Gebäude ist dies der Maßstab, den jede neue Idee schlagen muss. Photo: Benlisquare, CC BY-SA 4.0

Wir würden gerne von euch hören, was ihr für Ideen habt. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie eine Idee von hier aus weitergehen kann.

  • Ein Pitch braucht ein funktionierendes Modell. Einige Mitglieder der Stiftung haben vielleicht Kontakte, die einen Pitch für eine starke Idee hören könnten. Um eine Idee zu pitchen, braucht man ein funktionierendes, reales Modell, das tatsächlich Strom produziert und dessen Leistung auf einem Instrument gemessen wird, nicht beansprucht. Ein kesselgroßer Prototyp mit einem aufgezeichneten Zähler sagt mehr als jede Zeichnung.
  • Papierideen sind auch willkommen. Eine gut argumentierte Idee ohne Hardware kann hier auf der Website noch veröffentlicht werden, wenn sie solide ist: die Physik stimmt, die Zahlen sind ehrlich und der billigste Test ist klar. So finden gute Ideen die Menschen, die sie umsetzen können.

Seien Sie realistisch über den Unterschied: Kapital ohne ein funktionierendes Modell zu beschaffen ist sehr schwierig, und nichts hier ist ein Versprechen von Finanzierung, Renditen oder Einführungen. Was wir versprechen können, ist eine ernsthafte, öffentliche Lektüre der Zahlen.

Jede Alternative, erklärt

Jeder Artikel behandelt die Physik, die harten Grenzen, reale Projekte mit gemessenen Ergebnissen, die Kosten gegenüber Dachsolaranlagen und was ein funktionierender Prototyp benötigen würde.

Wegbeschreibungen, die es wert sind, erkundet zu werden

Das sind Ausgangspunkte mit realer Physik dahinter, jeweils mit der Grenze, die eine Idee respektieren muss. Jede Idee auf dem Radar hat ihren eigenen ausführlichen Artikel, der unten verlinkt ist und mit der gleichen Ehrlichkeit wie unsere Fan Wall-Recherche geschrieben wurde.

