Energieatlas Nordrhein-Westfalen
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Potenzialstudie Erneuerbare Energien

1. Einleitung

2. Potenzialstudie Windenergie Nordrhein-Westfalen

3. Potenzialstudie Solarenergie Nordrhein-Westfalen

4. Potenzialstudie Bioenergie Nordrhein-Westfalen

5. Potenzialstudie Wasserkraft Nordrhein-Westfalen

6. Potenzialstudie Geothermie Nordrhein-Westfalen

 
 

Einleitung

Die Landesregierung Nordrhein-Westfalen hat sich zum Ziel gesetzt, die Erneuerbaren Energien in NRW stark auszubauen. Dazu hat sie das Klimaschutzgesetz auf den Weg gebracht in dem festgeschrieben ist, den Ausstoß von klimaschädlichen Treibhausgasen drastisch zu reduzieren. Bis zum Jahr 2020 sollen 25 % der Treibhausgasemissionen gegenüber 1990, bis 2050 sogar über 80 % eingespart werden. Ein Eckpunkt des Klimaschutzgesetzes ist der Ausbau der Erneuerbaren Energien.

In diesem Rahmen hat das MKULNV das LANUV mit der Durchführung der Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW beauftragt. Durch fundierte Analysen für die Energieformen Solarenergie, Windenergie, Bioenergie, Geothermie und Wasserkraft sollen Potenziale zu ihrem weiteren Ausbau ermittelt werden. Der Fokus liegt insbesondere auf der Darstellung regionaler Potenziale, möglichst auf der Gemeindeebene. Die Ergebnisse werden hier im Fachinformationssystem Energieatlas NRW veröffentlicht. Sie sollen als Grundlage für die unterschiedlichen Planungsebenen, wie z.B. Kommunen, Kreise, Bezirksregierungen und Genehmigungsbehörden, dienen.

Potenzialstudie Windenergie Nordrhein-Westfalen

Die „Potenzialstudie Windenergie NRW“ wurde von Oktober 2011 bis Oktober 2012 bearbeitet. Der Abschlussbericht „LANUV Fachbericht 40: Potenzialstudie Erneuerbare Energien, Teil 1: Windenergie“ steht an dieser Stelle als download zur Verfügung.   

Im Rahmen der Studie wurden alle landesweit verfügbaren Grundlagendaten gesammelt, die bei der Planung und Ausweisung von Flächen für die Windenergie laut Windenergie-Erlass NRW und weiterer Regelungen von Bedeutung sind. Darüber hinaus wurden Windfelder für Höhen, die dem aktuellen Stand der Technik entsprechen, berechnet und mit den Erträgen bestehender Windenergieanlagen validiert. Damit stehen für das Land NRW nun erstmals flächendeckende Informationen zum Windfeld in den Höhen 100, 125, 135 und 150 m über Grund zur Verfügung. Die Grundlagenkarten stehen unter Karte Planung Wind hier im Energieatlas NRW für die Öffentlichkeit zur Verfügung.

Für die Potenzialanalyse sind Grundlagendaten, Windfelder sowie eine schalloptimierte Berechnung in eine GIS-gestützte Flächenanalyse eingeflossen. Zusammen mit den Windfeldern konnten so Flächen- und Ertragspotenziale für ganz NRW sowie auf den Ebenen der Planungsregionen, der Kreise und der Gemeinden ermittelt werden. Die Potenziale wurden für drei Szenarien ermittelt, die sich jeweils im Grad des Einbezugs der Waldflächen unterscheiden.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass in Nordrhein-Westfalen durchaus relevante Potenziale für den Ausbau der Windenergie gegeben sind. Unter den aktuellen Rahmenbedingungen könnten auf Freiflächen außerhalb des Waldes potenziell 48 TWh/a Windstrom generiert werden (NRWalt-Szenario). Unter Hinzunahme der Nadelwaldflächen und der Kyrill-Windwurfflächen (NRW-Leitszenario) erhöht sich die potenzielle Stromproduktion auf  71 TWh/a. Bei zusätzlicher Nutzung der Laub- und Mischwälder (NRWplus-Szenario) auf 83 TWh/a. Unter Berücksichtigung einer Konzentrationswirkung von mindestens drei Windenergieanlagen in einem Windpark verbleiben im NRWalt-Szenario noch gut 44 %, also 21 TWh/a der Potenziale, im NRW-Leitszenario und NRWplus-Szenario 55% (39 TWh/a) bzw. 63% (52 TWh/a).

 

Potenzialstudie Solarenergie Nordrhein-Westfalen

Die „Potenzialstudie Solarenergie NRW“ wurde im Juni 2013 veröffentlicht. Der Abschlussbericht „LANUV Fachbericht 40: Potenzialstudie Erneuerbare Energien, Teil 2: Solarenergie“ steht an dieser Stelle als download zur Verfügung. Die Grundlagenkarten zur Ermittlung von Flächenpotenzialen für die Freiflächen-Photovoltaik sind unter Karte Planung Solar hier im Energieatlas NRW eingestellt. Ebenfalls dort abgelegt sind verschiedene Potenzialkarten sowie eine Karte zu vorhandenen Solardachkatastern in den Gemeinden NRWs.

