04. November 2016 Energie

Erneuerbare Energien: Unendlich viel Energie für die Zukunft

Heizen, Tanken, Licht, Strom für das Handy – wir sind in fast allen Bereichen des Alltags auf Energie angewiesen. Bisher wird der größte Teil davon aus fossilen Rohstoffen wie Kohle und Erdöl gewonnen. Doch das schadet dem Klima, und außerdem sind die Vorräte begrenzt. Viel umweltfreundlicher ist es zum Beispiel, die Kraft von Sonne, Wind und Wasser zu nutzen – die sogenannten erneuerbaren Energien.

Energieverbrauch, Energiesparen, Energiewende: Dir ist sicher schon oft das Wort "Energie" begegnet. Energie bedeutet "wirkende Kraft". Ob du eine Lampe einschaltest, mit dem Handy telefonierst oder mit dem Bus zur Schule fährst, überall wird Energie benötigt. Ohne Energieversorgung würden Fahrzeugmotoren, Maschinen oder elektrische Geräte nicht funktionieren.

Ohne Energie wäre der Alltag undenkbar. Das gilt vor allem für wohlhabende Länder wie Deutschland oder andere sogenannte Industrieländer. In praktisch jedem Haushalt gibt es zum Beispiel Computer, Kühlschränke oder Fernseher. Nicht nur die Nutzung dieser Geräte, sondern auch deren Herstellung sowie der Transport hängen von Energie ab.

Der mit Abstand größte Teil der Energie wird gebraucht, um Autos, LKW und andere Fahrzeuge zu bewegen. In Hessen entfällt auf den Verkehr fast die Hälfte des gesamten Energieverbrauchs. In privaten Haushalten wird knapp ein Viertel der Energie verbraucht, 23 Prozent. Der Anteil der Industrie liegt nur bei 15 Prozent.

Woher kommt Energie?

Photovoltaikanlagen.
Mithilfe von Photovoltaikanlagen kann aus Sonnenenergie Strom erzeugt werden. (Bild: energieagentur-nrw/ flickr.com/ CC BY 2.0)

Damit Menschen Energie nutzen können, muss sie bestimmte Formen annehmen. Oft muss sie gespeichert werden, bis sie benötigt wird. Zum Beispiel braucht man Benzin, um einen Automotor zu betreiben oder Strom, um eine Lampe leuchten zu lassen. Benzin und Strom werden als Energieträger bezeichnet. Sie "bringen" sozusagen die Energie dorthin, wo sie gebraucht wird.

Und woher kommen Energieträger wie Benzin, Strom oder Kohle? Ursprünglich gehen sie alle auf natürliche Energiequellen zurück. Die Sonne sendet ihre Strahlungsenergie zur Erde, das Wasser der Flüsse und Meere ist immer in Bewegung, und irgendwo weht immer Wind.

Auch die Vorräte an Kohle, Gas und Öl, die unter der Erde lagern, gehen auf die Energie der Sonne zurück. Denn sie sind aus Resten von Pflanzen und Tieren entstanden, die vor Millionen von Jahren auf der Erde lebten. Sie werden daher als fossile Energieträger oder fossile Rohstoffe bezeichnet.

Warum kann Energie nicht "verbraucht" werden?

Wenn zum Beispiel eine Glühlampe Strom "verbraucht", heißt es in der Physik: Elektrische Energie wird in Licht- und Wärmeenergie umgewandelt.

Immer wieder wird davon gesprochen, dass Energie "verbraucht" wird. Ein Grundsatz der Physik heißt aber: Energie kann nie verloren gehen. Das klingt nach einem Widerspruch. Doch in der Physik und im Alltag werden nur Begriffe unterschiedlich benutzt. Wenn im Alltag von Energieverbrauch die Rede ist, geht es streng genommen um den Verbrauch von Energieträgern wie Strom oder Benzin. Was dagegen die physikalischen Gesetze besagen, ist, dass die wirkenden Kräfte insgesamt erhalten bleiben. Energie kann aber in verschiedene Formen umgewandelt werden.

Warum sollten wir sparsam mit den Rohstoffen umgehen?

Bisher wird der größte Teil der Energie aus fossilen Rohstoffen gewonnen. Seit Beginn der Industrialisierung im 18. Jahrhundert haben die Menschen einen großen Teil der Vorräte gefördert, um Wärme oder Strom zu gewinnen oder Treibstoffe herzustellen. Damit haben sich die Menschen ein gefährliches Problem eingehandelt. Denn bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern wird das Treibhausgas Kohlendioxid CO2 freigesetzt. Das ist der Auslöser für den KlimawandelHier kannst du mehr über dessen die Folgen lesen.

Fossile Rohstoffe sind nicht nur gefährlich für das Klima. Sie stehen auch nur in begrenzten Mengen zur Verfügung. Je nachdem, wie viel wir davon nutzen, werden sie irgendwann aufgebraucht sein.

