Alternative und erneuerbare Energien

Nach den Atom Katastrophen von Tschernobyl 1986 und Fukushima 2011 findet ein Umdenken in den Köpfen der Leute und der Regierung statt. Es wird nicht mehr abgewartet sondern gehandelt. 2021 sollen die Atomkraftwerke (AKW) in Deutschland vom Netz. Bei Problemen bei der Stromversorgung sollen die letzten Kernkraftwerke 2012 keine Energie für das Stromnetz mehr liefern und abgeschaltet werden. Alternative Energiequellen z.B. Biogas sollen vorangetrieben und gefördert werden. Somit ist der Atomausstieg hoffentlich im nächsten Jahrzehnt bewältigt.

Als Brennstoff in Atommeilern und Kernkraftwerken wird ein Uranisotop U 235 verwendet. In Normalform unserer Umwelt  findet man es nicht in Reinform sondern als Gemisch mit dem Uranisotop U 238 - Es wird als Natururan bezeichnet. Natururan angereichert mit Uran 235 kann widerum für die Kernspaltung eingesetzt bzw. verwendet werden.

25 Jahre nach der Reaktorkatastrophe in Tschernobyl sind immer noch Wild und Pilze u.a. im Bayerischen Wald kontaminiert. Radionuklids Cs-137 (Cäsium-137) besitzt eine Halbwertszeit von ca. 30 Jahren. Die Belastung der Böden wird durch die lange Halbwertszeit noch Jahrzehnte andauern.

Hier finden Sie eine kurze Ekrlärung und Bedeutung der alternativen und erneuerbaren Energien.

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad beschreibt die gewünschte Energieform, entspricht auch Nutzenergie, Nutzwert oder Nutzleistung, zu unerwünschten aber vorhandenen Energieformen wie z.B. Wärme, Reibung, Energieverluste, etc..

Wirkungsgrad = Nutzenergie / aufgewendete Energie = abgegebener Leistung (Energie) zu zugeführter Leistung (Energie)

d.h. je mehr von der gewünschten Energieform genutzt werden kann  bzw. gewonnen wird, ohne unerwünschte Energieverluste, desto günstiger und höher der Wirkungsgrad.

Atomkraftwerke besitzen einen Wirkungsgrad von ca. 35%, Kohlekraftwerke ca. 39%. Der Transport von Energien verschlingt ca. 5%.
Der Wirkungsgrad eines Otto Benzin Motors liegt bei etwa ca. 25% - 36%. Die restlichen 64% gehen als Wärme, Reibung, etc. verloren. Das heißt, wir nutzen das teuer bezahlte Benzin nur ca.36% für die Antriebsenergie unseres Autos.
Ein Kachelofen mit Holz geheizt liefert 75% an Wärme ab. Eine Energiesparlampe besitzt einen Wirkungsgrad von 25%. Eine normale Glühlampe ca. 5%, der Rest wird als Wärme abgegeben.

Stromverbrauch

Der Stromverbrauch liegt bei ca. 1600 kWh pro Person im Jahr in Deutschland. Mit steigenden Personen im Haushalt sinkt der Stromverbrauch pro Kopf.
Der Tagesstromverbrauch in Deutschland liegt bei ca. 350 Mio. kWh pro Tag.
Der Jahresstromverbrauch in Deutschland pro Jahr ca. 585 Milliarden kWh entspricht ca. 585 GWh (Gigawattstunden)
Der Jahresstromverbrauch der Welt pro Jahr liegt bei ca. 16.950.000.000.000 kWh.

Der Energiebedarf auf dieser Welt wird von drei Energieträgern abgedeckt:

- fossile Energien
- nukleare Energie
- erneuerbare Energien

Als erneuerbare oder regenerativer bezeichnet man Energiearten die sich von alleine wieder erneuern.

Solarenergie

Es sind Projekte in Südafrika geplant,  da dort die Sonneneinstrahlung fast dopelt so hoch ist wie in Europa.

