Durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen, wie Wind, Sonne und Wasser, zur Stromerzeugung, leisten wir einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen die Klimakrise.
Angesichts des Klimawandels und dessen Auswirkungen rücken erneuerbare Energiequellen immer mehr in den Vordergrund. Ob Sonne oder die Wärmeenergie im Erdinneren, es gibt zahlreiche Energiequellen mit unterschiedlichen Vorteilen und Einsatzmöglichkeiten. In diesem Artikel erklären wir, was erneuerbare Energiequellen sind und welche am beliebtesten sind.
Was ist erneuerbare Energie?
Als erneuerbare Energien (EE) werden Energieträger bezeichnet, die praktisch unendlich zur Verfügung stehen oder sich im Gegensatz zu fossilen Energieträgern (Kohle, Erdöl, Erdgas) verhältnismässig schnell erneuern. Erneuerbare Energien haben ausserdem eine bessere Umweltbilanz als fossile Energieträger, da bei der Nutzung deutlich weniger Treibhausgasemissionen anfallen.
Laut „Renewables 2023“, der neuesten Ausgabe des jährlichen Marktberichts der Internationalen Energieagentur IEA, steigt der EE-Ausbau weltweit um 50 % auf knapp 510 GW. Bis 2028 soll die potenzielle Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien voraussichtlich rund 14 400 TWh erreichen, was einem Anstieg von fast 70 % gegenüber 2022 entspricht. Wie aus dem Bericht und der nachstehenden Grafik hervorgeht, werden die erneuerbaren Energien bis 2028 42 % des weltweiten Strommixes ausmachen, wobei 25 % auf die Sonnen- und Windenergie fallen. Den grössten Anteil wird voraussichtlich die Wasserkraft ausmachen.
Vorteile der erneuerbaren Energien
Erneuerbare Energien bieten wirtschaftliche, soziale und ökologische Vorteile und sind wichtig für nachhaltige Energietechnologien, wie solarbetriebene Züge oder Solarenergie-Bäume aus dem 3D-Drucker, um nur einige zu nennen.
Dadurch, dass erneuerbare Energieträger im Vergleich zu fossilen Energiequellen emissionsarm sind, leisten sie einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel. Gleichzeitig sichern sie auch langfristig unseren Energiebedarf, da ihre Quellen im Überfluss vorhanden sind. Mit ihren unbegrenzten Ressourcen fördern diese Technologien die Nachhaltigkeit und erhöhen die Energieunabhängigkeit, indem sie den Bedarf an importierten Brennstoffen verringern. Erneuerbare Energien fördern auch die Innovation für wirtschaftlichere, effizientere Lösungen und das Wirtschaftswachstum durch die Schaffung neuer Arbeitsplätze. Ausserdem sind sie resilienter gegenüber Naturkatastrophen und können auch in abgelegenen Gegenden der Welt genutzt werden. Langfristig wirken sie sich auch positiv auf unsere Gesundheit aus, da sie im Gegensatz zu Kohle, Erdgas und Erdöl keine Schadstoffe ausstossen und für eine bessere Luftqualität sorgen.
„Einige Lösungen sind relativ einfach und würden wirtschaftliche Vorteile bringen: die Umsetzung von Energiesparmassnahmen, die Bepreisung von Kohlenstoff durch Steuern und den Emissionshandel sowie die Umstellung von fossilen Brennstoffen auf saubere und erneuerbare Energiequellen“.
David Suzuki, Canadian Academic & Science Broadcaster and Environmentalist
Erneuerbare Energietechnologien
Viele Länder investieren im Rahmen ihrer Klimaziele in erneuerbare Energien, um klimaneutral zu werden. Auch die EU investiert in alternative Energietechnologien, damit Europa bis 2050 der erste klimaneutrale Kontinent der Welt wird. Die erneuerbaren Energien stellen eine praktikable Lösung zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen, zur Gewährleistung der Energiesicherheit und zur Förderung des Wirtschaftswachstums dar. Mit alternativen Energietechnologien können wir die Welt mit sauberem, sicherem und bezahlbarem Strom versorgen. Im Folgenden stellen wir die einzelnen erneuerbaren Energieformen genauer vor.
1. Solarenergie
Solarenergie ist die aus der Sonneneinstrahlung gewonnene Energie, die in thermische oder elektrische Energie umgewandelt werden kann. Sie gilt als saubere Energieform und da die Sonne noch für mehrere Milliarden Jahre scheinen wird auch als unerschöpfliche und damit erneuerbare Energieform. Sie kann vielseitig genutzt werden, ob zur Wärmeerzeugung durch solarthermische Systeme oder zur Stromerzeugung mit Sonnenkollektoren, auch als Photovoltaik (PV) bekannt. Solarenergie ist ein wichtiger Bestandteil des globalen Energiewende, da sie nachhaltig ist, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert und bei ihrer Nutzung keine Treibhausgase erzeugt.
Um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln, werden in der Photovoltaik Halbleiter und andere PV-Materialien verwendet. Damit eine Photovoltaikanlage einwandfrei funktioniert, werden Messgeräte benötigt, um etwaige Fehler früh entdecken zu können. Ein Hersteller, der solche Messgeräte herstellt, ist Fluke. Sehen Sie sich das Video an, um mehr über die wichtigsten Messgeräte in der Photovoltaik zu erfahren.
