Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien sind solche, die nur wenig die Umwelt belasten und so viel oder gar mehr Energie produzieren, wie sie verbraucht haben. Sie stehen unbegrenzt zur Verfügung und können sich in kurzer Zeit erneuern. Das Gegenteil von erneuerbaren Energien sind die fossilen Energien wie Kohle oder Erdgas, die nur begrenzt zur Verfügung stehen und der Umwelt schaden. Zu den erneuerbaren Energien gehören:

• Windenergie
• Wasserkraft
• Sonnenenergie
• Biomasse
• Geothermie

Die Windenergie ist eine Möglichkeit, Energie erneuerbar herzustellen. In den letzten Jahren hat sich diese Energiequelle rasant entwickelt. Bei diesem Energieträger wird Strom aus Wind mithilfe von Windrädern gewonnen. Der Vorteil daran: Wind ist unbegrenzt und kostenlos verfügbar. Dabei wird die Bewegungsenergie in mechanische Rotationsenergie umgeformt und schließlich zu elektrischer Energie mithilfe eines Generators umgewandelt. In einem halben Jahr hat das Windrad so viel Energie produziert, wie für den Bau und den Betrieb notwendig sind. So zählt Windenergie zu den nachhaltigsten Energien und soll bis 2030 massiv ausgebaut werden. Sie dürfen darüber hinaus nur an Windenergiestandorten stehen, um die Pflanzen und Tiere nicht zu beeinträchtigen. So werden keine Anlagen in Naturschutzgebieten gebaut.
Da der Wind weiter oben im Himmel stärker ist, befinden sich die Rotorblätter der Windräder in Höhen von über 100 Metern. Die Rotorblätter allein sind meist zwischen 20 m und 50 m lang und wiegen über 25 t. So erreicht das höchste Windrad in Deutschland eine Gesamthöhe von 246,5 m. Es gibt auch Windenergieanlagen, die sich auf dem Meer befinden, da hier der Wind noch stärker weht. Dort ist dann die Rede von Offshore-Windparks.

Wasser wird schon seit vielen Jahren genutzt, um Energie zu gewinnen. Dabei wird die Wasserströmung in mechanische Rotationsenergie mithilfe eines Turbinenrads umgewandelt. Mit Wasserkraft wird keine Wärme, sondern nur elektrischer Strom erzeugt. Kritisiert wird an der Wasserkraft, dass durch Flussbegradigungen in das Ökosystem eingegriffen wird, jedoch soll der Eingriff mit Umgehungsgewässern minimiert werden.

Da für Wasserkraftwerke Strömung vorhanden sein muss, kann diese erneuerbare Energie nur dort genutzt werden, wo eine hohe Fließgeschwindigkeit des Wassers herrscht. Speicherkraftwerke, Laufwasserkraftwerke und Gezeitenkraftwerke sind typische Varianten. Speicherkraftwerke befinden sich meist an Talsperren und nutzen die Fallenergie des Wassers, während Laufwasserkraftwerke die Strömungen eines Flusses nutzen, um Energie zu erzeugen. Bei Gezeitenkraftwerken nutzt man auch Strömungen, jedoch die der Gezeiten in Meeresbuchten oder Flussmündungen.

Bei der Sonnenenergie – oder auch Solarenergie genannt – wird sich die Sonnenstrahlung zunutze gemacht, die in elektrischen Strom oder Wärme umgewandelt wird. Durch die Kernfusion treffen die Sonnenstrahlen in elektromagnetischen Wellen auf die Erde, die sich zunutze gemacht werden. Um durch die Strahlung Energie zu gewinnen, wird Photovoltaik eingesetzt. Die Solarzellen speichern bei der Photovoltaik die Energie in Batterien, die später abgerufen oder direkt im Haushalt genutzt werden kann. Für die Anbringung solcher Anlagen müssen jedoch einige Faktoren berücksichtigt werden wie die Statik des Dachs, die Neigung und die Dachausrichtung. Wie viel Strom durch Photovoltaik produziert wird, hängt von der Größe, der Technik und dem Standort der Anlage ab.

Für die Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme werden Solarthermieanlagen genutzt. Diese kommen zur Erzeugung von Warmwasser zum Einsatz. Das Prinzip ist dabei ganz einfach: In den Röhren der Solarthermieanlage zirkuliert eine Flüssigkeit, die durch eine Pumpe angetrieben wird. Die Sonne erwärmt dabei die Flüssigkeit. Die Wärmeenergie wird mithilfe eines Wärmetauschers in einen Wasserspeicher gegeben, von dem das erwärmte Wasser ins Haus oder zu der Heizanlage gelangen kann. 

Da die Sonne ein endloses Energiepotenzial hat, ist sie konstant verfügbar und kann unbegrenzt genutzt werden. Auch die Umweltbelastungen sind bei Solarenergie gering, im Gegensatz zu anderen Energiequellen. Es ist jedoch kaum möglich, nur den Strom der Photovoltaikanlage zu nutzen, da die Nutzungs- und Produktionszeitfenster nicht exakt aufeinanderliegen.

Biomasse 

Die Biomasse ist als Energieträger vielseitig einsetzbar. Sie kann in fester, gasförmiger oder flüssiger Form zur Strom-, aber auch zur Wärmeerzeugung genutzt werden. Als Biomasse gelten Raps und Mais, aber auch Stroh, Biomüll und Ernteabfälle. Mithilfe von Pelletheizungen wird Biomasse wie Holzpresslinge zur Erzeugung von Wärme eingesetzt. 

Diese Masse kann aber nicht nur für die Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden, sondern auch für die Elektromobilität. Es lässt sich ebenfalls Biodiesel damit herstellen, der Benzin ersetzen kann, und Biogas, welches als Treibstoff dient.
Bei der Verbrennung der Biomasse wird zwar CO2 ausgestoßen, jedoch nur so viel, wie die Pflanzen und Rohstoffe während des Wachstums gebraucht haben. So kann man von einem neutralen Kreislauf sprechen. Biomasse lässt sich im Gegensatz zu Sonnenenergie gut speichern und steht häufig zur Verfügung, da die Rohstoffe oft aus der Region stammen. 

Geothermie 

Bei der Geothermie wird die Wärme der Erde genutzt, um Strom und Wärme zu gewinnen. Dabei unterscheidet man zwischen oberflächennaher und tiefer Geothermie. Während die oberflächennahe Geothermie die Erdwärme bis zu 400 m nutzt, dringt die tiefe Geothermie bis zu 5 km in die Erde hinein. Im Gegensatz zur Sonnenenergie liefert die Geothermie das ganze Jahr Energie, da sie wetterunabhängig ist. Dabei wird entweder mithilfe einer Erdwärmesonde das warme Wasser im Untergrund verwendet oder die Wärme aus dem Gestein genutzt.

Auch diese Energiequelle zählt zu den unerschöpflichen und zeichnet sich dadurch aus, dass keine Brand- oder Explosionsgefahr entsteht. Die Methode ist relativ preiswert, da keine Lagerkosten entstehen. Somit ist die Geothermie als erneuerbare Energie eine langfristig gute Investition.

Erneuerbare Energien zeichnen sich dadurch aus, dass weniger Schadstoffe produziert werden und in die Atmosphäre gelangen. Eine Energiewende ist wichtig für den Klimawandel, da Treibhausgase wie CO2, die bei der Energiegewinnung ausgestoßen werden, sich negativ auf das Klima auswirken. Kohlenstoffdioxid ist natürlich in der Atmosphäre vorhanden, doch Produktionsstätten und Autos produzieren Unmengen an Abgasen. Diese Entwicklung sorgt dafür, dass sich die Erde erwärmt. Durch die Verwendung von Anlagen, die mit erneuerbaren Energien arbeiten, können Lebensräume geschützt werden und die Energiewende voranschreiten. 

Wie bereits erwähnt, stehen die Rohstoffe der erneuerbaren Energien in großen Mengen zur Verfügung. Wind und Sonne können überall kostenlos genutzt, ohne aufgebraucht zu werden. Das garantiert, dass immer Energie zur Verfügung steht im Gegensatz zu anderen Ressourcen wie Kohle, die nur begrenzt verfügbar sind.

Die erneuerbaren Energien lassen auch uns aktiv werden. Es entstehen neue Arbeitsplätze und durch Photovoltaik kann sich jeder am Strommarkt beteiligen oder sich teilweise unabhängig machen. Die Anschaffung und der Ausbau von solchen Anlagen mögen erst teuer erscheinen, lohnen sich jedoch nach einigen Jahren. Dabei kann viel Geld gespart werden. Auch der Verkehr profitiert von der Nutzung erneuerbarer Energien: Elektrofahrzeuge sind im Vergleich zu Benzinautos deutlich leiser beim Fahren.