  • Solarflächen, die zwei Aufgaben erfüllen. Fassaden, Lärmschutzwände, Parkhausüberdachungen und Kanalabdeckungen, die Strom erzeugen und gleichzeitig etwas anderes beschatten oder schützen. Hybrid-PV-Thermopaneele fügen Wärme hinzu: etwa 100 bis 700 kWh Wärme pro Quadratmeter und Jahr zusätzlich zum Strom (IEA SHC Task 60, 2020). Die Grenze ist das Sonnenlicht selbst: bestenfalls etwa 1 kW pro Quadratmeter. Lesen Sie: Solardächer, die auch Wärme erzeugen.
  • Farmen und Reservoirs, die auch Sonnenlicht ernten. Agrivoltaik-Systeme wurden modelliert, um 35 bis 73 Prozent mehr aus demselben Land zu erhalten als separate Kulturen und Panels (Dupraz et al., 2011). Schwimmende Solarenergie auf 30 Prozent der geeigneten Reservoirs könnte etwa 9.400 TWh pro Jahr produzieren, ungefähr ein Drittel des heutigen weltweiten Stroms, und die Verdunstung reduzieren (Jin et al., 2023). Lesen Sie: Agrivoltaik und schwimmende Solarenergie.
  • Wärme, nicht nur Strom. Wärme macht etwa die Hälfte des weltweiten Endenergieverbrauchs aus (IEA, Renewables 2019). Sand- und Steinwärmebatterien speichern günstigen Wind- und Solarstrom für Wochen; eine 100 MWh-Anlage begann im Jahr 2025 die finnische Stadt Pornainen zu heizen (Polar Night Energy). Geothermische Wärmepumpen liefern etwa vier Einheiten Wärme pro Stromeinheit (IEA, 2022). Abwärme aus Fabriken, Kanalisationen und Rechenzentren wird noch immer größtenteils weggeworfen (Forman et al., 2016). Lesen Sie: Sand- und Wärmebatterien, Geothermale Wärmepumpen und Abwärme.
  • Wasser, das sich bereits bewegt. Gezeitenströme sind für Jahrzehnte vorhersagbar; das MeyGen-Array in Schottland wird 2023 über 50 GWh erzeugen. Wellen, Flüsse, Bewässerungskanäle und Druckminderer in Wasserleitungen tragen Energie, meist nur Kilowatt pro Standort. Deshalb sind billige Standard-Designs wichtiger als Rekord-Designs. Lesen Sie: Gezeitenstrom, Wellenenergie und kleine und in-pipe Wasserkraft.
  • Höhere Winde. Die Windkraft wächst mit dem Würfel der Windgeschwindigkeit, und Winde einige hundert Meter höher sind stärker und stabiler. Energiedrachen sind der Versuch, sie zu erreichen; Googles Makani schloss 2020 nach dreizehn Jahren, während kleinere Unternehmen weiter testen. Eine gute Idee muss hier Zuverlässigkeit erklären, nicht nur Leistung. Lesen Sie: Energie Drachen.
  • Energie zur richtigen Zeit nutzen. Die Verlagerung, wenn wir Wasser erhitzen, Autos laden und Gebäude kühlen, ist das billigste “Kraftwerk” von allen: Allein in den Vereinigten Staaten gibt es bis 2030 etwa 200 GW kosteneffiziente flexible Nachfrage (Brattle, 2019). Auch Ideen in Software, Tarifen und einfachen Hausgeräten zählen als Energieideen. Lesen Sie: nachfrageflexibilität.
Luftaufnahme eines mehrstöckigen Parkhauses, dessen oberste Etage von langen Reihen von Solarzellen auf Stahlbalken zwischen Bäumen bedeckt ist.
Solarüberdachungen über dem Dach eines Parkhauses in Natick, Massachusetts: dieselbe Oberfläche schattet die Autos ab und erzeugt Strom. Photo: Stephen Coffrin, US Department of Energy (public domain)

Was ein starkes Ideenbriefing enthält

  1. Das Problem, das es löst, und für wen: ein Stadtdach, eine Farm, eine Fabrik, ein Dorf ohne Netz.
  2. Der Physik-Check. Wie viele Watt pro Quadratmeter, oder pro Tonne, oder pro Liter Wasser? Wie viele kWh pro Jahr? Ein kurzer Vergleich mit dem Benchmark oben spart jedem Zeit; David MacKays Sustainable Energy Without the Hot Air ist ein kostenloser Leitfaden, um dies ehrlich zu tun.
  3. Die Kosten pro kWh, auch als grobe Range, und was müsste billiger werden, damit es gewinnt.
  4. Was wahr sein müsste, und das billigste Experiment, das es zeigen könnte, ist nicht.
  5. Wem es schaden könnte, von Wildtieren bis zu Nachbarn und wie Sie es wissen würden.

Eine gute Idee muss nicht immer richtig sein. Sie muss überprüfbar sein und ehrlich darüber, was sie falsch machen würde.

Organisationen, die diese Arbeit leisten

Diese gemeinnützigen Organisationen helfen dabei, saubere und bezahlbare Energie für die Menschen zu erreichen und veröffentlichen ihre Leistungen. Schauen Sie sich ihre Arbeit an und, wenn sie Sie überzeugt, erwägen Sie eine direkte Spende. Die Local Solar System Foundation hat keine Verbindung zu irgendeiner von ihnen und erhält nichts von ihnen. Bevor Sie spenden, lesen Sie die Berichte und Konten der jeweiligen Organisation und prüfen Sie, wie sie ihre Ergebnisse misst. Die unten stehenden Zahlen sind die eigenen der Organisationen.

