Erneuerbare Energien

Die Nutzung erneuerbarer Energien?

Das Ende des Vorrats an fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Kohle ist absehbar und zwar schneller als wir noch vor ein paar Jahren dachten. Die Förderrate von Erdöl lässt sich nicht mehr erhöhen, da sind sich Experten sicher. Deshalb wird in Zeiten des Klimawandels, in dem das Schmelzen der Gletscher, das Austrocknen der Flüsse und die nicht vorhersehbaren Unwetterkatastrophen schon fast wöchentlich die Schlagzeilen füllen, das Thema Umwelt- und Klimaschutz immer wichtiger.

Durch Nutzung von erneuerbaren Energiequellen, deren Entwicklung stetig voranschreitet, kann der Mensch Energie sparen und diese auch noch umweltfreundlich und klimafreundlich produzieren.

Unbegrenzte Energiequellen

Wind, Sonne, Wasser, Erde und Biomasse sind praktisch unbegrenzt vorhanden im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen. Ihr Vorkommen ist allerdings abhängig von den ländlichen Gegebenheiten. In manchen Gebieten ist die Nutzung der Erdwärme geologisch von Vorteil, während in anderen Gegenden der Wind die Hauptenergiequelle darstellen könnte. Je nach geografischer Lage besteht nun der Sinn darin, die vorhandenen Energiequellen bestmöglich zu nutzen.

Nicht nur die regionalen Bedingungen sind für die Wahl der Energiequelle ausschlaggebend, sondern auch der Zweck für den sie genutzt werden soll. Um ein Gebäude zu heizen eignet sich neben der Sonneneinstrahlung auch noch die Erdwärme, hier Strom zum Heizen zu verwenden wäre sinnlos und zu kostspielig. Der Gebrauch von Elektroautos macht auch nur Sinn, wenn der Strom umweltfreundlich produziert wurde und nicht durch umweltbelastende Kohle- oder Atomkraftwerke. Zudem besteht bei diesen der Wirkungsgrad nur aus etwa 30% der Energie, die dafür aufgebracht wird.

Der Anteil der erneuerbaren (regenerativen) Energien soll in den nächsten Jahren von bisher ca. 12 Prozent des gesamten Energieverbrauchs bis zum Jahr 2020 auf ca. 18 Prozent angehoben werden.

Bei den bisherigen Berechnungen zeigte sich, dass die Sonnenenergie bei der Stromerzeugung schon einen relativ hohen Anteil von ungefähr 20 Prozent beisteuert.

Neue Energien

Sonnenenergie

Seit Milliarden von Jahren liefert die Sonne den Menschen und den Tieren und Pflanzen auf der Erde das Licht, das sie zum Leben brauchen. Ohne diese unerschöpfliche Energiequelle wäre ein Leben hier nicht möglich. Da es völlig unkompliziert ist, damit Wasser zu erwärmen, ist die Ausstattung mit einer Solarthermieanlage in vielen Häusern, die in den letzten Jahren gebaut wurden, schon Standardprogramm. Mit dem so erhitzten Wasser kann man Heizen oder es auch zum Spülen, Waschen oder Duschen verwenden. Die Stromproduktion läuft zum Beispiel über die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom durch Solarzellen (Photovoltaik), dieses Verfahren wird meist noch durch den Staat subventioniert (das ist aber je nach Land unterschiedlich). Die andere Art zur Stromerzeugung sind die Sonnenkraftwerke. Bei denen das Licht nach der Bündelung in Wärme umgewandelt wird, die dann Dampfturbinen antreibt. Der Transport des Stromes ist als Gleichstrom schon über weitere Entfernungen möglich, wie das bei Solarkraftwerken in Kalifornien und Spanien schon der Fall ist.

