Hintergrundinfos zu "Energie"
Zurück    Übersicht über Energiequellen, ihre Vor- und Nachteile


Unser größter Energielieferant ist die rund 150 Mio. Kilometer entfernte Sonne. Von ihrer gesamten Strahlungsleistung kommen bis zu 1000 Watt pro Quadratmeter auf der Erdoberfläche an!

Ohne sie wäre ein Leben auf der Erde nicht möglich:
Sie wird für die Photosynthese bei Pflanzen benötigt, sie stellt Strahlungsenergie für Mensch und Tier bereit, sie lässt Winde, Wolken und Gewitter entstehen, ...

Ihre Energie wird in viele andere Formen umgewandelt, die vom Menschen genutzt werden können.
Dies sind die sogenannten "regenerativen Energiequellen" (auch "alternative Energiequellen" genannt).
regenerativ, da die Sonne Tag für Tag neue Energie bereitstellt
alternativ, da sie eine saubere Alternative zu den fossilen Energieträgern darstellen


Fossile Energieträger

Fossile Energieträger bestehen aus organischem Material (Biomasse). Sie entstanden in vielen Millionen Jahren durch abgestorbene Pflanzen oder gestorbene Tiere, die unter völligem Luftabschluss und unter hohem Druck komprimiert wurden. Durch den Luftabschluss blieb hierbei ihr ursprünglicher Energieinhalt erhalten.
  • Braunkohle (2 Cent/kWh)


  • Steinkohle (4,5 Cent/kWh)


  • Erdgas (3 Cent/kWh)


  • Erdöl

Vorteile:
  • Braunkohle lässt sich dank ihrer Lage leicht und günstig abbauen
  • Steinkohle verbrennt etwas umweltfreundlicher als Braunkohle, da sie weniger Feuchtigkeit enthält

Nachteile:
  • Zerstörung der Landschaft, teilweise sogar von ganzen Ortschaften, durch Abbau von Braunkohle
  • Abhängigkeit von Ländern, die Erdöl und Erdgas liefern
  • Gefahrenpotential bei Abbau von Steinkohle, z.B. Grubengas, Einsturzgefahr, usw.
  • hohes Gefahrenpotential bei Erdgas und Erdöl, z.B. Tankerunglücke, Gasexplosionen

Nukleare Energien

Bei nuklearen Reaktionen wird zwar sehr viel Energie freigesetzt, jedoch sollte man die Risiken der radioaktiven Strahlung nicht vergessen.
Sie sind daher nur unter hohen Sicherheitsmaßnahmen und folglich hohen Kosten nutzbar. Es wäre daher ratsam, diese nicht mehr zu nutzen, um die Lebewesen auf der Erde nicht zu gefährden.
  • Kernspaltung (2 Cent/kWh)

    Da in Atomkraftwerken auf einer relativ geringen Fläche sehr viel Energie erzeugt werden kann - pro Block wird hierbei bis zu 2000 MegaWatt elektrischer Energie erzeugt - werden diese Kraftwerke sehr gerne eingesetzt. Leider sind die damit verbundenen Risiken sehr hoch.
    Da das für die Kernspaltung benötigte Uran auf der Erde nur begrenzt vorrätig ist, können AKWs - zum Glück - nicht bis in alle Ewigkeit betrieben werden.

    Vorteile:
    • hohe Energiemengen erzeugbar

    Nachteile:
    • Einsatz gefährlicher Stoffe
    • Anfall von radioaktivem Müll


  • Kernfusion

    Bei der Kernfusion werden Atomkerne miteinander verschmolzen, hierbei wird entweder Energie frei oder es wird Energie aufgenommen. Tag für Tag geschehen solche Kernfusionen in unserer Sonne. Dabei werden gigantische Energiemengen frei. Dies möchte man sich nun auch in Fusionskraftwerken zur Stromerzeugung zu Nutze machen.
    Doch bis es wirklich effiziente und zuverlässige Fusionskraftwerke geben wird, werden noch viele Jahrzehnte vergehen.
    Erst im Jahre 2015 soll der ITER (internationaler Versuchsreaktor) in Betrieb gehen, alleine dieses Projekt verschlingt schon ca. 10 Milliarden Euro. Dieses Geld hätte man besser jetzt direkt in saubere, alternative Energiequellen investiert, da wir ja jetzt vor globalen Energieproblemen stehen - und nicht erst in 50 oder mehr Jahren. Denn so lange dauert es noch, bis die Kernfusion produktiv eingesetzt werden kann.
    Zudem werden bei der Kernfusion gefährliche Stoffe eingesetzt, zum Beispiel Tritium, und es entsteht auch radioaktiver Müll.

