Sonne, Wind und Wasser

Sonne, Wind und Wasser
Die unerschöpflichen Energiequellen der Zukunft

Holz, Kohle und Öl waren die Energieträger in der Vergangenheit, welche dazu beitrugen, dass die Industriegesellschaft entstehen konnte. Als uns aber bewusst wurde, dass der Preis dafür eine immer mehr eskalierende Umweltverschmutzung war, schien es, als würde die Atomkraft ein neues Zeitalter bringen. Als aber auch dieses schon nach wenigen Jahren aufgrund von Tschernobyl beendet schien, hofften alle auf die alternativen Energieträger Sonne, Wind, Wasser und Biomasse. Auch die Nuklearkatastrophe von Fukushima trug zu einem Aufschwung der alternativen Energieträger bei.

Alternative Energieträger

Die hier genannten regenerativen Energieträger sollen in der Zukunft die traditionellen ersetzen. Doch bis diese einen nennenswerten Anteil an der Energieerzeugung bei uns erreichen, werden noch Jahre ins Land ziehen. Obwohl in Bayern die Wasserkraft schon einen Anteil von 18% an der Stromerzeugung hat, sieht es mit Wind und Sonne schon schlechter aus. Trotzdem lag im Jahr 2011 die Nennleistung der in Deutschland erzeugten Energie durch Windräder bei über 2,2 MW.

Eine Hoffnung für die Zukunft ist auch die Solarenergie. Sie könnte auch in unseren Breiten einen wesentlichen Teil unseres Energiebedarfs abdecken. Sei es nun die Warmwasseraufbereitung durch Solaranlagen oder die Stromerzeugung mittels Photovoltaik-Anlagen. Letztere erzeugten 2012 in Deutschland rund 30 GW elektrische Nettoleistung. Große Zukunft hat auch die Energieerzeugung durch Biomasse, durch die heute schon 11 % des Stroms aus erneuerbaren Energien hergestellt wird. 2011 waren in Deutschland rund 7.200 Biogasanlagen installiert. Hierbei wird ein brennbares Gas durch Vergärung von Biomasse jeder Art hergestellt. In Biogasanlagen werden Abfälle als auch nachwachsende Rohstoffe vergoren. Und auch durch die Geothermie könnte in Deutschland theoretisch 10% unserer Energie erzeugt werden.

Unerschöpfliche Energien

Um einen kleinen Eindruck davon zu bekommen, welches Potential in den alternativen Energieträgern steckt, hier einige interessante Daten: An einem einzigen Tag schickt uns die Sonne etwa 15.000mal soviel Energie zur Erde, wie wir heute weltweit verbrauchen. Der Wind, der auf unserem Planeten bläst, würde 35mal soviel Energie erzeugen, als wie wir verbrauchen könnten. Und letztendlich besitzt die Wasserkraft noch die Hälfte der Energie, die wir an einem Tag auf der ganzen Welt produzieren.

Theoretisch würde also die direkte Sonnenenergie sowie die indirekte über Wind, Wasser und Biomasse bei weitem ausreichen, um den Energieverbrauch von 6 Mrd. Menschen zu liefern. Doch leider wurde bis heute nur ein Bruchteil der Möglichkeiten genutzt, die uns technisch zur Verfügung stünden. Heute beträgt der Anteil der regenerativen Energiequellen an der gesamten Stromerzeugung in Deutschland 23 Prozent.
Von der Windmühle zur Windkraftanlage

Die Kraft des Windes nützte man schon vor 3.000 Jahren. Denn da waren Windmühlen schon bekannt, die mechanische Energie erzeugten. Im 12.Jahrhundert kamen die ersten Windmühlen dann von Arabien nach Mitteleuropa. Bis zur Erfindung der Dampfmaschine ersetzten sie in vielen Lebenssituationen die Muskelkraft von Mensch und Tier. Anfang dieses Jahrhunderts standen in der norddeutschen Küstenlandschaft mehr als 10.000 Windmühlen. Die Propeller der heutigen modernen Windkraftwerke können einen größeren Anteil der kinetischen Energie der Luftströmung nutzbar machen, als die Flügel der alten Windmühlen. Nach einer Untersuchung von Greenpeace ist das technisch nutzbare Potential der Windenergie in Deutschland enorm. Bezogen auf die Bruttostromerzeugung könnte die Windenergie einen Anteil von 20 bis 24% liefern.

Energie aus Wasser

Als im Jahr 1866 Werner von Siemens das „dynamoelektrische Prinzip“ entdeckte, begann auch die Stromerzeugung aus Wasserkraft. Im gleichen Jahr wurde in Berchtesgaden die erste öffentliche Stromversorgung Bayerns aus einem 60 PS leistenden Wasserkraftwerk gespeist. Von da an entstanden nun an vielen bayerischen Flüssen Wasserkraftanlagen. Kraftwerk ist dabei jedoch nicht gleich Kraftwerk. Ein Laufwasserkraftwerk arbeitet rund um die Uhr. Die Stromerzeugung ist dabei von der Wasserführung des Flusses abhängig. Diese Kraftwerke werden heute überwiegend direkt in den Flusslauf gebaut. Die Bayernwerk Wasserkraft AG betreibt heute an die 100 Laufwasserkraftwerke. Speicherkraftwerke dagegen nutzen Wasser aus hochgelegenen Seen. Hier wird das Wasser über Druckrohrleitungen oder Stollen auf die Turbinen des im Tal gelegenen Kraftwerks geleitet. Das im Jahr 1924 erbaute Walchensee Kraftwerk ist eines der größten und bekanntesten dieses Typs.

Etwas anders arbeiten Pumpspeicherkraftwerke. Hier wird das Wasser in Zeiten geringen Strombedarfs zunächst in ein meist künstlich angelegtes Wasserbecken gepumpt. Wird dagegen viel Strom benötigt, kann das Wasser aus dem oberen Bereich über die Turbinen abgelassen werden. Dabei wird wertvoller Spitzenstrom erzeugt.

Text & Fotos: Walter J. Pilsak