Erneuerbare Energie

Was versteht man unter erneuerbarer Energie?

Unter erneuerbaren Energien versteht man alle Formen von Energieträgern, die nicht endlich und regenerativ sind. Sie stehen im Gegensatz zu fossilen Energien, die sich erst im Zeitraum von Millionen Jahren regenerieren.

Unsere Energie wird derzeit jedoch im Großteil aus fossilen Energiequellen (Erdöl, Uran, Erdgas sowie Stein- und Braunkohle) bezogen. Dabei ist es bedenklich, dass die Energiereserven in den nächsten 40 bis 200 Jahren zu Neige gehen werden. Besonders betroffen ist dabei das Erdöl (Verbraucht in 40 – 60 Jahre), was derzeit die primär genutzte fossile Energiequelle ist.

Das zweite Problem an dieser Form der Energiegewinnung ist, dass bei der Verarbeitung große Mengen an dem klimaschädlichen CO2  entstehen. Diese schädlichen Gase führen zur Vergrößerung des Ozonlochs. Dieses Loch in der Ozonschicht verhindert den Schutz unserer Erde vor Sonneneinstrahlung, was dazu führt, dass sich unsere Atmosphäre immer mehr erwärmt, was fatale Folgen mit sich bringen wird.

Im Anbetracht dieser Faktoren ist es unumgänglich auf erneuerbare Energie umzusteigen. Erneuerbare Energiequellen gelten, neben höherer Energieeffizienz, als wichtigste Säule einer nachhaltigen Energiepolitik und der Energiewende. Zu ihnen zählen Wasserkraft, Windenergie, solare Strahlung, Erdwärme und nachwachsende Rohstoffe.

Erneuerbare Energie - Erzeugung

Unter Wasserkraft versteht man die Umsetzung von kinetischer oder potenzieller Energie des Wassers mit Hilfe einer Wasserkraftmaschine in mechanische Arbeit. Mit Generatoren wird dann elektrischer Strom erzeugt.

Bei allen Wasserkraftwerken wird durch eine Stauanlage Wasser im Stauraum auf hohem potentiellem Niveau zurückgehalten. Die Bewegungsenergie des abfließenden Wassers wird auf eine Wasserturbine oder ein Wasserrad übertragen, welches wiederum direkt oder über ein Getriebe einen elektrischen Generator antreibt, der die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt

Die Windkraft nimmt mit 34 % den größten Sektor der erneuerbaren Energien ein. Dabei wird die kinetische Energie von Wind, also bewegte Luftmassen der Atmosphäre, technisch genutzt. Der Wind versetzt die Rotoren der Windräder in Bewegung und wird dadurch abgebremst. Die Bewegungsenergie wird in Strom umgewandelt.
Windenergieanlagen können in allen Klimazonen, auf See und in allen Landformen (Küste, Binnenland, Gebirge) zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Daher wird häufig nur zwischen der Windenergienutzung an Land sowie der Nutzung auf See in Offshore-Windparks unterschieden. Bisher ist vor allem die Windenergie an Land von Bedeutung, während die Offshore-Windenergie global gesehen mit einem Anteil von 1,9 % an der installierten Leistung bisher noch unbedeutender ist.
Weltweit bietet die bodennahe Windenergie theoretisch Potential für über 400 Terawatt Leistung, würde zusätzlich die Energie der Höhenwinde genutzt, wären sogar 1.800 Terawatt möglich, etwa das 100-fache des derzeitigen weltweiten Energiebedarfs.

Als Sonnenenergie oder Solarenergie bezeichnet man die Energie der Sonnenstrahlung, die in Form von elektrischem Strom, Wärme oder chemischer Energie technisch genutzt werden kann. Die Nutzung erfolgt durch Sonnenkollektoren oder Solarzellen.
Die Sonnenkollektoren wandeln die Lichtenergie der Sonne um in thermische Energie, indem sie mit einem Solarabsorber, der Lichtenergie der Sonne in Wärme umwandeln und diese an einen ihn durchfließenden Wärmeträger abgibt.
Solarzellen oder auch Photovoltaikanlagen sind Solarstromanlagen, in denen mittels der Solarzellen ein Teil der Sonnenstrahlung in elektrische Energie umgewandelt wird. Unterschieden wird hierbei zwischen auf Dächern installierten Solaranlagen und auf Freiflächen installierten Solarparks. Der erzeugte Strom kann selbst genutzt oder ins allgemeine Netz eingespeist werden.

Der zweitgrößte Sektor der erneuerbaren Energien wird durch die nachwachsenden Rohstoffe eingenommen. Darunter versteht man organische Rohstoffe, die aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion stammen und vom Menschen zielgerichtet für weiterführende Anwendungszwecke außerhalb des Nahrungs- und Futterbereiches verwendet werden.
Die größte Bedeutung hat heute die Verwendung von Rohstoffen pflanzlicher Herkunft sowie biogener Abfallprodukte. Diese werden sowohl energetisch als auch stofflich genutzt. Die energetische Nutzung erfolgt in flüssiger Form (Biokraftstoff), in fester Form (Biogener Brennstoff), sowie gasförmig (Biogas). Von stofflicher Nutzung spricht man bei der Herstellung von technischen Ölen, Textilien, Faserstoffen, Kunststoffen und chemischen Grundstoffen.
Biokraftstoff wird entweder flüssig oder gasförmig verwendet. Er wird im Betrieb von Verbrennungsmotoren im stationären oder mobilen Bereich eingesetzt. Verwendete Materialien sind Ölpflanzen (v.A. Raps), Zuckerrüben und Holz aus Kurzumtriebsplantagen. Teilweise müssen die Motoren für den Einsatz von Biokraftstoffe umgerüstet werden, die als Reinkraftstoffe sowie als Beimischungen zu fossilen Kraftstoffen zum Einsatz kommen.Unter biogenen Brennstoffen versteht man einen zur Verfeuerung geeigneten nachwachsenden Rohstoff (überwiegend Holz). Sie werden entweder zur Wärmebreitstellung für Heizungen und Öfen oder zur Stromerzeugung in Biomasse- oder Blockheizkraftwerke genutzt.
Die letzte Form der energetischen Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen ist die Nutzung als Biogas. Dieses Gas entsteht durch den natürlichen mikrobiellen Abbau von organischen Materialien in einer Biogasanlage unter ständigem Rühren und indirekter oder direkter Beheizung des Fermenterinneren. Eingesetzt werde vor Allem Klärschlämme, Bioabfälle, Speisereste, Gülle, Pflanzenreste und Energiepflanzen. Nach einer Biogasaufbereitung kann eine Einspeisung in das Erdgasnetz erfolgen.