Erneuerbare Energien

Das Zeitalter der fossilen Energiequellen, wie zum Beispiel der Kohle, des Erdgases und des Erdöls, neigt sich dem Ende zu. Die Forschung setzt auf erneuerbare Energietechnologien, um die Zukunft in eine saubere und trotzdem mit Strom versorgte Welt zu verwandeln. Dabei nützen die Wissenschaftler die unterschiedlichsten Methoden, um der Natur die für uns lebenswichtige Energie abzuzapfen. Man unterscheidet im Groben zwischen vier verschiedenen physikalischen und biologischen Faktoren zur Gewinnung von Elektrizität.

Sonnenenergie

Da durch die Kernfusion der Sonne starke Strahlungsenergie entsteht, die bis auf die Erde reicht, eignet sich die Sonnenenergie zum Umwandeln in elektrische Energie. Mit Hilfe der sogenannten Photovoltaik (vom griechischen Wort photo = Licht, und nach Allesandro Volta, einem Vorreiter in der Elektrotechnik) kann die Sonnenenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Zuerst fand diese Technologie nur in der Raumfahrt Bedeutung, mittlerweile kommt sie aber in vielen alltäglichen Bereichen zum Einsatz. Zum Beispiel haben immer mehr Privatpersonen auf ihren Dächern Solarzellen angebracht. Aber es gibt auch weniger große Bereiche, in denen die Solarzellen eingesetzt werden, zum Beispiel findet man sie in einfachen Taschenrechnern, die ohne Batterie funktionieren, wieder.
Dass sich die Weiterentwicklung dieser Technik lohnen kann, belegen einige Zahlen: Die als Licht und Wärme auf die Erde auftretende Sonnenkraft belief sich im Jahre 2006 in etwa auf das 15.000-fache des Energieverbrauches der Menschheit. Im Jahre 2007 lag der Anteil der Sonnenenergiezuführung in das Stromnetz im Vergleich zur Gesamtenergiezuführung bei gerade einmal 0,5%.
Natürlich hat diese Technik auch ihre Nachteile: Es hängt stark vom Wetter, also zum Beispiel von der Anzahl und Größe der Wolken ab, wie stark die Sonne auf die Erde strahlen kann. Deswegen eignet sich diese Energiegewinnungsform auch nicht für die gesamte Bevölkerung, da es ansonsten zu mehrtägigen Stromausfällen kommen könnte. Weiterhin ist die Herstellung der Photovoltaikzellen im Vergleich zu herkömmlichen Kraftwerken sehr teuer.

Geothermie

Die Geothermie ist die im Erdinneren gespeicherte Wärmeenergie. Neben der direkten Nutzung der Wärme, zum Beispiel durch einen Wasserkreislauf ins Erdinnere, um damit Häuser zu beheizen, eignet sich die Erdwärme auch zur Stromerzeugung.
Erstmals wurde die Erdwärme als Quelle für elektrischen Strom 1912 in der Toskana eingesetzt. Damals erzeugten die Turbinen eine Leistung von 220 kW, heute erzeugt das Kraftwerk bis zu 400 MW Strom für das italienische Stromnetz.
Um aus der Wärme elektrischen Strom zu gewinnen, sind mindestens 100°C notwendig. Da die in Deutschland vorhandenen Warmwasservorkommen niedrigere Temperaturen aufweisen, wurde ein spezielles System entwickelt, welches ermöglicht, elektrische Energie bereits bei 80 °C zu erzeugen. Das in diesem System enthaltene Medium verdampft durch die Hitze der Erde und treibt eine Turbine in einem Stromgenerator an.
Traditionell wird die Stromgewinnung durch Geothermie in Ländern eingesetzt, die sich in der Nähe von Gebieten befinden, in denen hohe Temperaturen relativ dicht an der Erdoberfläche zu erreichen sind.
In einigen Ländern der Erde spielt die Geothermie als Energiequelle bereits eine wichtige Rolle. Ein Vorreiter hierbei ist Island, das bereits heute einen großen Teil seines Energieverbrauchs durch die Erdwärme deckt. In Deutschland hingegen steckt diese Technologie noch in den Kinderschuhen. Im Jahre 2004 wurden gerade einmal 0,04 % des Gesamtenergieverbrauches durch die Geothermie gedeckt.

Wasserkraft

Die Wasserkraft bezeichnet die physikalische Kraft von fließendem Wasser. Dieses lässt sich entweder, wie früher in den Mühlen der Müller, in mechanische Energie umwandeln oder aber direkt in elektrische Energie. Dabei wird ausgenutzt, dass Wasser von einer Höhenlage in eine Tiefenlage fließen will. Hierbei entsteht kinetische Energie (= Bewegungsenergie), sowie Reibung, also Wärme. Da das Wasser durch den Wind, die Verdunstung und natürlich durch Regen, in einem Kreislauf begriffen, immer wieder in Höhenlagen gerät, gehört die Wasserkraft zu den erneuerbaren Energiequellen.
Mit einem weltweiten Anteil von rund 3,5 % an der Energieerzeugung ist die Wasserkraft die wichtigste erneuerbare Energiequelle. Mit 18.200 MW ist der Drei-Schluchten-Damm in China das größte Wasserkraftwerk der Erde.

Bioenergie

Als Bioenergie bezeichnet man die Gewinnung von elektrischem Strom durch Biomasse. Biomasse umfasst zum Beispiel Holz, Stroh, Mais, und Raps. Dabei wird die Energie der Sonne beim Wachsen der Pflanzen durch Photosynthese genutzt. Zwar wird beim Umwandeln der Biomasse in Strom auch Kohlenstoffdioxid frei, allerdings nur soviel, wie bereits vorher von den Pflanzen aufgenommen wurde. Dies ist einer der Hauptvorteile der Bioenergie. Als Nachteil empfinden Experten den großen Flächenbedarf der Energiepflanzen. Außerdem stehen sie dabei in Konkurrenz mit den Nahrungsmitteln, die durch die starke Verwendung als Stromlieferant nicht mehr zu Lebensmitteln verarbeitet werden können. Dadurch müssen in absehbarer Zukunft Produkte aus dem Ausland importiert werden.
Modelle zur Gewinnung von Energie aus Abfall oder Exkrementen hingegen haben diesen Nachteil nicht. Sie werden bereits in kleinen Anlagen eingesetzt und gelten als wichtige zukünftige Energiequelle.

Alles in allem hat das Zeitalter der regenerierbaren Energien angefangen. Es steckt allerdings noch in den Kinderschuhen und vieles muss noch ausgereift werden. Die Forschung ist bemüht, die Ziele der Politiker, den CO2 Ausstoß zu verringern, umzusetzen. Nichtsdestotrotz wird dies noch viele Jahre in Anspruch nehmen.

Ich hoffe, dass die Informationen der folgenden Abschnitte, die sorgfältig mittels Recherchen in Fachliteratur und dem Internet zusammengestellt wurden, sich als nützlich für Sie erweisen werden.

 

A.Kues Brögbern / Lingen