Welche erneuerbaren Energiequellen gibt es?

Windenergieanlagen.
Der Wind treibt Stromgeneratoren an, die sich im Inneren der Windenergieanlagen befinden. (Bild: Christian Becker/ flickr.com/ Public Domain)

Es gibt Alternativen zu fossilen Rohstoffen. Schon heute werden in großem Maß erneuerbare Energiequellen genutzt. In Hessen wurde der Strom im Jahr 2014 bereits zu gut 14 Prozent aus erneuerbaren Quellen erzeugt. Bis zum Jahr 2050 soll der Bedarf an Strom und Wärme komplett durch erneuerbare Energien abgedeckt werden.

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um Energiequellen, die sich auf natürliche Weise immer wieder erneuern oder die unendlich verfügbar sind. Das sind zum Beispiel Wind, Sonne oder Wasser. Auch die sogenannte Bioenergie zählt zu den erneuerbaren Energien. Sie wird aus Biomasse gewonnen. Dazu zählen alle pflanzlichen und tierischen Materialien, beispielsweise Bioabfälle wie Essensreste und Gartenabfälle. Mehr zu Bioenergie erfährst du hier.

Eine weitere Energiequelle ist Wärme aus dem Erdinneren, die sogenannte geothermische Energie. Tief im Inneren des Planeten herrscht große Hitze, die an manchen Stellen nah an die Erdoberfläche reicht. Das erkennt man zum Beispiel daran, dass es dort Quellen mit heißem Wasser gibt.

Strom aus Sonne, Wärme aus Essensresten – wie geht das?

Die Energie aus erneuerbaren Quellen wird auf verschiedene Weise nutzbar gemacht:

  • Wasserkraft: Die Bewegungsenergie des Wassers wird mithilfe von Turbinen genutzt. Das Wasser versetzt diese in Drehbewegungen und treibt so Generatoren an. Diese erzeugen den Strom.
  • Windenergie: Die Bewegungsenergie des Windes wird genutzt, um die Flügel von Windenergieanlagen zu drehen. So werden Generatoren angetrieben, die Strom erzeugen.
  • Sonnenenergie: Aus der Sonnenstrahlung kann mithilfe von sogenannten Photovoltaikanlagen direkt Strom erzeugt werden. Mithilfe von Solarkollektoren kann die Sonnenstrahlung auch genutzt werden, um Wärme zu gewinnen. In den Kollektoren kann zum Beispiel Wasser für Haushalte erhitzt werden.
  • Bioenergie: Aus Biomasse wird mithilfe von Bakterien Biogas gewonnen. Dieses brennbare Gas wird zum Heizen oder zur Stromerzeugung genutzt.
  • Geothermische Energie: Mit der Wärme unter der Erdoberfläche wird Wasser erhitzt, das zum Beispiel in Heizungen eingespeist werden kann.

Mach mit beim Energiesparen

Auch Wasser kann Generatoren antreiben, die Strom erzeugen. Dafür werden manche Flüsse aufgestaut, so wie hier beim Kraftwerk Hemfurt. (Bild: Dirk Schmidt/ commons.wikimedia.org/ CC BY-SA 3.0)

Auch wenn die erneuerbaren Energiequellen theoretisch unendlich viel Energie liefern können, gibt es dennoch Grenzen bei ihrer Nutzung. Zum Beispiel scheint nicht immer die Sonne, und der Wind weht nicht immer. Die Maschinen in einer Fabrik dagegen brauchen gleichmäßig Strom. Deshalb ist es wichtig, auch Methoden zur Speicherung von Energie zu erforschen und weiterzuentwickeln.

Zudem muss sorgfältig abgewogen werden, an welchen Orten Anlagen zur Energiegewinnung gebaut werden. In Hessen lohnt es sich zum Beispiel kaum, die Wärme aus dem Erdinneren zu nutzen. Und es müssen die Bedürfnisse der Menschen und der Naturschutz in der Umgebung beachtet werden. Klar ist zum Beispiel, dass nicht alle Flüsse aufgestaut werden können, um Wasserkraftwerke zu bauen. Dabei werden große Flächen überflutet.

Wie klimafreundlich lebst du?

Um deinen eigenen Energieverbrauch einzuschätzen, kannst du hier einen Test machen:

Auch bei der Bioenergie gibt es Grenzen. Zwar wachsen Pflanzen immer wieder nach. Aber der Boden, auf dem sie wachsen können, ist begrenzt. Boden wird auch benötigt, um Nahrungsmittel anzubauen. Am besten ist es deswegen, wenn Bioenergie aus Abfall gewonnen wird – zum Beispiel aus der Biomülltonne.

Aus diesem Grund ist es auch wichtig, Energie mit Bedacht zu nutzen. Denn je weniger Energie benötigt wird, desto weniger Anlagen zu ihrer Gewinnung müssen gebaut werden.