    Vorteile:
    • gigantische Energiemengen erzeugbar

    Nachteile:
    • hohe Entwicklungskosten, sehr lange Entwicklungszeit
    • Einsatz gefährlicher Stoffe
    • Anfall von radioaktivem Müll
    • hoher Energiebedarf für Aufrechterhaltung des Magnetfeldes


regenerative Energieträger

Regenerative Energieträger gibt es in verschiedenen Formen, welche dem Menschen in unerschöpflicher Menge zur Verfügung stehen. Obwohl der Energiebedarf der Menschheit ständig ansteigt, könnte er komplett mit regenerativen Energiequellen gedeckt werden. Doch die damit verbundenen hohen Entwicklungs-, Umstellungs- und Betriebskosten verhindern dies.

  • Wasserkraft (3 Cent/kWh)

    Früher wurde die Kraft des Wassers vor allem in Mühlen genutzt.
    Heutzutage nutzt man die Wasserkraft entweder in großen Staudämmen, bei denen durch die potentielle Energie des Wassers (Höhenunterschied) elektrischer Strom erzeugt wird.
    Wasserkraftwerke an Flüssen nutzen hauptsächlich die kinetische Energie (Bewegungsenergie) des Wassers zur Stromerzeugung.

    Vorteile:
    • mit der Kraft des Wassers lassen sich große Mengen Strom erzeugen
    • die Leistung ist je nach Bedarf regelbar

    Nachteile:
    • große Eingriffe in die Natur durch Staudämme
    • Gefahr von Dammbrüchen und damit verbundenen Überflutungen

    Es gibt übrigens auch Pumpspeicherkraftwerke:
    Mit billigem Strom (z.B. Atomstrom oder Nachtstrom) wird das Wasser hochgepumpt und auf diesem Niveau gespeichert. Bei Lastspitzen wird das Wasser mittels der Lageenergie des Wassers durch die Turbinen geleitet und so in Sekundenbruchteilen viel elektrische Energie bereitgestellt.

  • Sonnenkraft

    Photovoltaik: (50 Cent/kWh)
    Mit Hilfe des Sonnenlichtes wird in Solarzellen elektrischer Strom erzeugt. Der erzeugte Strom kann entweder direkt genutzt werden oder mittels einem Wechselrichter in 230 Volt Wechselspannung umgewandelt werden. Damit könnte man direkt Haushaltsgeräte mit Solarstrom versorgen. Jedoch ist es sinnvoller, den erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen, denn so erhält man eine Vergütung von mindestens 0,47 Euro pro kWh !

    Vorteile:
    • Durch Modulaufbau sehr leicht erweiterbar
    • die erzeugte Energie kann in Akkus und Brennstoffzellen gespeichert werden
    • Auch abseits von Energieversorgungsnetzen nutzbar (z.B. Wochenendhäuser, Entwicklungsländer,...)
    • Die Solarmodule sind sehr langlebig (20 Jahre und mehr)

    Nachteile:
    • schlechter Wirkungsgrad (ca. 10% bis 15%)
    • Speicherung der Energie in Akkus und Brennstoffzellen sehr teuer
    • um hohe Leistungen zu erzeugen, werden rießige Flächen benötigt
    • Über Nacht keine Stromerzeugung!
    • Leistungsabgabe varriert sehr stark je nach Lichtverhältnissen, d.h. herkömmliche Kraftwerke müssen im "Standby" mitlaufen, um im Bedarfsfall (z.B. Wolke, Gewitter, ...) schnell hochfahren zu können


    Solarkollektoren:
    In diesem Fall fließt Wasser durch Solarkollektoren und wird stark erhitzt. Diese Wärme kann anschließend für Warmwasser und Heizzwecke verwendet werden. Es besteht auch die Möglichkeit, diese Wärme zur Raumklimatisierung zu nutzen.

