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Fünf erneuerbare Energien mit viel Potenzial
Weg von fossilen, endlichen Energieträgern hin zu erneuerbaren Energien – Viele Gründe sprechen für die Energiewende: Einen Beitrag zu Klima- und Naturschutz leisten, Energiekosten verringern, zur Unabhängigkeit von Importländern beitragen. Vielerorts werden die Potenziale natürlicher Energieträger zur Strom- und Energieerzeugung genutzt und der Ausbau erneuerbarer Energien vorangetrieben.
Dieser Beitrag gibt einen ersten Überblick über die Möglichkeiten erneuerbarer Energien und stellt fünf der gängigsten Verfahren zu Stromerzeugung und Energiegewinnung vor.
Sonnenenergie
Solarenergie nutzt die Kraft der Sonne, indem Solarzellen Sonnenstrahlen in elektrische Energie umwandeln. Dieser Prozess ist auch bekannt als Photovoltaik. Für Privatpersonen eignet sich die Nutzung der solaren Stromerzeugung zum Beispiel für Haushaltsgeräte. Der Strom kann aber auch ins Netz eingespeist werden.
Wie viel Strom tatsächlich durch die Solaranlage entsteht, hängt von mehreren Faktoren ab. Platzierung und Leistung der Photovoltaikanlage spielen dabei eine große Rolle, aber auch die Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung beeinflussen die Energiegewinnung.
Übrigens: 2023 wurden fast doppelt so viele Solaranlagen in Betrieb genommen wie im Jahr zuvor. Die Bundesregierung will den Ausbau von Photovoltaikanlagen in den nächsten Jahren weiter beschleunigen, um der Energiewende näherzukommen.
Windenergie
Um das Potenzial von Windenergie zu nutzen, kommen Windkraftanlagen zum Einsatz. Sie bestehen aus mehreren Windrädern und sind an besonders windreichen Orten zu finden, entweder an Land („on shore“) oder im Meer („off shore“).
Kernstück eines Windrads sind die Rotorblätter. Durch den Wind angetrieben wird mechanische Rotationsenergie erzeugt. Über einen Generator wird diese dann, ähnlich wie bei einem Fahrrad-Dynamo, in elektrische Energie umgewandelt. Windkraftanlagen benötigen eine Windgeschwindigkeit von mindestens 3 Metern pro Sekunde. Zudem muss der Wind über längere Zeit konstant sein.
Wie hoch Windräder innerhalb von Windkraftanlagen gebaut und wie die Rotoren beschaffen sein müssen, hängt von der Windart am jeweiligen Standort ab. Winde in der Höhe sind in der Regel konstanter und sorgen für mehr Windenergie.
Wasserkraft
Wasserkraft zählt zu den regenerativen Energiequellen, die die Menschheit bereits seit langem nutzt – früher noch als Antriebskraft, später, seit etwa 100 Jahren, zur Stromerzeugung über Kraftwerke. Heute geschieht das über Wasserspeicheranlagen. Dabei wird Wasser erst in einem See angesammelt, von wo aus es in Bewegung versetzt wird. Bei Anlagen im Bergland schießt das Wasser durch lange Rohre ins Tal. Anlagen in flacheren Regionen setzen auf die Nutzung von Turbinen. Aus der Energie durch Bewegung wird elektrische Energie gewonnen. Es gibt jedoch auch sogenannte Laufwasserkraftwerke. Sie nutzen die Strömung natürlicher Gewässer wie Bäche und Flüsse.
Geothermie
Geothermie nutzt die Wärme innerhalb der Erde als Energiequelle. Dabei wird unterschieden zwischen oberflächennaher Geothermie und Tiefengeothermie. Bei ersterer wird Flüssigkeit durch unterirdische Rohrsysteme gepumpt. Sie nimmt Wärme aus der Erde auf und wird zurück an die Oberfläche befördert. Mit der Wärme lassen sich dann Gebäude beheizen oder die Warmwasserversorgung sicherstellen.
Tiefengeothermie arbeitet mit der Wärme aus Kilometer tief gelegenen Erdschichten. Bohrungen befördern Dampf und heißes Wasser an die Oberfläche, womit Dampfturbinen angetrieben werden. Sie erzeugen wiederum Strom.
Bioenergie
Mit ausgeklügelter Technik kann auch aus Biomasse Energie gewonnen werden. Diese Form der erneuerbaren Energie basiert auf der Verwertung von pflanzlichen und tierischen Überresten wie Holz, Mist und anderen Pflanzenresten.
Energie entsteht zum einen dann, wenn Biomasse verbrannt wird. Mithilfe der freigesetzten Hitze beim Verbrennungsprozess wird in Kraftwerken mit Wasser Dampf erzeugt. Andere Formen der Bioenergie beruhen hingegen auf Vergärung. In einem sauerstofflosen Raum zersetzen Mikroorganismen die Masse nach und nach. Dabei entsteht unter anderem Methangas, das man als Biogas verwenden kann.
Die Nutzung von tierischen und pflanzlichen Fetten ermöglicht außerdem die Herstellung von Biodiesel, der in der Industrie anstelle von konventionellem Kraftstoff verwendet werden kann. Wie nachhaltig Bioenergie ist, hängt jedoch von Art und Herkunft der Biomasse, aber auch davon ab, wie effizient die Umwandlungsprozesse ablaufen.
Dieser Überblick hat gezeigt, wie groß das Potenzial natürlicher Energiequellen ist. In Zeiten von Klimawandel, hoher Energiepreise und politischer Anspannungen ist ihre Bedeutung für die Energiegewinnung und eine Energiewende für Deutschland und die gesamte Welt nicht zu unterschätzen.
Erneuerbare Energien in Deutschland
Wie steht es um die Nutzung erneuerbarer Energie in Deutschland? Um den Ausbau regenerativer Energie zu beschleunigen, hat die Bundesregierung im Jahr 2000 das Erneuerbare-Energien-Gesetz, kurz EEG, erlassen. Das EEG verpflichtet Energieversorger dazu, einen Anteil ihres Stroms aus erneuerbaren Quellen zu beziehen. Über die Jahre wurde es mehrfach überarbeitet, auch, um weitere Anreize für die Investition in regenerative Energien zu schaffen.
Im ersten Halbjahr 2023 wurde die Energieversorgung in Deutschland zu 52 Prozent aus erneuerbaren Energien bezogen. Laut Umweltbundesamt profitieren die Stromnetze besonders von Windkraft (25 Prozent). Darauf folgen Photovoltaik mit 12 und Bioenergie mit 10 Prozent. Der Anteil der Wasserkraft liegt bei 4 Prozent. Im Bereich der Wärmeerzeugung liegen die Anteile von Bioenergie und Geothermie bei 36 und 4 Prozent.
Energieberatung ratsam
Auch für Privatleute lohnt es sich, die Möglichkeiten im Energiemarkt zu prüfen und einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Aufgrund der Komplexität durch staatliche Regelungen, Vergünstigungen und den Eigenheiten der verschiedenen Energieträger ist es jedoch ratsam, sich von zertifizierten Energieberatern unterstützen zu lassen.
