Erneuerbare Energien sind die sauberste und nachhaltigste Form der Energiegewinnung. Sie nutzen natürliche Prozesse zur Stromerzeugung. Erneuerbare Energiequellen lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: erneuerbare natürliche Ressourcen und erneuerbare Technologien.
Erneuerbare Ressourcen sind natürlich vorkommende Stoffe, die schneller nachwachsen, als sie zerstört werden können. Zu diesen Ressourcen gehören Biomasse, Wasserkraft, Solarenergie und Windenergie.
Erneuerbare Technologien nutzen bestehende Methoden, um erneuerbare Energie auf neue Art und Weise zu erzeugen, ohne dabei auf traditionelle natürliche Ressourcen wie Wälder oder Böden zurückzugreifen. So sind beispielsweise neue Methoden zur Herstellung von Ethanol aus organischen Abfallstoffen wie landwirtschaftlichen Abfällen und Pflanzenölen inzwischen weit verbreitet und werden sowohl in Fahrzeugen als auch in der Industrie eingesetzt.
Welche Arten von erneuerbaren Energien am besten geeignet sind, hängt von dem Ort ab, an dem sie eingesetzt werden sollen. Solarenergie beispielsweise funktioniert am besten an Orten mit viel Sonnenlicht wie in der Wüste oder in nördlichen Gebieten mit langen Sommern wie in Alaska, weil dort das ganze Jahr über genügend Sonnenlicht vorhanden ist, um Strom zu erzeugen, ohne dass fossile Brennstoffe oder Kohlenstoffemissionen zum Kühlen und Heizen von Häusern in den Wintermonaten benötigt werden.
Was ist erneuerbare Energie?
Erneuerbare Energie ist Energie, die aus natürlichen Quellen (wie Sonnenlicht, Wind, Regen und Wasserkraft) gewonnen wird und wieder verwendet werden kann. Diese Ressourcen können zur Stromerzeugung, zum Heizen und Betreiben von Gebäuden, zur Entsalzung von Wasser und als Flugzeugtreibstoff verwendet werden. Der Begriff „erneuerbar“ wird verwendet, um jede Form von Energie zu beschreiben, die über einen langen Zeitraum hinweg wieder aufgefüllt oder ersetzt werden kann. Erneuerbare Energie verursacht keine Umweltverschmutzung und setzt kein Kohlendioxid frei, da sie nicht aus nicht erneuerbaren Ressourcen wie fossilen Brennstoffen stammt, die vor ihrem Verbrauch aus dem Boden geholt werden müssen.
Zwei weit verbreitete Methoden zur Energiegewinnung
- Solar – Sonnenkollektoren fangen das Sonnenlicht ein und wandeln es in Strom um. Die photovoltaischen Zellen in Solarmodulen bestehen aus Halbleitern, die Gleichstrom (DC) erzeugen. PV-Paneele bestehen aus zwei Siliziumschichten, von denen eine transparent und die andere farblos ist. Die transparente Schicht wandelt Licht in Strom um, während die farblose Schicht dazu beiträgt, dass die PV-Zellen ihren Wirkungsgrad beibehalten. Der Wirkungsgrad von PV-Zellen nimmt mit der Zeit ab, und sie müssen ersetzt werden, wenn sie sich abnutzen, aber sie können noch viele Jahre lang verwendet werden.
- Wind – Windturbinen nutzen die Kräfte des Luftdrucks, um eine Welle zu drehen. Wenn die Luft um eine Turbine strömt, nimmt ihr Druck ab, so dass sich ein Rotor dreht. Die gängigste Art von Windturbinen ist die mit vertikaler Achse, bei der sich die Flügel am oberen Ende drehen. Sie sind am effizientesten und können in niedrigen Höhen, wo der Wind stärker ist, Strom erzeugen. Die am wenigsten effiziente Art von Windturbinen ist die horizontal ausgerichtete, auch als Windmühle bezeichnete, bei der sich die Flügel parallel zum Boden drehen und in einem Winkel zum Wind ausgerichtet sind.
