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Fragen & Antworten2018-11-07T16:21:14+02:00

Für zukünftige Energieexperten

Du willst mehr über die Energiewende wissen? Du möchtest in manche Bereiche genauer eintauchen? Oder ein wenig mehr über die Grundlagen erfahren? Kannst du auch – genau hier.

Was ist eigentlich „Albedo“?2019-04-09T11:13:42+02:00

Die Albedo beschreibt, wie groß das Rückstrahlvermögen eines selbst nicht leuchtenden Objekts ist. Angegeben wird, wie viel des einfallenden Lichts das Objekt wieder abstrahlt. Die Albedo kann Werte zwischen 0 und 1 annehmen. Der Wert 1 bedeutet, dass das gesamte Licht abgestrahlt wird, 0, dass es vollständig aufgenommen (absorbiert) wird. Grundsätzlich gilt: Die Albedo ist umso größer, je heller und glatter die Oberfläche eines Objekts ist. Deshalb haben Schnee- und Eisfelder eine größere Albedo als beispielsweise Wälder.

Warum ist das für unser Klima wichtig? Weil bei höheren Temperaturen das Eis an den Polarkappen der Erde zurückgeht und auch die meisten Gletscher kleiner werden. Damit wird die Gesamt-Albedo der Erde kleiner und ihre Aufheizung schreitet in der Folge schneller voran.

Künstliche Beschneiung kann die Albedo in kleineren Gebieten vergrößern. Beim Erzeugen des Stroms für die Beschneiungsanlagen, etwa in Skigebieten, sollte allerdings kein CO2 entstehen. Deshalb ist es sinnvoll, dafür Ökostrom einzusetzen.

Was ist eigentlich „bidirektionales Laden“?2019-03-04T16:38:59+02:00

Bidirektional bedeutet, dass der Ladestrom in zwei Richtungen fließen kann. Elektroautos können Strom aus ihren Akkus also wieder in das Stromnetz zurückspeisen. Die Technik wird deshalb auch Vehicle-to-Grid (V2G) genannt. Von Nutzen ist die Rückspeisung vor allem dann, wenn gerade wenig Ökostrom in den Netzen ist oder die gespeicherte Elektrizität dabei hilft, kleine Spannungsschwankungen in den Leitungen auszugleichen.

In Deutschland ist bidirektionales Laden noch in der Entwicklung, weil bislang in der Regel weder Elektrizitätsnetze noch Ladesäulen und Wallboxen auf solche Stromrückflüsse ausgelegt sind. Auch Elektrofahrzeuge müssen noch angepasst werden, so funktioniert Vehicle-to-Grid etwa noch nicht mit den in Europa üblichen CCS-Steckern, sondern nur mit dem japanischen CHAdeMO-Standard. Dieser findet sich in den meisten Modellen von Nissan, Mitsubishi und Kia.

Für Besitzer von Elektroautos sehen die Konzepte zum bidirektionalen Laden eine Vergütung für die Einspeisung ins Netz vor. Passende Tarife werden derzeit noch vorbereitet. Die Akkus müssen außerdem so schonend entladen werden, dass die Lebensdauer der Batterien nicht darunter leidet. Bei selten genutzten Elektroautos kann sanftes Be- und Entladen die Nutzbarkeit der Stromspeicher sogar verlängern.

Mehr dazu:
Elektroautos als Stromspeicher

Was bedeutet eigentlich „C/sells“?2019-03-04T12:03:40+02:00

C/sells ist eines von fünf Projekten, die im Rahmen des Förderprogramms „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG) Musterlösungen für die zukünftige Energieversorgung erarbeiten und umsetzen. Weitere Infos hier: www.sinteg.de

Mit den SINTEG-Projekten soll in fünf Modellregionen gezeigt werden, wie die Energiewende in Deutschland praxistauglich umgesetzt werden kann. C/sells ist die größte dieser Modellregionen und erstreckt sich über die Bundesländer Baden-Württemberg, Bayern und Hessen. Innerhalb der größten SINTEG-Modellregion Deutschlands demonstriert C/sells mit 59 Partnern aus Wissenschaft, Industrie und Netzbetrieb bereits heute, wie die flächendeckende Umsetzung der Energiewende und der Ausbau erneuerbarer Energien großflächig funktioniert. Dabei entwickeln und demonstrieren die Projektpartner das Zusammenwirken von sogenannten Zellen des durch die Energiewende vorgezeichneten, zukünftigen Energiesystems. Zellen können sowohl Erzeuger und Netze als auch Verbraucher und Speicher umfassen, wobei sich diese in räumlicher Nähe zueinander befinden: So werden Städte, Quartiere, Straßenzüge und auch Areale wie Flughäfen oder Industriegebiete C/sells-Zellen darstellen. Ausgehend von über 30 Demonstrationszellen entsteht eine Vielfalt zellulär strukturierter Energiesysteme, die durch die aktive Partizipation der Beteiligten mitgestaltet werden.

Was ist der „C/sells-Lösungsansatz“?2019-04-17T11:08:50+02:00

Das bisherige Energiesystem ist zentral organisiert. C/sells geht einen anderen Weg und verfolgt einen dezentralen Lösungsansatz. Dieser ist zellulär, partizipativ und vielfältig.

Mehr Infos:
C/sells Leitidee

Was bedeutet eigentlich „Energiewende“?2019-04-17T19:09:30+02:00

Mit Energiewende ist zunächst der Verzicht auf die fossilen Energieträger Erdöl, Erdgas und Kohle gemeint, bei deren Verbrennung Treibhausgase entstehen. Deutschland gehört zu den Ländern, die dabei außerdem auf einen Ausstieg aus der Nutzung von Kernbrennstoffen setzen. Energiewende meint allerdings mehr als den Ausbau erneuerbarer Energien und eine bessere Energieeffizienz. Nötig ist vielmehr der Umbau des gesamten Energiesystems. Das betrifft beispielsweise die Infrastruktur wie Netze und Speicher sowie die Nutzung von regenerativem Strom für die Mobilität und die Wärmeerzeugung. Solar- und Windenergie benötigen außerdem ein flexibleres Energiesystem, das ihre wechselhafte Einspeisung ausbalancieren kann. Wichtige Voraussetzungen für höhere Flexibilität sind wiederum mehr Informations- und Kommunikationstechnologie sowie ein entsprechendes Preissystem und neue Marktregeln.

Mehr Infos
Mit Energie zum Klimaschutz
Smarte Daten
Suedlink, die Windstromleitung

Was ist eigentlich ein „Flexmarkt“?2019-03-05T16:39:49+02:00

Ein „Flexmarkt“ (oder „Flexibilitätsmarkt“) ist ein Markt, bei dem der flexible Einsatz Deines Hausspeichers, Deiner Photovoltaik-Anlage oder Deines Elektrofahrzeugs belohnt wird. Wer einen Batteriespeicher besitzt, könnte in Zukunft seinem Stromnetzbetreiber erlauben, diesen zu benutzen. Der Netzbetreiber speichert je nach vertraglicher Vereinbarung Strom ein oder entnimmt Strom aus dem Speicher. Dafür bezahlt er dem Besitzer des Speichers eine Prämie. Dabei ist garantiert, dass der Besitzer rund um die Uhr soviel Strom bekommt, wie er gerade braucht – ganz so, wie er es gewohnt ist. Für den Besitzer des Speichers wird das Leben dadurch nicht komplizierter. Die gesamte Technik läuft automatisch. Wenn ein Eingriff notwendig ist, kümmert sich der Betreiber des Flexmarktes darum. Der Speicherbesitzer merkt davon gar nichts.

Mehr Infos:
Flexmärkte brauchen aktive Bürger
ALF als Beispiel für einen Flexmarkt

Was ist ein „Green Footprint“?2019-04-09T12:13:55+02:00

Der „Green Footprint“ soll veranschaulichen, wie sich der Konsum eines Produkts oder einer Dienstleistung auf die Umwelt auswirkt. Für den „grünen Fußabdruck“ gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Begriffe, Normen und wissenschaftlicher Modelle. Oft wird versucht, Umweltauswirkungen durch beispielhafte Zahlen – sogenannte Indikatoren – messbar und so vergleichbar zu machen. Der wohl bekannteste Indikator ist der CO2-Fußabdruck. Er gibt an, wie viel klimaschädliche Treibhausgase ein Produkt während seiner gesamten Lebenszeit verursacht – also von der Beschaffung der Rohstoffe über die Herstellung und den Transport bis zur Nutzung und Entsorgung.

Eine Empfehlung der EU-Kommission nennt insgesamt 14 verschiedene Indikatoren für einen „grünen Fußabdruck“, darunter:
– Giftigkeit für Süßwasser und Menschen
– Feinstaub
– Emissionen
– Versauerung von Böden und Gewässern
– Verbrauch von mineralischen und fossilen Ressourcen
– Wasserverbrauch im Verhältnis zur lokalen Wasserknappheit

Weil es so viele verschiedene Auswirkungen des Konsums auf die Umwelt gibt, existieren zahlreiche Kennzeichen für unterschiedliche Produkte, beispielsweise der „Blaue Engel“ oder Bio-Siegel für Lebensmittel. Eine Übersicht bietet das Webangebot Siegelklarheit.

Weitere Infos:
Rechner von Brot für die Welt
Rechner des Global Footprint Network
Umwelttipps für den Alltag des Umweltbundesamtes
CO2 und andere Treibhausgase

Was ist eigentlich „Grünes Gas“?2019-03-04T16:59:51+02:00

„Grünes“ Gas ist die Sammelbezeichnung für eine Reihe von Gasen, die zumeist aus landwirtschaftlichen Abfällen wie Pflanzenresten erzeugt werden. Bilanziell betrachtet, ist der Einsatz von „grünem“ Gas klimaneutral. Das heißt: Zwar entstehen auch bei seiner Nutzung CO2-Emissionen. Diese werden allerdings ausgeglichen, weil die Pflanzen für die Erzeugung des „grünen“ Gases im Zuge ihres Wachstums CO2 aufnehmen.

Ein Beispiel für „grünes“ Gas ist Biogas, das bei der Vergärung landwirtschaftlicher Abfälle entsteht. Einer der wichtigsten Bestandteile von Biogas ist Methan (CH4). Sein Anteil am Biogas ist unterschiedlich hoch, je nachdem, was als Ausgangsmaterial verwendet wird. Werden Zuckerrüben-Abfälle genutzt, kann der Methangehalt des Biogases bei rund 72 Prozent liegen. Wird das Methan aus dem Biogas gefiltert („aufgereinigt“), so wird es als „Biomethan“ bezeichnet und gilt ebenfalls als „grünes“ Gas.

Als „grünes“ Gas wird auch synthetisches Methan bezeichnet. Dieses lässt sich wie folgt gewinnen: Mit Ökostrom wird Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt („Power-to-Gas“). Bei Reaktion des Wasserstoffs mit Kohlenstoff entsteht dann „künstliches“ bzw. synthetisches Methan. „Grünes“ Gas kann auf längere Sicht Erdgas zumindest teilweise ersetzen. Das ist wichtig, weil Gaskraftwerke benötigt werden, um die witterungsbedingt schwankende Stromerzeugung von Photovoltaikanlagen und Windparks auszugleichen. Das muss aber möglichst ohne Ausstoß von CO2 erfolgen, um dem Klima nicht zu schaden. Deshalb wird angestrebt, in Gaskraftwerken vermehrt „grünes“ Gas statt „klassischem“ Erdgas einzusetzen. Auch die verstärkte Verwendung von „grünem“ Gas in Kraft-Wärme-Kopplungen (KWK) ist geplant. KWK erzeugen Strom und Wärme und sind deshalb für die Fernwärmeversorgung von Städten oftmals notwendig.

Was bedeutet eigentlich „grüne Wärme“?2019-03-04T17:04:12+02:00

Grüne Wärme ist Wärme, die mit Hilfe erneuerbarer Energien und damit klimaneutral gewonnen wird. Erneuerbare Energien zur Wärmenutzung gibt es beispielsweise in Form von Sonnenstrahlung, Biomasse (Holz, land- und forstwirtschaftliche Abfälle, zum Teil auch Lebensmittelreste) und Umweltwärme (in Luft, Boden, Wasser).

