Energieversorgung: konventionelle & erneuerbare Energieträger
Das Wichtigste in Kürze
Kein Thema wird aktuell mehr diskutiert als Energie. Wie kann man am besten Energie gewinnen? Welche Ressource kann uns auf lange Sicht mit genügend Energie versorgen? Was sind die jeweiligen Vor- und Nachteile? Was sind die Energien der Zukunft? Auf diese Fragen findest du in dieser Zusammenfassung die Antworten.
Energie heute
Man unterscheidet zwischen konventionellen und erneuerbaren Energieträgern. Im Jahr 2022 stammte 53,85 % des eingespeisten Stroms aus konventionellen Energieträgern.
Doch von wo kommt überhaupt unser Strom und wie entsteht dieser?
Konventionelle Energieträger
Kernenergie
Energiegewinnung: Die Kernenergie spaltet unstabile Atomkerne von schweren Atomen, wie beispielsweise Uran-235. Die Spaltung setzt eine enorme Energie frei und löst eine Kettenreaktion aus, welche im Reaktor kontrolliert durchgeführt wird und weitere Energie freisetzt. | |
Vorteile: - Keine Verschmutzung der Atmosphäre, da keine Abgase freigesetzt werden
- Relativ üppige Energiereserven
- Atomarer Strom viel günstiger als andere Ressourcen
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Nachteile: - Hohe Konstruktions- und Unterhaltskosten
- Hohes Risiko für die Umwelt im Falle eines radioaktiven Lecks
- Atomarer Abfall
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Kohle
Energiegewinnung: Kohle wird gemahlen und in einem Brennofen verbrannt. Die entstandene Wärme wird genutzt, um Wasser zu erhitzen und mit dem entstandenen Wasserdampf Stromgeneratoren zu betreiben.
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Vorteile: - Fossiler Energieträger, die Vorräte würden für weitere 200 Jahre ausreichen
- Der Abbau ist leicht und günstig, zudem gibt es große Kohlevorkommnisse in Deutschland
- viele Arbeitsplätze im Kohlekraftwerk und in den Minen
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Nachteile: - Große Umweltbelastung durch die Abgase (CO₂, Schwefel- und Stickoxide)
- Für den Abbau müssen große Siedlungs- und Naturflächen umgesiedelt werden und der Grundwasserspiegel sinkt
- Viel Kohle für wenig Strom aufgrund der hohen Porosität der Kohle
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Erdgas
Energiegewinnung: Ähnlich wie bei der Kohle wird hier Gas unter enormem Druck verbrannt und mit der entstandene Hitze wird Wasserdampf erzeugt, welcher wiederum einen Generator betreibt.
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Vorteile: - Hoher Wirkungsgrad, da die entstandene Wärme auch genutzt werden kann (heizen)
- Keine Rückstände bei der Verbrennung
- Jederzeit regulierbar (Pipelines)
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Nachteile: - Abhängigkeit von anderen Ländern (Russland, Norwegen)
- Endliche Quelle, die nicht für immer reicht
- Hohe Emissionen von CO₂
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Diese Energieträger sind seit Jahren die Hauptquelle für Strom in Deutschland. Doch seit einiger Zeit gewinnen die erneuerbaren Energien immer mehr an Bedeutung. Diese sind meist deutlich umweltfreundlich, kosten dafür aber auch mehr und sind teilweise weniger effizient als die konventionellen Träger.
Erneuerbare Energieträger
Wind
Energiegewinnung: Mithilfe der Windkraft werden große Windräder angetrieben, die so einen Generator antreiben, welcher Strom erzeugt.