Welche erneuerbaren Energiequellen sind die besten?
Bioenergie – Bioenergie ist die Nutzung von lebenden Stoffen als Energiequelle. Holz ist eine gängige Bioenergieressource, obwohl es viele Bioenergiequellen gibt. Biokraftstoffe sind eine Art von Bioenergie, die durch die Vergärung von landwirtschaftlichen Abfällen oder Rückständen wie Stroh, Holzspänen (auch bekannt als Holzreste, holzige Biomasse oder holzige Rückstände), Bagasse oder Maisstroh gewonnen wird. Biokraftstoffe werden aus Nutzpflanzen wie Mais, Zuckerrohr und Weizen hergestellt. Sie gehören nicht zu den erneuerbaren Ressourcen, da sie aus nicht erneuerbaren Rohstoffen angebaut werden. Biokraftstoffe tragen zur Emission von Treibhausgasen in die Atmosphäre bei. Biokraftstoffe haben auch Nachteile. Sie sind nicht so effizient wie Kraftstoffe auf Erdölbasis und verbrauchen landwirtschaftliche Flächen, die für die Nahrungsmittelproduktion genutzt werden könnten.
Wasserkraft – Sie entsteht, wenn Wasser durch einen Kanal fließt, der einen großen Höhenunterschied zwischen dem Flussbett und dem Oberlauf des Flusses aufweist. Der Wasserdruck treibt das Wasser den Kanal hinauf und erzeugt auf seiner Reise Strom. Wasserkraft ist die größte erneuerbare Energiequelle. Eine Turbine wandelt Wasser in nutzbare Elektrizität um. Der Strom wird von einem Generator erzeugt, der die Drehbewegung eines Magneten nutzt, um in einem Generator Strom zu erzeugen. Zu den Nachteilen der Wasserkraft gehört die Tatsache, dass diese erneuerbare Energiequelle Dämme benötigt, um Wasser zu speichern und Strom zu erzeugen. Das Aufstauen eines Flusses hat viele Nachteile, z. B. die Überflutung von umliegendem Land, die Veränderung des Flusses flussabwärts und die Ästhetik, einschließlich des Verlusts von Wasserlebewesen und der Veränderung der Wassertemperatur.
Geothermie – Geothermische Energie wird durch natürliche Prozesse unter der Erdoberfläche erzeugt. Die am häufigsten genutzte geothermische Energiequelle ist die Bewegung von geschmolzenem Gestein unter der Erdkruste. Die Erdkruste besteht aus Gesteinsschichten, und das geschmolzene Gestein befindet sich an der Grenze zwischen den Gesteinsschichten. Wenn sich das geschmolzene Gestein nach oben bewegt und abkühlt, bildet es unterirdische Flüsse aus heißem Wasser, die durch die Erdkruste fließen.
Wind – Wenn der Wind weht und seine Bewegung nicht behindert wird, kann er Strom erzeugen. Windmühlen und Windturbinen nutzen die kinetische Energie des Windes, die durch die Bewegung des Windes entsteht. Windmühlen verwenden Segel, die durch den Wind gedreht werden. Windturbinen nutzen einen Propeller oder einen Rotor, um die kinetische Energie des Windes in Strom umzuwandeln. Windturbinen sind die am weitesten verbreitete erneuerbare Energiequelle, aber sie haben eine Reihe von Nachteilen. Sie sind teuer in der Herstellung und haben eine begrenzte Reichweite, d. h. die Entfernung, die sie an windigen Tagen zurücklegen können.
Solarzellen – Solarzellen bestehen aus photovoltaischen (PV) Zellen, die Sonnenlicht absorbieren und in Strom umwandeln. Solarmodule erzeugen auch Energie, wenn Sonnenlicht auf sie fällt und die Bewegung nicht blockiert wird. In der Industrie oder auch bei uns Zuhause sind die sogenannten Solar-Gadgets schon lange im Einsatz. Die Energiemenge, die sie erzeugen, hängt von der Sonneneinstrahlung und ihrem Standort ab. Ein PV-Paneel, das im Schatten steht, erzeugt weniger Energie als eines, das in der direkten Sonne steht.
