Allgemeines methodisches Vorgehen
Die Datengrundlage der zur Verfügung gestellten Karten resultiert aus verschiedenen Quellen. Fraunhofer UMSICHT prüft die Daten nach bestem Wissen und Gewissen und validiert diese wenn nötig auf Basis wissenschaftlicher Standards. Diese Daten erheben daher keinen Anspruch auf Vollständigkeit und auch nicht an jeder Stelle auf vollständige Korrektheit. In vielen Fällen sind die Daten nicht in einheitlicher Form verfügbar. Daher wurden teilweise fehlende Daten aus vorhandenen extrapoliert oder einzelne Datenlücken durch eigene Berechnungen geschlossen.
Erneuerbare Energien – Installierte Leistung und Stromproduktion
Als Grundlage für die zur Verfügung gestellten Karten über erneuerbare Energien dienen die Daten der Übertragungsnetzbetreiber aus ganz Deutschland. Informationen über vorhandene EEG-Anlagen werden auch von der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS)1 gesammelt, aufbereitet und frei zur Verfügung gestellt. Maps4Use nutzt ebenfalls die Daten der Übertragungsnetzbetreiber und beschäftigt sich dabei mit der Leistung und der durchschnittlichen Stromproduktion der einzelnen Anlagen. Durch die detaillierte Attributierung der Datensätze können unterschiedliche Anlagentypen identifiziert werden. Die veröffentlichten Karten unterscheiden dabei zwischen Wind-, Solar- (Dach- und Freiflächen-Anlagen) und Bioenergie sowie Wasserkraft, Geothermie und Gas (Klär-, Deponie- und Grubengas). Weiterhin können einige Anlagen durch vorhandene GPS-Koordinaten eindeutig verortet werden. Einzelne Anlagen, bei denen diese Koordinaten fehlen, können über die PLZ zumindest grob verortet werden.
Zur flächenhaften Darstellung der aus diesen Daten gewonnenen Informationen zu Gesamt-Leistung und -Energieproduktion auf unterschiedlichen räumlichen Ebenen wurde die Software ArcGIS 10.3 von ESRI verwendet.
Validität der Datensätze zu erneuerbaren Energien
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den zur Verfügung stehenden Daten der erneuerbaren Energien nicht um lückenlose Datensätze handelt. Es fehlen teilweise Angaben zur Leistung oder zur durchschnittlichen Stromproduktion der Anlagen. In diesem Fall wurden fehlende Daten mithilfe eines auf Grundlage der vorhandenen Daten berechneten durchschnittlichen Ertrages (kWh/kW) abgeschätzt. Dabei wurde grundsätzlich bei allen Technologien ähnlich verfahren, wobei kleine Unterschiede im Folgenden erläutert werden:
Für die Windenergie-Anlagen wurden jeweils Erträge für die Onshore- (1 594 kWh/kW) und die Offshore-Anlagen (2 076 kWh/kW) aus den vollständigen Datensätzen entwickelt, aus denen fehlende Stromproduktionen und Leistungen für die unvollständigen Datensätze berechnet werden konnten. Dabei weisen 8,3 % der Onshore-Anlagen (69,9 % der Offshore-Anlagen) lückenhafte Angaben auf.
Die Unterteilung der Solar-Anlagen erfolgte in Dach- und Freiflächen-Anlagen. Fehlte die entsprechende Angabe, wurden Anlagen mit einer Leistung > 5 MW den Freiflächen-Anlagen, alle anderen den Dachflächen-Anlagen zugeordnet. Weiterhin wurde für die 10 Postleitzahl-Hauptgebiete ein jeweils eigener durchschnittlicher Ertrag berechnet, der für die Dachflächen-Anlagen zwischen 778 kWh/kW und 925 kWh/kW lag (Freiflächen-Anlagen: 840 kWh/kW – 1 089 kWh/kW). Dabei weisen 5 % der Dachflächen-Anlagen (1 % der Freiflächen-Anlagen) lückenhafte Angaben auf.
Die Bioenergie-Anlagen wurden zunächst nicht weiter unterteilt. Dies kann aber bei genaueren Analysen noch erfolgen. Unterscheidbar sind dabei Biogas, Biotreibstoffe, Trockenfermentation, Holz und Altholz. Der durchschnittliche Ertrag für alle Anlagen beträgt 5 295 kWh/kW. Dabei weisen 10,3 % der Anlagen lückenhafte Angaben auf.
Wasserkraft- und Geothermie-Anlagen können nicht weiter untergliedert werden. Der durchschnittliche Ertrag für Wasserkraft-Anlagen beträgt 3 209 kWh/kW, wobei 4,5 % der Anlagen lückenhaft sind, während der durchschnittliche Ertrag von Geothermie-Anlagen (64,3 % Anlagen mit lückenhaften Angaben) 2 180 kWh/kW beträgt.
Gas-Anlagen wurden in Klärgas- (Ertrag: 1 331 kWh/kW bei 13,1 % Anlagen mit lückenhaften Angaben), Deponiegas- (Ertrag: 2 789 kWh/kW bei 5 % Anlagen mit lückenhaften Angaben), Grubengas- (Ertrag: 4 342 kWh/kW bei 11,3 % Anlagen mit lückenhaften Angaben) sowie sonstige Anlagen (Ertrag: 2 458 kWh/kW bei 10,9 % Anlagen mit lückenhaften Angaben) untergliedert.
Aufgrund der Datenlücken und der damit verbundenen Abschätzungen weichen die Zahlen leicht von beispielsweise denen des Umweltbundesamtes2 oder auch der DGS ab. Auch kann es durch die mögliche räumliche Abweichung der GPS-Koordinaten von maximal 3 km zu fehlerhaften räumlichen Zuordnungen (vor allem auf Gemeindeebene) gekommen sein. Es existiert jedoch derzeit kein genauerer Datensatz in diesem hohen Detaillierungsgrad, sodass an dieser Stelle zwar auf die Schwächen der Methode hingewiesen sei, diese jedoch angesichts von über einer Millionen Einzeldatensätzen zu erneuerbaren Energien relativ klein sind. Fraunhofer UMSICHT arbeitet kontinuierlich an der Vervollständigung der bekannten Datenlücken, um in Zukunft noch detailliertere räumliche Angaben zur Verfügung zu stellen.
Der verwendete Datensatz hat den Stand von März 2015.
2 www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen