Solarfonds

Erneuerbare Energien sind in der Natur vorhandene Energieströme, die durch Energieumwandlung  durch verschiedene Technologien für den Menschen nutzbar gemacht werden. Ihre Nutzung erfolgt nach dem Prinzip der Nachhaltigkeit, da diese Ressourcen nicht stärker genutzt werden als sie sich selber regenerieren können. Da keine begrenzten Ressourcen verbraucht werden, wie bei der heute konventionellen Energiegewinnung aus nuklearen oder fossilen Brennstoffen (z.B. Steinkohle, Erdöl)- erneuerbare Energien sind nach menschlichen Maßstäben quasi unendlich vorhanden- spricht man von erneuerbaren Energien. Diese reichen aus, um den stark wachsenden menschlichen Energiebedarfs dauerhaft zu decken.

Ein wesentlicher Unterschied zur heutigen, konventionellen Energiewirtschaft ist, dass bei der Energieumwandlung von erneuerbare Energien keine klimaverändernden CO2-Emissionen erzeugt werden. Die Sonne ist die Quelle der meisten erneuerbaren Energien mit Ausnahme der Geothermie und der Gezeitenkraft.

Erneuerbare Energien sind Solar-, Bio- und Windenergie, Geothermie und Wasserkraft.

Solarenergie:

Die Solarenergie ist die größte auf der Erde verfügbare Energiequelle. Mit einer eingestrahlten Energiemenge von 1,08 * 10 hoch 18 kWh, das entspricht dem 10.000-fachen Wert des menschlichen Weltprimärenergiebedarfes, hat sie ein enormes Potential für eine nachhaltige Energieversorgung.  Auch Wind- und die Bioenergie sind Formen der Solarenergie, da sie auf physikalisch oder biologisch umgewandelter Sonnenenergie basieren. Ein weiterer Vorteil der Solarenergie ist, dass sie während ihrer Nutzungsphase emissionsfrei Energie liefert, da sie weder Feinstaub noch Treibhausgase (u.a. CO2) erzeugt. Um die natürlichen Schwankungen der Sonneneinstrahlung und damit verbundenen Leistungsschwankungen abzufedern ist sowohl die Entwicklung effektiver Speichermöglichkeiten und eine Kombination mit anderen erneuerbarer Energien (z.B. Geothermie) notwendig, um eine gleichmäßige Energieversorgung zu gewährleisten.

Die Nutzung der Solarenergie erfolgt durch Photovoltaik, Solarthermie, Solarthermik und Solarchemie

Photovoltaik:

Die Strahlungsenergie der Sonne durch Solartechnik aufgefangen und in elektrische Energie (Solarstrom) umgewandelt. Vorteile der dezentralen Erzeugung von Solarstrom ist die Verringerng Energieverluste durch lange Übertragungswege und die Bereitstellung großer Reservekapazitäten, die durch zentrale Großanlagen notwendig werden. Auf die gesamte Gesamtlebensdauer von 20 – 40 Jahren bezogen ist die Gesamtenergiebilanz von Photovoltaikanlagen einschließlich ihrer Herstellungsphase positiv (positiver Wert nach 1,5 – 6 Betriebsjahren erreicht). Nachteilig bei der Photovoltaik sind die hohen Kosten bei der Stromerzeugung, die in Deutschland mit derzeit 40 – 50 Cent pro Kilowattstunde ein vielfaches des in konventionellen Kraftwerken aus fossilen Energieträgern erzeugten Stromes kosten. Auch der aus Windkraft oder Solarthermie erzeugte Strom ist deutlich preiswerter. Durch das Erneuerbare-Energie-Gesetz von 2004 muss der aus Photovoltaikanlagen zu festlegten Preisen von den Energieversorgern abgenommen werden. Die Mehrkosten werden auf die Stromverbraucher in Form höherer Energiekosten umgelegt.

Solarthermie:

Die Solarthermie nutzt die Wärmestrahlung der Sonne in passiver und aktiver Weise.

• Passive Nutzung der Solarenergie:
  Bei passive Nutzung der Solarenergie wird der Eintrag von Wärmestrahlung zur direkt zur Beheizung von Gebäuden genutzt. Bei einem Passivhaus wird so eine extra Heizungsanlage überflüssig. Entscheidend ist die Ausrichtung der Hauptfensterflächen zur Sonne und  eine hocheffiziente Rundum Dämmung des Gebäudes, um die Wärmeabgabe nach außen zu minimieren.
• Aktive Nutzung der Solarenergie:
  Absorbtion der Wärmestrahlung durch Absortionsflächen (u.a. Sonnenkollektoren) und die Weiterleitung der im Speichermedium gesammelten Wärmeenergie zu einem Wärmespeicher, um in Haushalten zur Warmwasserbereitung und Raumlufttemperierung genutzt zu werden. Diese Anwendung erneuerbarer Energien ist weltweit sehr stark verbreitet.
• Solarthermik:
  nutzt das physikalische Prinzip, dass warme Luft aufsteigt, zum Antrieb von Turbinen zur Stromerzeugung.