Die Solarenergiepotenziale wurden auf Basis hochaufgelöster Laserscandaten und detaillierter Strahlungssimulation analysiert. Für die Dachflächen wurden 24 Modellgebiete flächenscharf untersucht und die Ergebnisse anschließend auf die Gemeinden in NRW hochgerechnet. Für die Analyse potenzieller Photovoltaik-Freiflächenstandorte wurden die Flächen in NRW, die nach dem novellierten Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) förderungsfähig sind, betrachtet.

Die Studie zeigt, dass bei einer Ausschöpfung aller geeigneten Flächen PV mit einer installierbaren Leistung von ca. 87 GWpund einem jährlich zu erwartenden Stromertrag von etwa 72 TWh zur Stromversorgung NRW’s beitragenkönnte. Damit ließen sich über 50 % des gesamten Stromverbrauchs in NRW abdecken (2010: 138 TWh) und mehr 100 % des Stromverbrauchs des privaten Sektors (2010: 32 TWh). Mit dem gesamten technischen Potenzial könnten rund 41 Mio. t CO2-Emissionen eingespart werden. Dachflächen liefern dazu einen möglichen Stromertrag von 39 TWh (53%), Freiflächen von 33 TWh (47%).

Potenzialstudie Bioenergie Nordrhein-Westfalen

Die Potenzialstudie Bioenergie steht seit September 2014 als "LANUV-Fachbericht 40: Potenzialstudie Erneuerbare Energien, Teil 3: Biomasse-Energie" der Öffentlichkeit zur Verfügung. Viele Potenzialkarten aus der Studie stehen unter der Karte Planung Biomasse zur Verfügung.

Die Studie beschreibt die Potenziale aus Land-, Forst- und Abfallwirtschaft unter Berücksichtigung der Aspekte Umweltverträglichkeit und Nutzungskonkurrenzen in verschiedenen Szenarien. Anders als bei der Wind- und Solarenergie werden in NRW im Bereich der Biomasse bereits große Anteile der vorhandenen Potenziale energetisch genutzt. Trotzdem bestehen noch Ausbaupotenziale, die unter nachhaltigen und naturverträglichen Bedingungen erschlossen werden können.

Das NRW-Leitszenario weist ein technisch machbares Biomasse-Potenzial von 31,9 TWh/a aus - dabei entfallen 8,4 TWh/a auf Strom und 23,5 TWh/a auf Wärme. Bestehende Biomassekonversionsanlagen in NRW produzieren hiervon bereits etwa die Hälfte. Im Wärmesektor wird die produzierte Energie allerdings häufig nicht genutzt. Um die Biomasse effizient zu verwerten, sollte darauf hingearbeitet werden, diese Wärmeenergie über Nah- und Fernwärmenetze zu erschließen. Weitere Schwerpunkte sieht die Studie in der Effizienzsteigerung bestehender Anlagen, die energetische Verwertung von Abfällen und Wirtschaftsdüngern sowie der Kaskadennutzung. Die Ausbaupotenziale in der Land- und Forstwirtschaft sollten unter qualitativen und nachhaltigen Gesichtspunkten erschlossen werden.

Potenzialstudie Wasserkraft Nordrhein-Westfalen

Nach Abschluss der Studie werden an dieser Stelle die Ergebnisse bereit gestellt.

Potenzialstudie Geothermie Nordrhein-Westfalen

Die Potenzialstudie Geothermie steht seit April 2015 als "LANUV-Fachbericht 40: Potenzialstudie Erneuerbare Energien, Teil 4: Geothermie" als Download zur Verfügung.

Im Rahmen der Potenzialstudie Geothermie wurden die wärmetechnischen Potenziale der oberflächennahen Geothermie berechnet. Die Studie beschränkt sich hierbei auf die Nutzung durch Erdwärmesonden und einer maximalen Erschließungstiefe von 100 m.

Dabei wurden zunächst die Freiflächenanteile jedes Grundstücks in NRW mit Hilfe eines geographischen Informationssystems ermittelt sowie die technisch nutzbaren geothermischen Potenziale unter Annahme verschiedener Randbedingungen berechnet. Anschließend wurde durch Bezug auf den Wärmebedarf der Gebäude das technisch nutzbare geothermische Potenzial grundstücksscharf ausgewiesen. Auf der einen Seite ergibt sich so die geothermische Ergiebigkeit auf Grundlage des Flächendargebots, der Untergrundeigenschaften, des klimatischen Einflusses und etwaiger Restriktionsbestimmungen. Auf der anderen Seite wird das Gebäude entsprechend seiner Größe und Nutzungsart als Wärmesenke definiert.

Unter den getroffenen Annahmen ergibt sich ein Wärmebedarf von 271,1 TWh/a für alle Gebäude in NRW. Dem gegenüber steht ein technisch nutzbares geothermisches Potenzial von 153,7 TWh/a im Szenario A (mit Wasserschutzgebiet III, IIIa, IIIb und IIIc) und 141,3 TWh/a im Szenario B (ohne Wasserschutzgebiet III, IIIa, IIIb und IIIc). Somit ergibt sich für ganz NRW ein prozentualer Deckungsanteil von 56,7 % im Szenario A und 52,1 % im Szenario B. Dies bedeutet, dass über die Hälfte des Wärmebedarfs der Gebäude über die oberflächennahe Geothermie mittels Erdwärmesonden gedeckt werden kann.