  • SolarAid (UK registrierte Wohltätigkeitsorganisation 1115960) bringt Solarlampen zu ländlichen Familien in Subsahara-Afrika, die sonst Kerosin, Kerzen oder Taschenlampen verwenden würden. Es berichtet, dass 2,5 Millionen Leuchten verteilt und 13,3 Millionen Menschen erreicht wurden.
  • Solar Sister (US Non-Profit) rekrutiert, schult und unterstützt Unternehmerinnen in abgelegenen Teilen von Subsahara-Afrika, um Unternehmen aufzubauen, die Solarbeleuchtung und saubere Herde an Haushalte verkaufen, die nicht am Stromnetz angeschlossen sind.
  • Practical Action (UK registrierte Wohltätigkeitsorganisation 247257) arbeitet mit Gemeinden in Afrika, Asien und Lateinamerika an praktischen Technologien gegen Armut, einschließlich des Zugangs zu sauberer Energie, zum Beispiel erneuerbare Energie für Flüchtlingslager.
  • RMI Das Rocky Mountain Institute (1982 als Rocky Mountain Institute gegründet, US-Gemeinnützigkeit) ist eine unabhängige Forschungsorganisation, die mit Regierungen, Energieunternehmen und Unternehmen in mehr als 50 Ländern zusammenarbeitet, um Energiesysteme auf saubere, kostengünstige Energie umzustellen.
  • Ember (unabhängiger gemeinnütziger Think Tank, gegründet 2020) veröffentlicht kostenlose, offene Daten über den Strom fast aller Länder, einschließlich vieler der Daten in der obigen Grafik, so dass jeder überprüfen kann, wie schnell sich die Netze ändern.
Ein junges Mädchen in einem Schulschmuck schaut auf eine kleine gelbe Sonnenblumen-förmige Solarlampe, die in ihren Händen leuchtet.
In Addis Abeba, Äthiopien, hält ein Schülerin ihre erste solarbetriebene Lampe. Für Familien ohne Netzanschluss kann eine kleine Solarlampe Kerosin und Kerzen ersetzen. Photo: USAID in Africa (public domain)

Wie Sie helfen können

  • Wechseln Sie Ihre Versorgung auf einen erneuerbaren Tarif oder ein gemeinschaftliches Energiesystem, wenn eines verfügbar ist.
  • Use power when it is clean. Lassen Sie Waschmaschinen laufen und laden Sie Fahrzeuge auf, wenn Wind- und Solarstrom reichlich vorhanden sind; many grids publish real-time carbon intensity.
  • Setzen Sie Paneele auf Dächer. Häuser, Schulen, Supermärkte und Parkplätze sind fertige Solaranlagen; fragen Sie Ihre Gemeinde und Ihren Arbeitgeber.
  • Speichern Sie, bevor Sie erzeugen. Isolierung und effiziente Geräte senken Rechnungen und Emissionen gleichzeitig.
  • Fragen Sie nach den Zahlen. Fragen Sie Ihren Stromanbieter und Ihre Regierung nach den Lebenszyklus-Emissionen des Stroms, den Sie kaufen.
  • Unterstütze die Menschen, die die Arbeit tun. The Organisationen oben Bringen Sie Solarlicht und sauberen Strom zu Familien, die keinen haben, und veröffentlichen Sie offene Daten und Forschung; überprüfen Sie ihre Berichte und spenden Sie direkt, wenn ihre Arbeit Sie überzeugt.
  • Schicke uns eine Energieidee. Nutze das Beitragsformular, wähle die Grüne Initiative und beschreibe deine Idee mit den fünf oben genannten Punkten. Wenn Sie ein funktionierendes Modell haben, fügen Sie die gemessene Leistung hinzu und wie Sie sie gemessen haben. Ingenieure, Studenten und Entwickler sind ebenfalls herzlich eingeladen, die Ideen anderer Leute im Contribution Board zu überprüfen.

Quellen und weiteres Lesen