Energie: Unterstützung für die Energiewende

Ein zentrales gesellschaftliches Thema für die kommenden Jahrzehnte bleibt die Energiewende. Deutschland, Europa und die internationale Gemeinschaft wollen zügig auf erneuerbare statt fossiler Energieträger umstellen, damit die Folgen des Klimawandels in einem tragbaren Rahmen und unsere Lebensgrundlagen erhalten bleiben.

Datengrundlagen

Wissenschaft, Behörden, Wirtschaft und Gesellschaft müssen dazu an einem Strang ziehen und mutig investieren. Einen großen Beitrag können Satellitendaten leisten. Denn sie liefern Grundlagen für die richtigen Investitionsentscheidungen: Wo gibt es geeignete Standorte für die Windenergieanlagen oder Solarparks? Wo sind Flächen frei, wie viel Wind oder wie viel Sonne stehen zur Verfügung? Liegen Beschränkungen durch Siedlungsnähe, Naturschutzgebiete oder Populationen bedrohter Tierarten vor? Wo können Stromleitungen verlaufen und andere notwendige Infrastruktur wie Umspannstationen installiert werden? Wo und wie fließt das Wasser am Standort zu und ab? Wo sind kommunale Bestände und Potenziale für erneuerbare Energieträger, um die Wärmeplanung voran zu bringen? Viele solcher Fragen lassen sich anhand von aktuellen Bildern und Messungen aus dem Erdorbit und darauf basierenden Karten und Analysen beantworten.

Das Angebot an Datengrundlagen wird ergänzt durch Modell- und insitu-Daten, die insbesondere für Windanalysen verwendet werden (z.B.: ERA5 von Copernicus).

Abbildung Potentialanalyse von PV-Anlagen
Potentialanalyse von PV-Anlagen entlang der Lärmschutzwände. Als Datenbasis dient die Solarstrahlung aus Beobachtungen der METEOSAT-Satelliten (linkes Bild). Das rechte Bild zeigt, wie viel Energie erzeugt werden könnte, wenn deutschlandweit alle Lärmschutzwälle entlang der Bundesstraßen mit PV-Anlagen ausgestattet würden. Credit: DWD/CMSAF

Vielfältige Energieträger

Auch zur Beurteilung der Potentiale weiterer Energieträger wie Biomasse, Wasserkraft, Geothermie und Wasserstoff werden Satellitendaten herangezogen (zum Beispiel zur Oberflächengeothermie als Wärmequelle der Stadt Dresden (KIT)). Forschung, Kommunen, Projektierer, Netz- und Analgenbetreiber brauchen verlässliche Informationen für eine effiziente Planung. Und wenn neue Anlagen gebaut sind, gilt es, Monitoring zu betreiben: Erfüllen sich die Prognosen zum Potenzial des Standorts und der Wirtschaftlichkeit der Anlage? Oder sollte man umplanen?

Anwendungsbeispiele

Zwei der in der Energiebranche meistverwendeten Datensätze sind zum einen der klimatologische Strahlungsdatensatz SARAH-3 des EUMETSAT Satellite Application Facility on Climate Monitoring (CM SAF), zum anderen den CAMS-Strahlungsdatensatz (Copernicus Atmosphere Monitoring Service), Beide basieren auf Beobachtungen der METEOSAT-Satelliten und dienen etwa zur Planung und Analyse von Photovoltaik-Anlagen.

Abbildung Geothermie in Dresden
Geothermisches Potenzial Dresden. In dieser Fallstudie wird das geothermische Potenzial des oberflächennahen Untergrunds in Dresden untersucht, basierend auf EO-Daten (z. B. Lufttemperatur des DWD, Bebauung aus dem Copernicus Land Monitoring Service) sowie in-situ-Messungen der Stadt Dresden. Die Ergebnisse zeigen, dass die im Untergrund gespeicherte Wärme (a) ausreichen könnte, um den Heizbedarf der Stadt für bis zu drei Jahre zu decken, bevor das ursprüngliche Temperaturniveau wieder erreicht wird (b). Zudem werden verschiedene Klimaszenarien herangezogen, um die Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit dieser Energiequelle zu bewerten. Das Projekt wird durch ein Freigeist-Fellowship der VolkswagenStiftung gefördert (DOI: 10.1098/rsta.2025.0013) (KIT 2026).
Schematische Darstellung des Projekts Co-DatES
Im Projekt Co-DatES wird untersucht, wie Erdbeobachtungsdaten für Energy Sharing genutzt werden können. Hierfür werden unter Anderem die Solarstrahlungsdaten von CAMS genutzt, um genauere Aussagen über die räumliche und zeitliche Verteilung von Solarstrahlung innerhalb einer Energie-Gemeinschaft zu erhalten. Credit: DLR, Stadt Oldenburg, Oldenburger Energiecluster OLEC e. V., greenventory GmbH

Copernicus Fachnetzwerk

Zur fachlichen Unterstützung wurde das nationale Copernicus Fachnetzwerk eingerichtet. Es besteht aus Fachkoordinatorinnen und Fachkoordinatoren, Fachexpertinnen und Fachexperten sowie den Copernicus Netzwerkbüros.

Unternehmen und Forschungsinstituten wie diesen und anderen Akteuren im Energiebereich dient das am Deutschen Wetterdienst angesiedelte Copernicus Netzwerkbüro Energie als Plattform und Informationsdrehscheibe. Um die Nutzung von Satellitendaten zu fördern, beraten seine Fachleute Interessierte zu Datenzugang und Anwendungsmöglichkeiten, sie bieten Schulungen und Möglichkeiten zur Kooperation an und sammeln Informationen zu Fördermöglichkeiten, sowie Bedarfen und Hemmnissen. Diese geben sie gezielt an die Fördergeldgeber oder Erzeuger der Daten weiter, um die Dienste zu verbessern. Das Büro dient also auch als Sprachrohr für die Anforderungen der Energiebranche.