Biomasse wird meist in Form von Holzresten zum Heizen verwendet. Waren früher Öfen für einzelne Zimmer weit verbreitet, gibt es inzwischen zentrale Heizkessel, die weitgehend automatisch funktionieren und ein komplettes Haus mit Wärme versorgen können, wie man es bisher vor allem von konventionellen Hausheizungen kennt. Gängige Holzbrennstoffe sind Scheitholz, Hackschnitzel und gepresste Pellets.

Umweltwärme meint die natürlich vorhandene Wärme im Boden (Geothermie), im Grundwasser oder in der Luft. Wärmepumpen entziehen der Wärmequelle Energie, die zunächst ein Kältemittel erhitzt. Dieses wird durch eine strombetriebenen Pumpe verdichtet, wodurch sich seine Temperatur weiter erhöht. Diese Wärme wird schließlich an das Heizungswasser abgegeben.

Solarthermie-Anlagen wandeln Sonnenstrahlung in Wärme um. Die Strahlung trifft auf Kollektoren, in denen sich eine Absorberschicht befindet. Diese erhitzt eine Flüssigkeit, die ihre Energie widerum über einen Wärmetauscher an den Warmwasserspeicher des Heizungssystems abgibt.

In jüngerer Zeit wird auch verstärkt an der Möglichkeit gearbeitet, Ökostrom aus erneuerbaren Energien in großem Maßstab in Wärme umzuwandeln. Siehe dazu Power-to-Heat (P2H). Ökostrom kann auch bei der Herstellung von Gasen genutzt werden, die sich wiederum zur Wärmegewinnung verwenden lassen. Eine Erklärung findest du unter Power-to-Gas (P2G) sowie grünes Gas.

Weitere Infos:
Agentur für Erneuerbare Energien
Infos des Fördermittelgebers BAFA zu Biomasse, Solarthermie und Wärmepumpen

Was ist eigentlich eine „Kilowattstunde“?2019-03-04T17:08:01+02:00

Ganz einfach: Es ist ungefähr so viel Strom, wie Du brauchst, um ein Mittagessen für 4 Personen zu kochen. Du kannst mit einer Kilowattstunde Strom unter anderem auch 5 Kilogramm Wäsche bei 60 Grad waschen oder genug Wasser erwärmen, um 4 Minuten lang zu duschen.

In der Physik wird mit dem Begriff Kilowattstunde (kWh) üblicherweise der Energieverbrauch beschrieben. Mit „Energie“ ist dabei grundsätzlich nicht nur Strom gemeint, sondern auch Wärme. In Deutschland etwa entfallen rund zwei Drittel des Energieverbrauchs der Haushalte auf das Heizen. Deshalb ist es wichtig, auch die Wärme möglichst nachhaltig mit erneuerbaren Energien wie Biomasse zu erzeugen. Eine „Energiewende“ ohne „Wärmewende“ gibt es nicht. Der Energieverbrauch lässt sich leicht berechnen: Multipliziere einfach die Leistung eines Elektrogeräts mit seiner Betriebsdauer. Ein Beispiel: Wenn ein Klimagerät mit 1.000 Watt Leistung eine Stunde in Betrieb ist, verbraucht es 1.000 Wattstunden oder, umgerechnet: eine Kilowattstunde.

In Kilowattstunden bzw. Vielfachen von Kilowattstunden angegeben wird aber beispielsweise auch die Strom- bzw. Wärmeerzeugung von Kraftwerken. Eine Photovoltaikanlage mit 5.000 Watt bzw. 5 Kilowatt (kW) elektrischer Leistung erzeugt in einer Stunde 5 Kilowattstunden Strom. Ein Atomkraftwerk mit 1.000.000 kW bzw. 1.000 Megawatt (MW) Leistung kommt in einer Stunde auf 1.000 Megawattstunden (MWh).

Der Stromverbrauch von Staaten wird oft in Terawattstunden (TWh) angegeben. Eine TWh entspricht 1 Milliarde Kilowattstunden. Der gesamte Stromverbrauch Deutschlands von der Industrie bis zu den Haushalten liegt laut dem aktuellen Monitoringbericht zur Energiewende derzeit bei etwa 600 TWh pro Jahr. Laut Angaben des Umweltbundesamtes beträgt der Stromverbrauch etwa ein Viertel des gesamten Endenergieverbrauches.

Mehr Infos:
Sechster Monitoring Bericht zur Energiewende
Energieverbrauch nach Energieträgern

Was bedeutet eigentlich „klimaneutral“?2019-04-17T19:17:28+02:00

Das Konzept der Klimaneutralität lässt die Emission von Treibhausgasen zu, wenn dafür an anderer Stelle Treibhausgase in gleicher Höhe unschädlich gemacht werden. Unternehmen verwenden den Begriff häufig, wenn sie ihre Produktion nicht allein durch höhere Energieeffizienz und erneuerbare Energien umstellen wollen, sondern zusätzlich noch Treibhausgas vermeidende Projekte außerhalb der eigenen Wertschöpfungskette finanzieren. Die externe CO2-Ersparnis lassen sie sich dann durch Zertifikate anrechnen. In einem globalen Sinn wird Klimaneutralität erreicht, indem schwer vermeidbare Emissionen durch sogenannte negative Emissionen ausgeglichen werden. Diese lassen sich beispielsweise erreichen, indem Kohlendioxid im Untergrund gebunden wird, etwa in Form von wiederaufgeforsteten Wäldern oder durch das stark vermehrte Wachstum von Algen in den Ozeanen.

Mehr Infos:
Eperten schlagen Reformen für ein flexibles Energiesystem vor

Was ist eigentlich „Lastmanagement“?2019-03-04T17:14:17+02:00

Lastmanagement bedeutet, die benötigte Leistung (die „Last“) so zu steuern, dass die Verbrauchsspitzen möglichst abgefangen und Erzeugungsspitzen genutzt werden. Das kann passieren, indem Strom aus dem öffentlichen Netz vor allem dann bezogen wird, wenn er günstiger ist, heißt, wenn gerade viel erzeugt wird. Zu Zeiten, zu denen der Strom aus dem öffentlichen Netz teuer ist, wird er durch eigene Erzeugungsanlagen gedeckt, z. B. durch Photovoltaikanlagen. Hat jemand einen Stromspeicher, kann er günstigen Strom aus dem Netz oder eigens mit Photovoltaik erzeugten Strom speichern und später verbrauchen, wenn der Bezug aus dem Netz teuer käme.

