Alternative Energien

Energiemix

Sparsamer Umgang mit den Energieressourcen ist heute oberstes Gebot, im Kleinen wie im Großen. Und wir müssen ausweichen auf alternative Ressourcen, die uns weniger abhängig machen von den Öl- und Gasmärkten.


Die Zukunft der Stromerzeugung sieht dann so aus: Der Anteil alternativer Energien bei uns nimmt stetig zu:

• 2010: Anteil von 12,5 %
• 2020: Anteil von 20,0 %
• 2050: Anteil von 50,0 %

(Prognosen des Umweltbundesamtes)

Erneuerbare Energien gibt es in zwei Varianten: nachwachsende und quasi unerschöpfliche

• Windenergie
• Wasserkraft
• Sonnenenergie
• Biomasse
• Geothermie
  

Schon die Liste zeigt: Es gibt Alternativen zu Öl und Gas, die bisher zu wenig berücksichtigt wurden, weil man sich auf Öl und Gas und davor auf Kohle verlassen hat. Fachleute schätzen, dass die bisher bekannten Erdölvorkommen der Welt in spätestens zwei Generationen erschöpft sein werden. Für unsere Enkel wird es dann dunkel. Bei Erdgas sieht es nicht besser aus, und auch mit Uran kämen wir nicht sehr weit. Der Brennstoff für Atomkraftwerke – ohne Urananreicherung – reicht etwa 40 Jahre. Nur mit der Kohle könnten wir länger heizen und Strom erzeugen. Leider gehört sie zu den problematischen Brennstoffen, weil bei ihrer Verbrennung CO₂ an die Luft abgegeben und damit die globale Erwärmung beschleunigt wird.

Bei den alternativen Energien sind in letzter Zeit große Fortschritte zu verzeichnen. Deutsche Windkraftwerkstechnik ist exportfähig, solarthermische Kraftwerke haben ihre Testphase erfolgreich hinter sich, und in Andalusien entsteht noch in diesem Jahr das erste Kraftwerk dieser Art, das eine ganze Stadt mit Strom versorgen soll.

Strom läßt sich aus den verschiedensten Substanzen und Energiequellen gewinnen. Doch wohin mit dem Überschuß, den man selbst nicht verbraucht? Die großen Energieversorger mußten gesetzlich verpflichtet werden, ihre Verteilernetze für den Energiemix zu öffnen. Um den Anteil erneuerbarer Energien in der Stromversorgung zu steigern, hat der Gesetzgeber die Abnahmebedingungen festgelegt. So müssen die Stromnetzbetreiber den Strom aus erneuerbaren Energien vorrangig und zu festgelegten Preisen abnehmen. Der Erfolg ist meßbar. Die Nutzung von Biomasse, Sonnenenergie und Erdwärme hat seit der gesetzlichen Regelung deutlich zugenommen.

Im Einzelnen gilt das EnergieEinspeisungsGesetz (EEG) für folgende Substanzen/Quellen:

• Windenergie (Land und Offshore)
• große und kleine Wasserkraftwerke
• Solare Strahlenenergie
• Biomasse
• Deponiegas/Klärgas/Grubengas
• Geothermie

Anlage für Windenergie

Windenergie

Das Auftriebsprinzip der neuen Anlagen - man denke an Flugzeuge – ist dem Widerstandsprinzip – man denke an Windmühlen – deutlich überlegen: Es wird bis zu 200% mehr Energie erzeugt. Aufgrund der wesentlich höheren Windgeschwindigkeiten auf See kann die Stromerzeugung der Offshore-Anlagen noch einmal um 40 % gesteigert werden. Die Anlagen können auf die durchschnittliche Windgeschwindigkeit ihres Standortes eingestellt werden.

Die Effizienz der Anlagen wurde im Laufe der letzten 20 Jahre deutlich gesteigert, weil Materialien und Regelungsverfahren ständig verbessert und verfeinert werden. Auch die Kosten sind kontinuierlich gesunken. Im Jahr 2002 wurde eine Anlage in Betrieb genommen, die den jährlichen Strombedarf einer Gemeinde mit 5000 Haushalten deckt.

Wasserkraftwerk

Wasserkraft

17 % der weltweiten Stromerzeugung, aber nur 3,5 % in Deutschland basieren auf der Nutzung der Wasserkraft. In Speicherkraftwerken werden Gefälle von Bergseen und Talsperren zur Erzeugung von Strom genutzt. Die Strömung von Flüssen und Kanälen wird ebenfalls genutzt, indem man Schleusen einrichtet, die das Gefälle nutzbar machen. In dem neuen EnergieEinspeisungsGesetz (EEG) sind Investitionszuschüsse vorgesehen, wenn bestehende Anlagen modernisiert werden, um ihren Nutzungsgrad zu verbessern.