Windenergie

Die Kraft des Windes wird schon seit dem Mittelalter genutzt, zum Beispiel in Mühlen, die das Korn mahlen. Durch den technischen Fortschritt ist es nun möglich, den Wind schon in größeren Höhen zu nutzen. Das Vorkommen des Windes ist allerdings nicht konstant, je nach Wettervorhersage ist der Wind mal stark und mal weht nicht einmal ein laues Lüftchen, was die Nutzung schwierig macht. Deshalb werden inzwischen Verbunde aus verschiedenen Energiequellen angestrebt. Da werden Flauten beim Wind durch Wasserstrom ausgeglichen oder durch Windstrom aus anderen Regionen. Die Speichermöglichkeiten müssen also größere Schwankungen ausgleichen, solche Anlagen müssen erst noch entwickelt und gebaut werden. Auch in Gegenden, in denen wenig Wind weht, soll durch die Entwicklung von leistungsstärkeren Maschinen eine maximale Nutzung erreicht werden.

Erdwärmeenergie

Der flüssige Kern der Erde ist bis zu 5000 Grad Celsius heiß und kann die Kruste, die zwischen 10 und 70 Kilometer Dicke hat, so erwärmen, dass selbst im tiefsten Winter die Temperatur in Tiefen bis zu 20 Metern nicht unter sieben Grad Celsius sinkt. Die Erdwärme wird genutzt indem man aus Tiefen bis zu fünf Kilometern Wasser hochpumpt, das eine Temperatur von ca. 200 Grad hat und in Wärmekraftwerken Strom erzeugen kann. Die Geothermie funktioniert am besten in Gegenden, wo nur wenige Meter in die Erde gebohrt werden muss, um heißes Wasser zu bekommen. Zum Heizen von Gebäuden benutzt man auch manchmal Erdwärmesonden, die im Boden vergraben werden. Ein zusätzlicher Nutzen von Erdwärme ist, im Winter die Straßen von Eis zu befreien. Erdwärme kann je nach Geologie nicht in allen Gebieten der Erde genutzt werden, die Experten gehen dennoch von einer sehr hohen Leistungskraft der Geothermie zur Wärme- und Stromerzeugung aus.

Die Erfahrungen der letzten Jahre bilden die Grundlage für Forschungen in diese Richtung.

Energie aus Biomasse

Biomasse sind Energiequellen, die immer wieder nachwachsen. Durch die Spönne wird in den grünen Blattzellen durch einen biochemischen Prozess (Photosynthese) Energie angesammelt. Diese wird freigesetzt, wenn Gras, Raps, Mais oder Weizen verbrannt werden. Auch flüssige Brennstoffe können erzeugt werden, indem man Zuckerrohr zu Alkohol oder Raps bzw. Sonnenblumen zu Biodiesel verarbeitet. Selbst Gas kann erzeugt werden durch Vergärung von organischen Mikroben.

Die Rolle, die Biomasse bei der Energiegewinnung spielt, ist nicht zu unterschätzen, da sie gespeichert werden kann. Nur der zur Verfügung stehende Platz zum Anbau der Energiepflanzen ist noch etwas gering. Die Effektivität der Energiepflanzen zur Gewinnung von Strom und Wärme muss deshalb gesteigert werden. Die Biomasse kann zwar zu Agro-Kraftstoffen verarbeitet werden, die Nutzung zur Strom- oder Wärmegewinnung würde das Klima aber bis zu fünf Mal so viel schützen. Bei der Nutzung von Agrogas allerdings sind sich die Experten einig, dass der Kraftstoff daraus genauso wenig das Klima belastet wie wenn es zur Gewinnung von Strom oder Wärme verwendet wird. Die Grundlage dafür sollten aber keine frischen Rohstoffe sein, sondern Reststoffe, Gassilage oder Gülle.

Kritikpunkte der Biomasse-Energie

Um die Pflanzen für Palm- oder Sojaöl anzubauen, werden immer wieder große Stücke des Regenwaldes abgeholzt, was sich wiederum auf die Treibhausgas-Emission auswirkt. Deshalb steht der Anbau in der Kritik der Wissenschaftler. Der so genannte Teller-Tank-Konflikt bringt zusätzlich die Frage auf, ob die Flächen in der Landwirtschaft lieber für Nahrungsmittel genutzt werden, um hungrige Menschen satt zu machen, statt für Kraftstoffe.

 

Heike Leonhardt Verfasst von:

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