Lastmanagement ist nichts grundsätzlich Neues. Bisher wurde es zumeist seitens der Verteilnetzbetreiber für ihre Kunden durchgeführt – von der Industrie bis zu den Haushalten. Auch für Kleinkunden, die eigene Anlagen zur Stromerzeugung besitzen („Prosumenten“), könnte es zunehmend interessant werden, sich selbst mit diesem Thema zu beschäftigen. Das gilt umso mehr, als Strom in Zukunft verstärkt auch im Mobilitätsbereich (Elektroauto) und für Heizzwecke (Wärmepumpen) zur Anwendung kommen wird.

Was ist eigentlich ein „Lastprofil“?2019-03-04T17:18:16+02:00

Als Lastprofil wird der zeitliche Verlauf des Strom-, Erdgas- und Wärmeverbrauchs von Verbrauchern bezeichnet. Der Verbrauch ist zu unterschiedlichen Tageszeiten unterschiedlich hoch. Wird in einem Haushalt mit Strom gekocht, ist der Bedarf beispielsweise am Morgen und am Abend eher hoch – wegen der Zubereitung des Frühhstücks und des Abendessens. Abends fällt üblicherweise auch zusätzlicher Stromverbrauch an – etwa fürs Fernsehen. Untertags ist der Verbrauch dagegen meist eher niedrig, weil die Haushaltsmitglieder entweder bei der Arbeit, in der Schule oder sonst irgendwie unterwegs sind.

Der Verbrauch von Strom, Erdgas und Wärme verändert sich aber nicht nur im Tagesverlauf, sondern auch im Lauf des Jahres. Im Winter wird mehr Erdgas und (Fern-)Wärme zum Heizen benötigt. Auch der Strombedarf kann höher sein als im Sommer, weil es länger dunkel ist und daher daher verstärkt elektrisches Licht genutzt wird.

Weil das Verbrauchsverhalten bei den meisten Haushalten sehr ähnlich verläuft, haben die Energieunternehmen sogenannte „Standardlastprofile“ erstellt. Sie bilden den „durchschnittlichen“ Verlauf des Verbrauchs ab und dienen auch heute noch als Grundlage für die Strom- und Gasrechnungen. Mit der Einführung intellingenter, zertifizierter Messsysteme im Strombereich dürfte sich das in den nächsten Jahrzehnten ändern, mit Vorteilen für den Stromkunden: In Zukunft wird es auch sogenannte „zeitvariable“ Strompreise geben. Wer seinen Strom zu Zeiten verbraucht, zu denen der Preis niedriger ist, hat die Möglichkeit zu sparen.

Was ist eigentlich ein „Microgrid“?2019-03-04T12:04:43+02:00

Ein Microgrid ist ein kleinräumiges Leitungsnetz zur Versorgung mit Energie, vor allem aber mit Strom. In zunehmendem Maß erfolgt die Produktion von Elektrizität in Deutschland in Kleinanlagen auf Basis erneuerbarer Energien, etwa Photovoltaikanlagen. Wenn deren Eigentümer auch über Stromspeicher verfügen, ist der Ausgleich zwischen der Stromerzeugung und dem Strombedarf örtlich möglich. Der aufwendige Ausbau der überregionalen Netze kann damit ein Stück weit umgegangen werden. Microgrids sind auch eine der technischen Grundlagen für Flexibilitätsmärkte, wie sie im Rahmen von C/sells eingerichtet werden. Sie tragen damit zum Gelingen der Energiewende bei, indem vorhandene Potentiale optimal ausgenutzt und mögliche Engpässe vermieden werden.

Bei Störungen in den überregionalen Netzen können Microgrids sich zumindest für eine begrenzte Zeit „abkapseln“ und die örtliche Stromversorgung weiterhin gewährleisten. Diese Möglichkeit des „Inselbetriebs“ erhöht die Versorgungssicherheit für die Kunden.

Bei der Steuerung von Microgrids kommt zunehmend digitale Kommunikations- und Netzmanagementtechnik zum Einsatz. Daher sind Microgrids in der Regel auch „Smart Grids“ (siehe auch „Smart Grid“).

Was ist eigentlich ein „Netzengpass“?2019-05-21T13:14:49+02:00

Ein Engpass im Stromnetz tritt dann auf, wenn eine Leitung weniger Strom transportieren kann als erforderlich. Wenn beispielsweise in einer Region mit vielen Windrädern gerade gute Windverhältnisse herrschen, wird manchmal so viel Strom erzeugt, dass er durch das vorhandene Netz nicht zu den Verbrauchern transportiert werden kann. Kurzfristig beheben die Netzbetreiber Engpässe durch Eingriffe in das Stromsystem, auch Redispatch genannt. Eine langfristige Lösung ist der Ausbau von Stromleitungen. Zudem ist es wichtig, Strom vor Ort flexibler zu nutzen. So muss das Netz weniger stark in Anspruch genommen werden und in den vorhandenen Leitungen kommt es seltener zu Engpässen.

Mehr Infos zu:
Redispatch
Südlink
Ultranet: Gleichstromübertragung auf bestehenden Trassen
Netzentwicklungsplan

Was ist eigentlich der „Netzentwicklungsplan“?2019-05-21T13:06:11+02:00

Im Netzentwicklungsplan legen die Betreiber des Stromübertragungsnetzes alle zwei Jahre dar, welche Höchstspannungsleitungen in den nächsten zehn bis 15 Jahren verstärkt oder neu gebaut werden sollen. Mit der Planung bereiten sie das Stromnetz auf das Abschalten von Kraftwerken, den Ausbau erneuerbarer Energien und den EU-weiten Binnenmarkt für den Handel mit Strom vor. Bevor Leitungen verstärkt oder neu gebaut werden, müssen die Netzunternehmen zunächst den Betrieb der bestehenden Trassen optimieren. So sollen die Kosten für Stromkunden und die Belastungen für Anwohner minimiert werden. Welche Vorhaben aus dem Netzentwicklungsplan tatsächlich notwendig sind, prüft die Bundesnetzagentur als unabhängige Institution.

Siehe auch:
Netzengpass

Was ist eigentlich 
“Ökostrom“?2019-04-17T11:42:03+02:00

Ökostrom ist Strom, der mit Hilfe erneuerbarer Energien erzeugt wird. Erneuerbare Energie entsteht beispielsweise durch Sonnenstrahlung, Wasserkraft, Windkraft oder Biomasse (Holz, land- und forstwirtschaftliche Abfälle).

Die Stromerzeugung mit Sonnenstrahlung wird als Photovoltaik (PV) bezeichnet. PV-Anlagen nutzen den „photoelektrischen Effekt“, den Albert Einstein 1905 erklärte. Er bekam dafür 1921 den Nobelpreis. Die Internationale Energieagentur (IEA) hat berechnet: Die Sonnenstrahlung, die die Erde in einer einzigen Stunde trifft, könnte den Energiebedarf der Menschheit ein ganzes Jahr lang decken. In Windrädern dreht der Wind die Welle eines Generators und erzeugt so Strom. Stehen die Windräder an Land, spricht man von „Onshore-Anlagen“. Befinden sie sich in küstennahen Meeresgebieten, heißen sie „Offshore-Anlagen“. Die Windkraft und die Photovoltaik sind die wichtigsten Technologien zur Ökostromerzeugung in Deutschland. In Wasserkraftwerken dreht das Wasser eine Turbine. Sie dreht ihrerseits die Welle eines Generators, der Strom produziert. Bei Speicherkraftwerken stürzt das Wasser durch einen Schacht aus einem Speichersee herab und treibt die Turbine an. Pumpspeicherkraftwerke können Wasser aus ihrem unteren in ihren oberen Speichersee pumpen. So nutzen sie dieselbe Wassermenge mehrmals zur Stromerzeugung. In Biomassekraftwerken werden Biomaterialien verbrannt und in Energie umgewandelt, wie beispielsweise Holzabfälle. Dabei entsteht Wasserdampf, der eine Turbine und über diese einen Generator antreibt. Ähnlich funktionieren Biogasanlagen. Sie verfügen über einen Fermenter, in dem landwirtschaftliche Abfälle in Biogas umgewandelt werden, das als Brennstoff dient.

Laut Bundeswirtschaftsministerium haben die erneuerbaren Energien an der gesamten Stromerzeugung in Deutschland einen Anteil von rund 33 Prozent und liegen damit an erster Stelle. Nummer 2 ist die Braunkohle mit 22,5 Prozent, gefolgt von der Steinkohle mit 14,1 Prozent, Erdgas mit 13,2 Prozent und der Kernkraft mit 11,7 Prozent.

Mehr Infos:
Wasserkraft, die grüne Batterie der Energiewende
Erneuerbare Energien
saubere Energien.

Was bedeutet „Ökostrom mit Gütesiegel“?2019-03-04T17:22:03+02:00

In Deutschland bietet eine Vielzahl von Unternehmen Ökostrom an. Auch die Bezugsbedingungen und die Tarife unterscheiden sich teils erheblich. Wer den Bau neuer Erzeugungsanlagen unterstützen möchte, kann laut Umweltbundesamt Strom mit dem „Grüner Strom-Label“ oder dem „Ok-Power-Label“ kaufen. Energieunternehmen, die solchen Strom anbieten, investieren unter anderem in neue Photovoltaikanlagen und Windparks.

Das wichtigste Instrument für den Ökostromausbau in Deutschland ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Der Strom aus den damit geförderten Anlagen wird ins öffentliche Netz eingespeist. Er wird nicht von bestimmten Kunden bezogen, sondern von allen Stromverbrauchern in Deutschland zu rechnerisch gleichen Teilen.

Mehr Infos: Umwelttipps für den Alltag

Was bedeutet „partizipativ“?2019-03-04T17:32:33+02:00

Eine wesentliche Grundlage von C/sells bildet die aktive Beteiligung der Bevölkerung. Interessierten werden zahlreiche Informationen und Möglichkeiten geboten, wie sie einen Beitrag am Energiesystem der Zukunft leisten können. Ob Bürger oder Bürgerinnen, Gewerbe oder öffentliche Einrichtungen: C/sells ermöglicht es der gesamten Gesellschaft, die Energiewende mitzugestalten. Eine Möglichkeit liegt in der Nutzung von Solarstrom. Dieser kann mit Hilfe von Batterien gespeichert werden. Energie-Konsumenten werden so gleichzeitig zu Produzenten, also zu sogenannten Prosumenten. Unternehmen und Haushalte können ihren Energieverbrauch optimieren und neue Geschäftsfelder erschließen. Der eigene Stromverbrauch wird zum Zweck der Netzstabilisierung verlagert, um von günstigeren Konditionen zu profitieren. C/sells arbeitet an einem Energiesystem, das allen die Möglichkeit zur Beteiligung bietet – je nach Wunsch und individuellen Rahmenbedingungen.

Wir schaffen umfassende Möglichkeiten, dank derer sich Bügerinnen und Bürger, Unternehmen sowie Institutionen an der Transformation des Energiesystems beteiligen können. Diese Beteiligung erfolgt sowohl durch die aktive Mitgestaltung und Nutzung von Energiedinestleistungen und -produkten als auch durch Investitionen in erneuerbare Stromerzeugung (z.B. Photovoltaik-Anlagen oder Windparks).

Was ist eigentlich „Power-to-Gas“?2019-03-04T17:40:44+02:00

Ganz grundsätzlich bezeichnet Power-to-Gas (P-t-G bzw. P2G) ein Verfahren, bei dem Wasser mit Strom aus erneuerbaren Energien in seine Bestandteile zerlegt wird, also in die Gase Sauerstoff und Wasserstoff. Daher kommt die Bezeichnung Power-to-Gas: Konkret wird hier unter Einsatz elektrischen Stroms erneuerbares Gas gewonnen. Dies ermöglicht, den Stromsektor mit anderen Sektoren zu koppeln, wenn beispielsweise das so gewonnene Gas anschließend zum Heizen genutzt wird.

Der Wasserstoff kann auf mehrere Arten als Energieträger genutzt werden. Er ist neben Kohlenstoff der wichtigste Bestandteil von Erdgas (chemisch CH4) und lässt sich daher ins Erdgasnetz sowie in Gasspeicher einspeisen. So ist es möglich, Strom aus erneuerbaren Energien (Ökostrom) über Monate hinweg in Form von Wasserstoff zu lagern. Zurzeit ist eine Beimischung von maximal vier Prozent Wasserstoff zu Erdgas zulässig. Dieses Gemisch kann in Gaskraftwerken zur Stromerzeugung verwendet werden. Das ist wichtig, weil im Sommer insgesamt meist mehr Ökostrom erzeugt wird, als verbraucht werden kann. Im Winter dagegen wird oft zu wenig Ökostrom produziert, um den Bedarf zu decken. Deshalb ergibt es Sinn, den im Sommer überschüssigen Strom zu speichern und ihn im Winter zu verbrauchen.