Die Sonnenenergie des Planeten steht uns ohne Reue, wie dies bei fossiler und Kernenergie der Fall ist, zur Verfügung und das ohne unerwünschte und schädliche Abfallprodukte wie z.B. Feinstaub oder CO² zu produzieren.
Die optimalen Eissatzorte sind windreiche Gebiete wie, Hügel, Berge, Meeresküsten (z.B. Nordsee) und Meere.
Der Einsatz der Solar Energie reicht von der Stromerzeugung bis hin zum günstigen Heizen.
Ein Nachteil sind die hohen Anschaffungskosten und die abnehmende Energieeffizienz der Anlagen.

Knackpunkt ist der Speicherung der Sonnenenergie, da die Sonne leider nicht rund um die Uhr scheint.

- Photovoltaik (PVA - PV Anlage)
wandelt Sonnenlicht mit Solarzellen in Strom um. Ca. dreiviertel der hergestellten Solarzellen bestehen aus kristallinen Silizium mit einem Wirkungsgrad zwischen 13% und 20%.

- Solarthermie (Solarwärme)
wandelt Sonnenwärme mit Sonnenkollektoren in Energie um. Bei Solarthermische Kraftwerken erhält man als Nutzenergie Wärme.


Wasserkraft

In Norwegen Wird der Energiebedarf zwischen 98%-99% aus Wasserkraft gewonnen. Es reicht nicht nur für den heimischen Energiehaushalt, denn es wird auch Strom exportiert.
Um den Höhenunterschied bzw. das Gefälle des Wassers zu Nutzenergie umzuwandeln sind oftmals Optimierungen der Wasserläufe notwendig. Auch Stauseen müssen angelegt werden. Dies ist aus ökologischer Sicht nicht unbedenklich.
Bei der Wasserkraft wird ein Wirkungsgrad bis zu 90% erzielt.

- Staudämme
- Nutzung der Gezeiten (Ebbe und Flut)
- Wellenenergie
- Strömungsenergie Flüsse und Meer
- Wärme der Meere

Windkraft

 Unter Windkraft versteht man die Erzeugung von elektrischen Strom durch Windräder. Die meisten Windräder besitzen drei Flügel. Durch das Verdrehen eines oder mehrerer Flügel und Drehen des Kopfes zum Wind passen sie sich der Windgeschwindigkeit an um eine annähernd konstante Drehzahl abzuliefern. Bei zu hohen Wind werden die Blätter abgebremst.  Der durch die Drehung angetriebener Generator liefert Wechselstrom.
Der Wirkungsgrad der Windkraft liegt bei ca.80%.

Geothermie

Island gewinnt seinen Strom zu ca. 99% aus regenerativen Energiequellen. Ca. 20% werden aus Geothermie gewonnen. Somit ist Island das  Beispielland für die Geothermie und besitzt hierfür auch sehr großes Wissen und Know How.
Wärme aus dem Erdinneren nutzen der Gebäudeerwärmung oder -kühlung und als Nutzenergie Wärme und Kälte.
Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftanlage liegt bei ca. 30%.

Biomasse

Unter Biomasse versteht man die Gewinnung von regenerativer Energie aus tierischen und pflanzlichen organischen Stoffen und Substanzen.
Sie werden unter festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen unterteilt.
 

Beispiele für Biomasse sind:
- Biogas
- Pflanzenöl
- Biowasserstoff
- Biodiesel
- Biowasserstoff
- Bioethanol
- Holz

Biodiesel und Pflanzenöl sind so manchen Autofahrer bekannt. Spätestens seit dem Treibstoff E10 ist Bioethanol in aller Munde. Dem Benzin werden 10% Bioethanol zugemischt. Diese Spritsorte ist sehr umstritten. Sprit E85  besteht aus 15% aus Benzin und 85% aus Bioethanol. Biogas ersetzt teilweise oder ganz das  Erdgas.

  Bei Biomasse werden je nach Art und Anwendung Wirkungsgrade von ca.80% erzielt.

Hier finden Sie den den Ökostrom Vergleich aus regenerativen und erneuerbaren Energien ohne Atomkraft:

Ökostrom Vergleich