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Vorteile: - Windenergie ist nachhaltig, denn eigentlich basiert sie auch nur auf der Sonneneinstrahlung, welche verantwortlich für die Winde auf der Erde ist
- Keine Belastung für die Luft, da keine Abgase freigesetzt werden
- Gut geeignet für rohstoffarme Länder, weil Wind hat jeder
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Nachteile: - Wind ist nicht konstant zur Verfügung
- Windenergie ist nicht speicherbar
- Große Belastung des Landschaftsbildes und relativ große Lärmbelastung in der direkten Umgebung
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Wasser
Energiegewinnung: Wasserströmung betreibt Turbinen, welche mithilfe eines Generators Strom erzeugen. Es gibt Wasserkraftwerke, welche die Strömung nutzen und solche, die den Höhenunterschied nutzen (Stauseen).
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Vorteile: - Konstant verfügbar in Form von Stauseen (Unabhängig von Wetter und Zeit)
- Keine CO₂-Emissionen und hoher Wirkungsgrad
- Aufgestaute Flüsse wieder attraktiver für Schiffsverkehr
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Nachteile: - Hohe Belastung für Landschaft, Umsiedelung von Bewohnern und Überflutung von Kulturlandschaften
- Hohe Konstruktionskosten
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Fotovoltaik
Energiegewinnung: Alleine durch die Sonneneinstrahlung wird durch einige komplizierte physikalische Prozesse Strom gewonnen. | |
Vorteile: - Keine Abgas- und Lärmemissionen
- Dezentralisierte Energiegewinnung (Keine Verluste beim Transport)
- Genügend Sonne vorhanden
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Nachteile: - Zurzeit noch sehr teuer
- Abhängig von Wetter und Zeit
- Für Kraftwerke relativ viel Platz nötig
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Biogas
Energiegewinnung: Eigentlich ist es der gleiche Prozess wie bei Erdgas, nur dass das Biogas aus verfaulten Bioabfällen entstanden ist und somit weniger Schadstoffe in sich hat, welche bei der Verbrennung ausgestoßen werden.
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Vorteile: - Keine fossilen Brennstoffe sprich keine Treibhausgas-Emissionen
- Umweltfreundliches Recycling von Bioabfällen
- Nebenprodukte der Biogasgewinnung dienen als Düngemittel und können so synthetische Mittel ersetzen
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Nachteile: - Menge an Biomasse/Biogas ist begrenzt, da organische Abfälle begrenzt sind
- Biomasse Logistik aufwendig und mühsam
- Geruchsbelästigung der Anwohner aufgrund der verfaulten Biomasse
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Es gibt nicht die eine Lösung, um unser Energieproblem zu lösen. Diese Vor- und Nachteile unterscheiden sich auch stark nach Region. Länder wie Spanien oder Frankreich sind viel besser geeignet für Windenergie als beispielsweise die Schweiz aufgrund der Topografie des Landes. Dass es irgendwann den Schritt von den konventionellen Energieträgern zu den erneuerbaren Energieträgern braucht, bestreitet fast niemand. Die große Frage ist vielmehr, wann dieser stattfindet und wie dieser stattfinden kann, ohne dass man zeitweise Mängel hat. Diese Fragen stellen sich die Energiepolitiker der Zeit und die der Zukunft.
Für höhere Stufen
Zurzeit forscht man intensiv an der Kernfusion. Die Kernfusion ist das Gegenstück zur Kernspaltung, welche schon seit Jahrzehnten den Menschen mit Strom versorgt. Bei der Kernfusion werden Atomkerne untern riesigem Druck fusioniert. Man probiert den Prozess, der auf der Sonne geschieht, sprich die Fusion aus Wasserstoff über mehrere Schritte zu Helium, hier auf der Erde durchzuführen. Damit hätte die Menschheit eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle. Aus nur einem Gramm Wasserstoff kann gleichviel Energie gewonnen werden, wie aus 11 Tonnen Kohle! Doch der Prozess ist schwierig, da man Temperaturen über 100 Mio. Grad braucht, damit es funktioniert. Zurzeit wird der erste Fusionsreaktor in Frankreich gebaut und soll bis 2035 zeigen, dass Energiegewinnung durch Kernfusion auf der Erde möglich ist.