Wasserstoff kann außerdem als Brennstoff in Brennstoffzellen eingesetzt werden. Dort reagiert er mit Sauerstoff und erzeugt so Strom und Wärme. Deutsche Technologieunternehmen sind weltweit führend, was Power-to-Gas und Brennstoffzellen betrifft. Deshalb ist dieses Thema auch von Bedeutung für die einschlägige Industrie, der sich damit ein neues Geschäftsfeld eröffnet – sowohl im Inland als auch im Ausland.

Das gilt nicht zuletzt für die Automobilindustrie als einem Wirtschaftszweig, der in Deutschland besonders wichtig ist. Denn auch im Verkehrssektor kann Wasserstoff von Nutzen sein, nämlich als Kraftstoff für Autos. In Deutschland gibt es bereits eine Reihe von Wasserstofftankstellen. Mehr dazu findet man hier. Fahrzeuge mit Wasserstoff-, aber auch Brennstoffzellen-Antrieb gelten neben Elektroautos als mögliche Lösung für eine saubere, umweltfreundliche Mobilität.

Wasserstoff lässt sich aber auch in der Industrie selbst nutzen: Europaweit laufen mehrere Pilotprojekte, um ihn in der Stahlindustrie einzusetzen. Deren Ziel ist es, Stahl ohne Verwendung von Kohlenstoff zu erzeugen. Damit ließen sich große Mengen von CO2-Emissionen vermeiden. Power-To-Gas kann deshalb im Bereich der (Stahl-)Industrie in Zukunft eine wichtige Rolle einnehmen.

Mehr zum Thema Sektorkopplung findest Du hier.

Was ist eigentlich „Power-to-Heat“?2019-03-04T17:42:07+02:00

Power-to-Heat (P-t-H bzw. P2H) bedeutet, unter Einsatz elektrischen Stroms Wärme zu erzeugen, die beispielsweise zum Heizen oder zur Warmwasserbereitstellung genutzt werden kann.

Mit Strom aus erneuerbaren Energien (Ökostrom) kann das ohne CO2-Emissionen erfolgen. Das ist sehr wichtig, weil auf das Heizen von Gebäuden etwa 28 Prozent des deutschen Energiebedarfs entfallen und auf die Erzeugung von Warmwasser für Haushalte etwa weitere fünf Prozent. Die „Wärmewende“ ist also ein unverzichtbarer Teil der Energiewende.

Technisch gesehen wird P-t-H in Privathaushalten oftmals mittels Wärmepumpen umgesetzt. Großtechnisch, also etwa in Fernwärmenetzen, kommen oft Elektrodenkessel zur Verwendung. Sie funktionieren im Wesentlichen wie Tauchsieder, die Wasser mit Strom zum Kochen bringen. Einer der Vorteile dabei ist, dass das erwärmte Wasser über Monate hinweg auf ziemlich konstanter Temperatur gehalten werden kann. Somit ist es möglich, mit überschüssigem Strom im Sommer Wärme zu erzeugen und diese im Winter zu nutzen. Das spart fossile Brennstoffe wie Erdgas, Erdöl und Kohle.

P-t-H ist folglich eine wesentliche Art der Sektorkopplung: Der Strom- und der Wärmesektor werden miteinander verbunden. Das macht die Energieversorgung insgesamt effizienter und klimaverträglicher.

Mehr zum Thema Sektorkopplung findest Du hier.

Was ist eigentlich ein „Prosument“?2019-03-04T17:44:39+02:00

Ein Prosument („Prosumer“) ist jemand, der Strom nicht nur verbraucht, sondern auch erzeugen kann. Der Begriff ist eine Zusammensetzung aus den Worten „produzieren“ und „konsumieren„.

Ein klassisches Beispiel für einen Prosumenten ist ein Haushalt, der eine eigene Photovoltaik-Anlage (PV-Anlage) auf seinem Hausdach installiert hat. Außerdem besitzt er meistens einen Batteriespeicher. Mit der PV-Anlage erzeugt er Strom. Was er davon nicht selbst verbraucht, speist er in das öffentliche Netz oder in seinen Batteriespeicher ein.

Prosumenten sind somit sehr flexibel, was ihren Strombezug aus dem öffentlichen Netz sowie die Stromeinspeisung in das Netz betrifft. Deshalb können sie gut an Flexmärkten teilnehmen.

Was bedeutet „Sektorkopplung“?2019-03-04T17:45:50+02:00

Sektorkopplung bedeutet, Strom aus erneuerbaren Energien auch in den Sektoren Verkehr und Wärme zu nutzen. So lassen sich CO2-Emissionen vermeiden, die beim Verbrennen fossiler Energieträger wie Erdöl, Erdgas und Kohle entstehen. Was den Verkehr betrifft, kann die Sektorkopplung beispielsweise mit Elektroautos erfolgen. Eine andere Möglichkeit ist, mit Ökostrom Wasserstoff herzustellen und diesen als Kraftstoff zu nutzen. Im Wärmesektor werden Wärmepumpen zunehmend beliebter: Laut dem aktuellen Monitoringbericht zur Energiewende in Deutschland hat sich ihre Anzahl seit 2008 von knapp 500.000 bis 2016 auf etwa 960.000 fast verdoppelt.

Auch in der Industrie wird überlegt, im Sinne der Sektorkopplung vermehrt Strom zu nutzen. Wasserstoff, der mit Ökostrom erzeugt wird, könnte beispielsweise in der Stahlbranche verwendet werden. Das würde es langfristig möglich machen, dort auf Kohle zu verzichten.

Download Poster Sektorkopplung

Was bedeutet eigentlich „Smart City“?2019-03-04T17:53:07+02:00

In Smart Citys verbessern digitale Technologien die Versorgung mit wichtigen Gütern wie Mobilität, Energie, Wohnraum, Sicherheit und Gesundheit. Die intelligente Verknüpfung und Auswertung von Sensordaten hilft in erster Linie dabei, vorhandene Kapazitäten – etwa der Straßeninfrastruktur – effizienter zu nutzen. Echtzeitdaten und eine Verkehrssteuerung reduzieren zum Beispiel die Zeiten für Pendler oder die Suche nach Parkplätzen. Im Gesundheitswesen verbessern Ferndiagnosen die Versorgung chronisch Kranker.

Im Energiebereich senkt beispielsweise eine bedarfsgesteuerte LED-Beleuchtung den Strombedarf. Im Mannheimer Modellquartier Franklin Village ist sie ebenso vorgesehen wie Smart Energy Homes. Dank der intelligenten Steuerung wird der Strom- und Wärmeverbrauch auf die Bedürfnisse der Nutzer und des Energiesystems abgestimmt und gleichzeitig Energie gespart. Bei der Einbindung technischer Einrichtungen muss die IT- und Datensicherheit stets mitberücksichtigt werden. Intelligente Messsysteme für den Stromverbrauch – häufig Smart Meter genannt – zertifiziert in Deutschland das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik in einem aufwändigen, jahrelangen Verfahren. Ein wichtiger Faktor für die Verbreitung von smarten Technologien ist außerdem die Nutzerfreundlichkeit, weshalb die Technologien im realen Betrieb getestet werden müssen.

Was ist eigentlich ein „Smart Grid“?2019-03-04T18:01:22+02:00

Ein Smart Grid ist ein „intelligentes“ Stromnetz.

Es ist üblicherweise mit digitalen Messgeräten ausgestattet, die den Stromverbrauch und die Stromerzeugung jederzeit genau erfassen. Das ist notwendig, weil immer mehr Strom mit vielen kleinen Anlagen erzeugt wird statt mit wenigen großen Kraftwerken.

Als „Prosumenten“ erzeugen auch Bürgerinnen und Bürger zunehmend selbst Strom. Hinzu kommt: Die Kleinanlagen nutzen zur Stromerzeugung meistens erneuerbare Energien, etwa die Windkraft und die Sonnenstrahlung (siehe auch „Ökostrom“). Somit wird die Erzeugung stärker vom Wetter abhängig und kann erheblich schwanken. Das kann das Stromnetz belasten und in Extremfällen seinen sicheren Betrieb gefährden. Denn es kann zu viel oder zu wenig Strom erzeugt werden, um den momentanen Bedarf zu decken. Wird zu viel Strom erzeugt, müssen im schlimmsten Fall Erzeugungsanlagen für erneuerbare Energien abgeschaltet werden. Wird zu wenig Strom erzeugt, müssen Kohle- oder Gaskraftwerke hochgefahren werden.

Der Betreiber des Stromnetzes muss deshalb möglichst genau wissen, wo gerade wie viel Strom erzeugt und verbraucht wird. Diese Informationen liefern ihm die digitalen Messgeräte im Netz. Sie machen das Netz zum „Smart Grid“ und erleichtern dem Netzbetreiber damit, die Stromerzeugung und den Stromverbrauch auszugleichen.

„Smart Grids“ helfen also, die erneuerbaren Energien besser zu nutzen. Sie sind daher wichtig für den ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Klimaschutz. Außerdem erleichtern sie den Bürgerinnen und Bürgern, selbst an der Energiewende teilzunehmen.

Was bedeutet eigentlich „Smart Home“?2019-05-21T10:36:33+02:00

Mit Smart Home sind digital vernetzte Wohngebäude gemeint. Die Nutzer sollen dadurch neue Informationsangebote und Steuerungsmöglichkeiten bekommen – entweder in der Wohnung selbst oder über das Mobilfunknetz und das Internet auch von unterwegs. Beispiele für mögliche Anwendungen sind die Bereitstellung von Informationen zum eigenen Energieverbrauch, zu Energie-Einsparmöglichkeiten oder auch zu Sicherheitsproblemen im Haushalt. Auch möglich sind Anwendungen zur Steuerung von elektronischen Haushaltsgeräten und Gebäudetechnik, wie etwa Waschmaschinen oder Rollläden. Über das Erstellen von Nutzerprofilen ist es beispielsweise auch möglich, die Steuerung eines Wohngebäudes komplett zu automatisieren.

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Smarte Daten: Von der Masse zum Nutzen
Warum intelligente Messgeräte unsere Energiezukunft sichern

Was ist eigentlich „Solarthermie?“2019-05-21T10:37:27+02:00

Solarthermie ist die Erzeugung von Wärme durch Sonnenstrahlung. Sie erfolgt mithilfe von Solarkollektoren, in denen die Sonnenstrahlen eine Flüssigkeit erhitzen. Diese zirkuliert in einem Röhrensystem, das einen Wärmetauscher durchfließt. Über den wird die Wärme für Heizung und Warmwasser, etwa zum Baden und Duschen, bereitgestellt. Oft werden solarthermische Anlagen mit anderen Heizungs- und Warmwasserbereitungssystemen kombiniert. Laut dem Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) lassen sich dadurch rund 10 bis 30 Prozent an Brennstoffen wie Öl und Gas einsparen.

Ob sich eine thermische Solaranlage für einen Privathaushalt rechnet, hängt vom Einzelfall ab. Wenn Du Interesse hast, sprichst Du am besten mit einem zertifizierten Energieberater. Jedenfalls gibt es eine ganze Reihe von Förderungen für solche Anlagen, unter anderem vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA). Näheres findest Du hier.

In Deutschland sind zurzeit (Stand: Ende 2017) rund 2,3 Millionen Solarkollektoren installiert. Sie decken erst etwa ein Prozent des Wärmebedarfs in der Bundesrepublik.

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www.solarwirtschaft.de
www.sonnigeheizung.de
Solarenergie für zu Hause – welche Möglichkeiten gibt es?

Was sind eigentlich „synthetische Kraftstoffe“?2019-05-21T13:03:39+02:00

Synthetische Kraftstoffe werden auf Basis von Strom und einer Kohlenstoffquelle hergestellt. Wenn dabei Ökostrom verwendet wird, gelten sie als klimaneutral. Dadurch sind synthetische Kraftstoffe eine Möglichkeit, die Verwendung von Erdöl im Verkehrssektor zu beenden. Als Kohlenstoffquelle kommt beispielsweise CO2 in Betracht, das durch die Verbrennung von synthetischen Kraftstoffen in einem Treibhausgas-neutralen Kreislauf geführt wird. Synthetische Kraftstoffe können gasförmig sein wie Wasserstoff und Methan – auch synthetisches Erdgas genannt – oder flüssig wie regeneratives Methanol, Benzin oder Kerosin.