Sonne und Stromerzeugung

Die Kraft der Sonne

Die Sonne muss eine intensive Strahlung haben, dann lohnt sich der Betrieb einer solar- thermischen Anlage. In Sonnenkollektoren werden sehr hohe Temperaturen von mehreren hundert Grad erzeugt, die eine Kraftmaschine antreiben. Es ist möglich, neben der Stromerzeugung auch Anlagen mit Krafwärmekopplung zu betreiben.

Das Bundesumweltministerium (BMU), KfW, UNEP und GEF fördern die technische Weiterentwicklung finanziell, um dieser vielversprechenden Technik auch international zum Durchbruch zu verhelfen.

Im Grunde sind alle erneuerbaren Energien von der Sonne abhängig – Windkraft, Wasserkraft, Biomasse. Neben der indirekten Nutzung der Sonnenenergie versuchen wir, die Sonne als Stromlieferant auch direkt zu nutzen und setzen große Hoffnungen in die neuen Techniken.

Bei der Photovoltaik wird mit Hilfe von zusammengeschalteten Solarzellen die Sonnenenergie direkt in elektrische Energie umgewandelt. Deutschland ist neben Japan führend in der Entwicklung dieser Technologie. Wettbewerbsfähig ist die Technologie ohne staatliche Unterstützung allerdings noch nicht. Trotzt der hohen Vergütungen, die das Erneuerbare Energien Gesetzt (EEG) den Erzeugern für die Einspeisung in das öffentlche Netz garantiert, spielt der Solarstrom im Energiemix noch eine bescheidene Rolle. Die Zukunftsszenarien, die der wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung entwickelt hat, gehen für das Jahr 2100 von einem Solaranteil von über zwei Dritteln des Gesamtenergieverbrauchs in Deutschland aus. Allerdings dürfte dann der Großteil der Energie aus solarthermischen Großanlagen in Südeuropa und Nordafrika kommen. Glaubt man einer Studie des Umweltministeriums, dann wird dieser Solarstom billiger zu haben sein als der Strom, den deutsche Kohlekraftwerke liefern.

Solarthermische Großanlagen können enorme Mengen Strom erzeugen und in Regionen exportieren, die von der Sonne weniger verwöhnt werden. Insofern sind die technologischen Entwicklungen der Solarthermie auch für uns von Bedeutung. In Südspanien entstehen Kraftwerke, die die Sonnenenergie zur Erzeugung hoher Temperaturen nutzen, die ausreichen, um Wasserdampfturbinen für die Stromerzeugung anzutreiben. Die Technik für diese Anlagen stammt zum Teil von deutschen Firmen. In Südkalifornien liefern solarthermische Kraftwerke schon seit Mitte der 80er Jahre insgesamt 350 Megawatt. Die europäische Premiere in Südspanien fängt in der ersten Ausbauphase mit 100 Megawatt an.

Die energetische Nutzung von Biomasse, welcher Herkunft auch immer, hat den Charme, dass sie in der CO₂-Bilanz neutral bleibt. Bei der Verbrennung wird kein zusätzliches CO₂ in die Luft geblasen, sondern nur die Menge, die vorher bei der Entstehung des Produktes aus der Luft aufgenommen wurde.

Biomasse-Produzent

Zur Herstellung von Biogas eignen sich Holz, Holzreste, Schilfgras, Reststroh und ölhaltige Pflanzen. Ein Kilogramm gehäckselte Biomasse enthält so viel Energie wie ein halber Liter Heizöl. Selbst organische Reststoffe – Gülle, Bioabfall, Klärschlamm, Abfalldeponien – können zur Erzeugung von Biogas herangezogen werden.


Die älteste Art, mit Biomasse zu heizen, war die direkte Verfeuerung von Holz. Selbst getrockneter Rinderdung wurde in holzarmen Regionen verfeuert. Heute betreibt man moderne Heizkraftwerke und nutzt dabei – ähnlich wie im Gasbrennwertkessel – auch die Kondensationswärme der Rauchgase. Die Emissionswerte wurden im Lauf der letzten Jahre deutlich verbessert.

Die effizienteste Art der Nutzung ist die Kraftwärmekopplung. Die bei der Stromerzeugung entstehende Wärme wird zur Beheizung von Gebäuden oder für andere Prozesse genutzt. Auch Biogas ist für diese doppelte Nutzung geeignet. Das bei der Zersetzung organischer Stoffe entstehende Biogas treibt Motoren in Blockheizkraftwerken an. Solche Biogasanlagen machen in der Landwirtschaft besonderen Sinn, weil hier naturgemäß das größte Potenzial zu finden ist. Der erzeugte Strom kann selbst genutzt werden, der Überschuß kann nach dem EEG in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Unter Geothermie versteht man die Nutzung der Erdwärme, die in tieferen Schichten anzutreffen ist. Weitere Informationen zu Geothermie haben wir auf einer speziellen Seite für Sie zusammengestellt.