Geothermie (Erdwärme):

Die Geotermie nutzt die in der Erdkruste gespeicherte Wärme, die zum größten Teil aus der Restwärme der Erdentstehung und radioaktiven Zerfallsprozessen stammt . In den Oberflächenschichten der Erdkruste wird zusätzlich die Wärmestrahlung der Sonne gespeichert.

Nutzung:

• Direkte Nutzung zum Wärmen und Kühlen von Gebäuden (Wärmepumpenheizung)
• Stromerzeugung
• Kraft-Wärme-Kopplung

Unterschieden werden  Tiefen- und Oberflächengeothermie.

Tiefengeothermie:

Die Tiefengeothermie nutzt die Temperaturerhöhung mit zunehmender Tiefe zur Energiegewinnung. Durchschnittlich steigt die Temperatur um 35 bis 40 Kelvin pro Kilometer Eindringtiefe. In Zonen sogenannter Wärmeanomalien (hochenthalpe Lagerstätten) sind in geringer Tiefe aber wesentlich höhrere Temperaturen von mehreren Hundert Grad vorhanden, die weltweit zur Stromerzeugung genutzt werden.

Oberflächengeothermie:

Die Oberflächengeothermie nutzt bestehende Temperaturdifferenz zwischen der Luft und oberflächennahen Schichten des Erdbodens direkt zur Heizung bzw. Kühlung von Gebäuden. So entspricht die gemessene Bodentemperatur in 5 bis 10 m Tiefe während des ganzen Jahres der Jahresmitteltemperatur des Standortes (ca. 8 – 10 Grad Celsius in Deutschland). Durch vertikale Bohrungen (Erdwärmesonden) oder horizontale, oberflächennahe Röhrensysteme (Wärmepumpen) im Erdboden werden die bestehenden Temperaturunterschiede zwischen Erdboden und Luft zur Erwärmung von zirkulierender Luft während der Winter- und zur Kühlung während der Sommermonate genutzt, um Gebäude zu temperieren. Diese Form der erneuerbaren Energien findet im Passivhaus Standard eine wichtige Anwendung.

 

Bioenergie:

Bezeichnet die durch Energieumwandlung aus Biomasse / Energiepflanzen erzeugte, nutzbare Energie. Dazu werden sogenannte nachwachsenden Rohstoffe (z.B. Holz, Mais, usw.) in Treibstoffe, Wärme oder Strom umgewandelt. Durch die Verbrennung nachwachsender Rohstoffe wird genau soviel Kohlendioxid frei, wie die gewachsene Biomasse der Atmosphäre entnommen hat. Das bedeutet, die Energiegewinnung erfolgt CO2-neutral. Die Verbrennung tritt hier an die Stelle der natürlichen Verrottung.

Produkte sind: Holz, Pflanzenöl, Biodiesel, Btl-Kraftstoffe, Bioethanol, Biogas, Biowasserstoff.

Problematik bei der Erzeugung  von Bioenergie:

Während die Vergärung von pflanzlichen Reststoffen in  Biogasanlage als nachhaltig einzustufen ist (umweltverträglich, CO2-neutral, sozial verträglich), entstehen durch den Trend, großflächig Energiepflanzen für den Energiemarkt anzubauen (z.B. für Biotreibstoffe), negative Folgen, die den Grundprinzipien der Nachhaltigkeit wie Sozialverträglichkeit, Natur- und Landschaftsschutz widersprechen und so die Vorteile erneuerbarer Energien zunichte machen. Vorhandene, landwirtschaftliche Flächen müssen umgenutzt werden oder zusätzlich erschlossen werden. Preissteigerungen für Grundnahrungsmittel, Umweltschäden (z.B. Monokulturen/ Pestizideinsatz) Einsatz genmanipulierten Saatguts, sind die mögliche Folgen. Als Beispiel lässt sich die Brandrodung von großen Flächen von Regenwald anführen, in denen große Mengen CO2 gespeichert waren, um in Plantagen Palmöl für Biotreibstoffe zu gewinnen. Der dadurch entstandene große Eintrag von CO2 beschleunigt direkt die globale Erwärmung.