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„Öko Sprit aus dem Labor“

Was bedeutet hier „vielfältig“?2019-04-09T13:42:19+02:00

Die zunehmende Dezentralisierung und Digitalisierung des Energiesystems wird die Vielfalt und Anzahl an Marktakteuren, Produkten und technischen Lösungen steigern. Im Rahmen von C/sells werden unterschiedliche Produkte, Lösungen und Regeln entwickelt und getestet, um diese Vielfalt zu strukturieren und zu organisieren. So kann besser auf Kundenbedürfnisse eingegangen werden. Diese Vielfalt spiegelt sich auch in den Demonstrationszellen wider, die im Rahmen von C/sells an innovativen Projekten zur Umsetzung des intelligenten Energiesystems arbeiten.

Jede Zelle besitzt eine individuelle Struktur technischer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen – eine Universallösung, die überall passt, gibt es nicht. C/sells bietet einen Ansatz, um die verschiedenen Konzepte und Anforderungen in das Energiesystem der Zukunft zu integrieren. Die digitale Vernetzung aller Zellen macht’s möglich: Verschiedene Produkte und technische Lösungen können leichter als bisher eingebunden werden. Beispielsweise können Prosumenten mit Solaranlage und Batteriespeicher helfen, das Netz stabil zu halten. Ähnlich können auch Großverbraucher vorgehen, indem sie ihren Verbrauch flexibel an die Erzeugung anpassen. Alles ist in das Energienetz von morgen integrierbar.

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C/sells Leitidee

Was ist eigentlich ein „virtuelles Kraftwerk“?2019-04-03T14:37:00+02:00

Werden viele kleine, weit voneinander entfernte Anlagen zur Stromerzeugung gemeinsam gesteuert, spricht man von einem virtuellen Kraftwerk. Die Stromerzeugungsanlagen können beispielsweise klimafreundliche Photovoltaik-, Windkraft- und Biomasse-Anlagen sein, darunter vielleicht auch eine heimische Solaranlage. Durch Kommunikationstechnik melden sie an eine gemeinsame Leitzentrale, wie viel Elektrizität sie gerade liefern. Die Zentrale kann außerdem steuern, ob einzelne Anlagen ihre Stromerzeugung vorubergehend leicht drosseln oder wieder hochfahren.

Der Sinn dieser gemeinsamen Steuerung ist es, die Fähigkeiten eines einzelnen, großen Kraftwerks nachzuahmen. Der Verbund aus vielen kleinen Anlagen ist sogar viel flexibler als ein Großkraftwerk, weil sich gezielt auch einzelne Komponenten steuern lassen. Durch das Drosseln oder Hochfahren der Stromerzeugung kann ein virtuelles Kraftwerk seinen Strom in fein abgestuften Mengen und ganz gezielt zu bestimmten Zeiten anbieten – beispielsweise an regionalen Flexibilitätsmärkten. Auf diese Weise stabilisiert das virtuelle Kraftwerk das Stromnetz.

Außer Anlagen zur Stromerzeugung lassen sich auch Speicher sowie stromverbrauchende Geräte und Maschinen in ein virtuelles Kraftwerk einbinden.

Was ist eigentlich „Volatilität“?2019-04-17T11:16:44+02:00

Volatilität bezeichnet im weitesten Sinne die Schwankungsbreite von Börsenkursen in einem bestimmten Zeitraum. An der Strombörse, wo es einen Strompreis für jede Stunde oder Viertelstunde gibt, kann man beispielsweise für jeden Tag einen durchschnittlichen Strompreis errechnen. Die Volatilität gibt dann an, wie stark die Preise im Verlauf des Tages von diesem Mittelwert nach oben oder unten abweichen.

In der Energiewirtschaft wird mit Volatilität auch häufig die schwankende Einspeisung von Solar- und Windenergie bezeichnet. An der Strombörse nimmt die Volatilität immer weiter zu, die Strompreise schwanken also stärker und häufiger. Das hängt mit der Volatilität von Wind- und Solarenergie zusammen. Die Windverhältnisse können sich beispielsweise so schnell ändern, dass die Einspeisung von Windenergie in das Stromnetz innerhalb einer Stunde deutlich sinkt. Dadurch steigt der Strompreis von einer Stunde zur anderen entsprechend an. Das muss aber nicht so sein. Entscheidend ist, dass das Energiesystem zu erneuerbaren Energien passt. Durch einen Flexmarkt können flexible Anlagen wie Batteriespeicher gezielt dann Strom ins Netz einspeisen oder aus dem Netz aufnehmen, wenn der Strompreis ansteigt oder fällt. Die Volatilität der Preise wird dadurch wieder reduziert. Unflexible Anlagen wie Kohlekraftwerke, die ihre Energieeinspeisung nur langsam und geringfügig ändern können, verstärken dagegen die Preisvolatilität in einem Stromsystem mit erneuerbaren Energien.

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Virtuelle Kraftwerke
Netzplanung und Systemstabilität

Was bedeutet „zellulär“?2019-04-17T11:56:31+02:00

Einzelne Gebäude, Anlagen oder geografisch abgegrenzte Gebiete bilden sogenannte Zellen. Diese können sich in Größe, Struktur und Funktion unterscheiden. Energieerzeugung und -Verbrauch werden vor Ort mittels digitaler Energienetze geregelt und Netzengpässe ausgeglichen. Erzeugung und Verbrauch von Energie innerhalb einer Zelle wird ebenso geregelt, wie die netzdienliche Bereitstellung von Flexibilität. Beim zellulären Lösungsansatz von C/sells sind benachbarte Zellen untereinander verbunden, handeln autonom und stehen z.B. durch virtuelle Kraftwerke in ständigem Austausch. Je nach Variante können so vielfältige Zellen mit unterschiedlichen Größen und unterschiedlicher Anzahl von Akteuren entstehen.

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Microgrid
Smart Grid
C/sells Leitidee
Zellen und Markt verbinden

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