Die IEA prognostiziert in einem Bericht für das Jahr 2050 einen globalen Strommix, der zu zwei Dritteln aus erneuerbaren Energien, aufgeteilt in Geothermie, Wasser, Sonne, Wind und Biomasse, besteht. Die Solarenergie wird innerhalb der Erneuerbaren mit einem Fünftel den grössten Anteil ausmachen.
2. Windenergie
Bei der Windenergie, auch Windkraft, wird die kinetische Energie des Windes durch Windturbinen in elektrische Energie umgewandelt. Der Wind dreht die Rotorblätter der Turbine, die einen Generator zur Energieerzeugung antreibt. Windkraftanlagen werden, je nachdem, ob sie an Land oder im Meer vor der Küste stehen, in Onshore- und Offshore-Anlagen unterschieden. Auch bei der Windkraft handelt es sich um eine emissionsarme und damit saubere Energiequelle. Der beliebte Energieträger spielt in der Energiewende eine grosse Rolle.
Es gibt viele Möglichkeiten, die Kraft des Windes zu nutzen, von riesigen Windturbinen, die mithilfe der 3D-Drucktechnologie konstruiert wurden, wie die Haliade-X (siehe unten) und Windturbinen ohne Rotorblätter bis zu Flugwindkraftanlagen, Offshore-Windturbinen für die Algenzucht und Windkraftanlagen mit Rotorblättern aus Stoff.
3. Wasserkraft
Wasserkraft ist eine der ältesten und bekanntesten erneuerbaren Energiequellen. Bei dieser Energieform wird die Strömungsenergie von fliessendem Wasser genutzt. Dazu werden in der Regel Staudämme gebaut oder Flussläufe genutzt, um eine Turbine in Gang zu setzen, die mit einem Generator verbunden ist und die kinetische Energie des Wassers in elektrische Energie umwandelt. Wasserkraftwerke und die Nachrüstung von Staudämmen sind die beliebtesten Methoden zur Nutzung der Wasserenergie. Wasserkraft ist eine konstante und verlässliche Energiequelle und kann an den Strombedarf angepasst werden. Staudämme können neben der Stromerzeugung auch der Erholung, des Hochwasserschutzes und der Wasserversorgung für die Landwirtschaft dienen.
Eine weitere Technologie, die sich die Kraft des Wassers zur Stromerzeugung zunutze macht, ist die Meeresenergie. Das Wasser aus dem Meer wird zum Antrieb von Turbinen verwendet, die Strom erzeugen. Dies kann durch Gezeitenenergie, Wellenenergie und thermische Energieumwandlung im Meer (OTEC) geschehen. Obwohl sowohl Wasserkraft als auch Meeresenergie erneuerbare Energiequellen sind, die aus Wasser gewonnen werden, ist die Wasserkraft bekannter und wird weltweit häufiger genutzt. Da sich Meeresenergiesysteme erst noch in der Entwicklungs- oder frühen Einsatzphase befinden, gibt es noch einige technologische, finanzielle und ökologische Schwierigkeiten, die gelöst werden müssen.
4. Geothermie
Geothermie ist eine emissionsarme und saubere erneuerbare Energiequelle, die die in der Erdkruste gespeicherte Wärmeenergie nutzt. Geothermische Kraftwerke nutzen Dampf oder Wärme aus der Erde, um eine Turbine-Generator-Kombination anzutreiben und Strom zu erzeugen. Je nach Eingangstemperatur unterscheidet man zwischen Trockendampf-, Flash- und Binäranlagen.
Wie bereits erwähnt, kann die Geothermie auch zum Heizen und Kühlen von Gebäuden verwendet werden, z. B. in Form von Erdwärmepumpen. Lesen Sie dazu unseren Artikel über nachhaltige Heizsysteme.
5. Bioenergie
Bioenergie ist eine erneuerbare Energiequelle, die aus Biomasse oder biologischen Materialien gewonnen wird. Beispiele für Biomasse sind Pflanzen, organische Abfallprodukte, forst- und landwirtschaftliche Abfälle und sogar Algen. Da Bioenergie regenerative oder nachwachsende biologische Materialien verwendet, gilt sie als erneuerbar. Im Vergleich zu fossilen Brennstoffen kann sie auch einen geringeren Kohlenstoff-Fussabdruck haben, insbesondere wenn die Biomasse verantwortungsvoll gewonnen wird und das von den Pflanzen während ihres Wachstums aufgenommene CO2 das bei der Energieerzeugung entstehende CO2 ausgleicht. Darüber hinaus trägt die Bioenergie zur Abfallreduzierung bei, da bei dieser Form der Energieerzeugung Materialien verwendet werden, die andernfalls auf einer Mülldeponie landen würden oder abgebaut werden müssen und dabei Treibhausgase freisetzen würden.
Erneuerbare Energiequellen sind der Schlüssel zum Aufbau eines umweltfreundlichen Energienetzes, zur Verbesserung der Energiesicherheit, zur Verringerung des CO2-Ausstosses und zur Bereitstellung eines unbegrenzten Energieangebots zur Deckung des wachsenden globalen Bedarfs. Die Integration dieser Quellen in unsere Energienetze ist für eine nachhaltige Zukunft unerlässlich. Der Übergang zu einer vollständig erneuerbaren Energielandschaft ist zwar eine Herausforderung, aber die Priorisierung dieser Ressourcen ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer grüneren und nachhaltigeren Energiezukunft.