Vorteile der Nutzung erneuerbarer Energien
- Erneuerbare Energien sind sauber und erneuerbar. Sie stoßen keine Treibhausgase aus wie fossile Brennstoffe, die Luftverschmutzung verursachen und zum Klimawandel beitragen.
- Erneuerbare Energiequellen sind überall verfügbar. Einige Ressourcen, wie z. B. Wasserkraft und Windkraft, werden vor allem auf der Nordhalbkugel erzeugt und können in Nordamerika oder Europa genutzt werden. Andere, wie die Solarenergie, werden vor allem auf der Südhalbkugel erzeugt und können in Afrika oder Asien genutzt werden.
- Erneuerbare Energiequellen sind im Überfluss vorhanden und verfügbar. Sie können an allen möglichen Orten genutzt werden, z. B. in Städten, ländlichen Gebieten oder auf Inseln.
- Erneuerbare Energien sind verlässlich. Die Sonne geht immer im Osten auf und im Westen unter, der Wind wird auch nach einer Flaute wieder kommen und die Meere bleiben für immer bestehen.
- Erneuerbare Energie ist erschwinglich. Der Preis für Strom aus erneuerbaren Energiequellen variiert je nach Energiequelle und der benötigten Energiemenge (z. B. Stromnachfrage).
- Erneuerbare Energie ist eine effiziente Nutzung von Ressourcen. Erneuerbare Energiequellen sind unerschöpflich, im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die mit dem Abbau im Boden verbraucht werden.
Nachteile der Nutzung erneuerbarer Energiequellen
- Erneuerbare Energiequellen sind variabel und können nicht kontrolliert werden. Die Menge und Richtung von Wind, Sonne und Gezeiten werden nicht von Menschen, sondern von natürlichen Kräften gesteuert. Das macht erneuerbare Energiequellen unberechenbar, was ihre Nutzung teilweise teuer macht.
- Erneuerbare Energiequellen werden nicht gleichmäßig genutzt. Sonnen- und Windenergie sind die am häufigsten genutzten erneuerbaren Energiequellen, aber die geothermische Energie hat das Potenzial, noch wertvoller zu sein. Da erneuerbare Energiequellen ungleichmäßig genutzt werden, haben sie insgesamt weniger Auswirkungen auf die Umwelt, als wenn sie gleichmäßig genutzt würden.
- Erneuerbare Energiequellen sind nicht sicher. Obwohl sie in der Regel aus natürlichen Ressourcen gewonnen werden, können sie auch vom Menschen erzeugt werden. Kernenergie oder Wasserkraftwerke sind erneuerbare Energiequellen, die Unfälle und schädliche Emissionen verursachen können.
- Erneuerbare Energiequellen werden nicht immer genutzt, wenn sie verfügbar sind. Manche Leute bauen Windturbinen und Sonnenkollektoren, aber sie schalten sie nicht ein oder aus, wenn sie Energie erzeugen.
Welche nachhaltige Energiequelle sollten Sie wählen?
- Informieren Sie sich über die am häufigsten verwendete erneuerbare Energiequelle in Ihrer Region.
- Wählen Sie die effizienteste Energiequelle für Ihren Standort bzw. für Ihre Situation. Nicht jeder kann auf Wasserkraft oder Geothermie zurückgreifen.
- Wählen Sie die Energiequelle mit dem größten Ausbaupotenzial.
- Wählen Sie das System, das am einfachsten zu installieren ist und im Budget bleibt.
- Wählen Sie das System, das am kostengünstigsten ist und sich irgendwann vielleicht rentiert, wenn sie überschüssigen Strom weiterverlaufen.
- Wählen Sie das System, das am umweltfreundlichsten ist.