    Vorteile:
    • wenig Platzbedarf
    • langlebig, da sehr robust
    • guter Wirkungsgrad
    • Wärmeenergie kann in Speichern je nach Größe und Bedarf mehrere Tage gespeichert werden

    Nachteile:
    • auf eine Heizungsanlage kann nicht verzichtet werden, da die Kollektoren im Winter nicht genügend Wärme liefern


    Solarkocher und Sonnenöfen:
    In den heißen Gegenden der Erde wird teilweise mit kleinen Solarkochern gekocht. Hier bieten besonders die Entwicklungsländer ein großes Potential, da so auch die Abholzung der Wälder in den armen Ländern reduziert werden kann.
    Im großen Maßstab werden Sonnenöfen für Experimente oder zur Stromerzeugung genutzt.
    In Kalifornien sind mehrere solcher Kraftwerke schon eine lange Zeit in Betrieb.
    Nun wird in Südkalifornien sogar ein gigantisches 500 MegaWatt Kraftwerk zur Stromerzeugung gebaut.
    Das gute dabei: Es wird weniger Fläche zur Stromerzeugung benötigt als wenn man diese 500 MegaWatt über Photovoltaik erzeugen würde.

  • Windenergie (9 Cent/kWh)

    Die Kraft des Windes wird nicht nur bei Segelbooten und Mühlen genutzt, sondern auch in Windkraftanlagen zur Stromerzeugung.
    Heutige Windkraftanlagen können Spitzenleistungen von 1 bis 6 MW (MegaWatt) liefern.
    Vorteile:
    • wenig Platzbedarf
    • große Energiemengen erzeugbar
    • auch im Meer platzierbar, sog. Offshore-Betrieb

    Nachteile:
    • sehr unregelmäßige, mit dem Wind schwankende Leistungsabgabe
    • Aufwendiges Management des Stromnetzes, da Windkraft nicht durchgehend verfügbar
    • Verschandung der Landschaft bei vielen Windrädern
    • Lärmbelästigung in unmittelbarer Nähe der Windräder

    Da viele Windräder das Landschaftsbild nicht gerade verschönern, sollte man sie vorwiegend im Offshore-Betrieb (im Meer) betreiben. Auf dem Meer sind zudem die Winde stärker und daher auch höhere Erträge möglich.
    Vereinzelnde Windräder auf dem Land können hingegen sehr beruhigend auf den Menschen wirken und das Umweltbewusstsein verdeutlichen.

  • Biomasse (3 Cent/kWh)

    Man unterscheidet zwischen fester, flüssiger und gasförmiger Biomasse.
    Feste Biomasse gibt es z.B. in Form von Holz oder Holzpellets, die verbrannt werden und so nutzbare Wärme ensteht.
    Flüssige Biomasse findet man in Form von Pflanzenölen oder Bioalkoholen (z.B. aus Getreide oder Zuckerrüben).
    Gasförmige Biomasse, auch Biogas genannt, ensteht beim Abbau von orangischem Material durch Mikroorganismen. Dieses Gasgemisch besteht hauptsächlich aus Methan und Kohlendioxid, enthält aber auch etwas Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, Stickstoff und Kohlenmonoxid.

    Vorteile:
    • Zur gleichzeitigen Strom- und Wärmeerzeugung nutzbar (Blockheizkraftwerke)
    • Nutzung nachwachsender Rohstoffe, daher neutrale CO2 Bilanz
    • einfacher, nahezu ungefährlicher Transport und Lagerung der Rohstoffe

    Nachteile:
    • geringer Ausstoss von Staubpartikeln und Stickoxiden bei der Verbrennung
    • Energiepflanzen werden oft als Monokulturen angebaut


  • Geothermie (Erdwärme)

    Die oberen Erdschichten werden durch Sonnenstrahlung und geothermische Quellen erwärmt. Diese Energie lässt sich zur Stromerzeugung in Geothermiekraftwerken oder zur Beheizung von Gebäuden mit Hilfe von Wärmepumpen nutzen.

    Vorteile:
    • rund um die Uhr nutzbar
    • geothermischen Quellen liefern nahezu stets die gleiche Energiemenge, daher gut für die Grundlast verwendbar

    Nachteile:
    • viel Arbeit durch verlegen von Rohren bei Wärmepumpen
    • aufwändige und teure Tiefenbohrungen notwendig

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   © Andreas Morawietz   Stand dieser Datei: 23.02.2009 - 17:39