Die Energiewende ist eine der großen Herausforderungen unserer Zeit. Um den Klimawandel zu verlangsamen oder sogar zu stoppen, braucht es alternative Energiequellen, die CO2-neutral sind. Nach und nach sollen sie die konventionellen Energieträger ablösen. Erneuerbare Energien wie Wind, Sonne und Wasserkraft leisten schon einen wichtigen Beitrag dazu. Doch sie werden unseren zukünftigen Energiebedarf nicht vollständig decken können. Überall auf der Welt arbeiten Forscher deshalb an der Entwicklung von weiteren alternativen Technologien für eine CO2-freie Zukunft.
Alternative Energiequellen: ein Überblick
20.10.2021
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An den Anblick von Windrädern und Photovoltaik-Anlagen haben wir uns längst gewöhnt, Windkraft und Solarenergie sind als Energieträger fest etabliert. Daneben gibt es noch weitere alternative Energiequellen, die weniger bekannt sind. Wir stellen die wichtigsten Technologien vor.
Nachhaltiger Windpark.
Was sind erneuerbare Energiequellen?
Alternative Energiequellen sind Energieträger, die fossile Energien wie Kohle, Öl, Erdgas oder nukleare Brennstoffe wie Uran ersetzen können. Es gibt keine allgemein gültige Definition des Begriffes „alternative Energiequellen“. Oft wird er synonym mit „erneuerbare Energien“ verwendet. Die Erneuerbaren bilden aber nur ein Teilbereich der alternativen Energien, die auch endliche Quellen umfassen können.
Erneuerbare Energien: Ökostrom aus Wind, Sonne & Co.
Erneuerbare Energien sind Energien aus natürlichen Ressourcen, die uns fast unerschöpflich zur Verfügung stehen. Da sie sich selbst erneuern, heißen sie auch regenerative Energiequellen. Zu den Erneuerbaren gehören:
- Windkraft: Windkraftanlagen wandeln die Bewegungsenergie des Windes in Strom um.
- Sonnenenergie: Die Energie der Sonne wird durch Photovoltaikanlagen nutzbar gemacht.
- Wasserkraft: Wasserkraftwerke transformieren die Strömungsenergie von Wasser in Elektrizität.
- Biomasse: Biomasseanlagen verarbeiten Holz, Pflanzen oder Pflanzenabfälle und gewinnen daraus Energie.
- Geothermie: Auch aus natürlicher Erdwärme lässt sich Energie erzeugen.
Alle diese Energieträger werden in Deutschland genutzt, besonders zur Stromerzeugung: 2020 lag der Anteil der Erneuerbaren am Bruttostromverbrauch bei 45,5 Prozent. Als Ökostrom leisten sie einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende und zum Erreichen der Klimaziele. GASAG | Ökostrom stammt zum Beispiel aus norwegischen Wasserkraftwerken, GASAG | Regionalstrom kommt aus Photovoltaik-, Wind- und Bio-Erdgas-Anlagen in und um Berlin.
Neben den Erneuerbaren gibt es weitere Technologien. Diese kommen auch in den Bereichen Mobilität, also im Verkehr, und bei der Wärme fürs Heizen verstärkt zum Einsatz.
Wasserstoff
Wasserstoff (H2) ist das chemische Element, das im Universum am häufigsten anzutreffen ist. Es ist ein Gas, das auf der Erde fast ausschließlich gebunden vorkommt, zum Beispiel in Wasser (H2O) oder Methan (CH4), dem Hauptbestandteil von Erdgas. Wasserstoff wird erzeugt, indem wasserstoffhaltige Verbindungen durch Energie aufspalten werden.
Wasserstoff hat viele Vorteile: Er kann Energie gut speichern und transportieren und sie in eine andere Energieform zurückwandeln, ohne dass Kohlendioxid freigesetzt wird. Daher ist er vielseitig einsetzbar: zum Beispiel in Wasserstoffautos als Kraftstoff oder zum Betreiben von Brennstoffzellenheizungen, die unser Zuhause gleichzeitig mit Strom und Wasser versorgen. Wasserstoff gilt als einer der aussichtsreichsten Energieträger der Zukunft – auch GASAG setzt auf Wasserstoff als wesentliche Säule der Energiewende.
Power-to-Gas
Beim Verfahren Power-to-Gas, kurz PtG, wird Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff umwandelt. Wird dazu Ökostrom verwendet, zum Beispiel aus Windkraft oder Solarenergie, sprechen wir von grünem Wasserstoff, der CO2-neutral ist. Dieser saubere Wasserstoff kann dem Erdgas im Gasnetz beigemischt werden und Gebäude heizen oder Fahrzeuge antreiben. Power-to-Gas ist auch eine gute Option, um überschüssigen Ökostrom zu speichern. Wenn viel Wind weht und die Sonne üppig scheint, erzeugen Windkraft- und Photovoltaikanlagen mehr Strom, als wir gerade brauchen. Der Überschuss kann mit Power-to-Gas in Form von grünem Wasserstoff zwischengespeichert werden. GASAG forscht in einer dafür eingerichteten Power-to-Gas-Anlage im brandenburgischen Ketzin zu diesem innovativen Verfahren.
Biogas
Biogas entsteht, wenn Biomasse – zum Beispiel Bioabfälle, Pflanzen, Holz oder Gülle – vergärt. In Biogasanlagen zersetzen Mikroorganismen das organische Material. Es entsteht ein Gasgemisch mit hohem Methan-Anteil. In Blockheizkraftwerken kann damit gleich Wärme und Strom erzeugt werden. Wenn Biogas zu Biomethan veredelt wird, kann es Erdgas beigemischt und ins Gasnetz eingespeist werden – wie zum Beispiel GASAG | Erdgas Bio10. Da Biogas aus regenerativen Energien stammt, ist es CO2-frei. Durch die Beimischung verbessert sich die Energiebilanz des Erdgases. Eine Alternative zum Biogas ist Ökogas. Dieses ist klimaneutral, weil die Treibhausgase, die bei Produktion und Verbrennung entstehen, zu 100 Prozent ausgeglichen werden.
Biokraftstoff
Biokraftstoff wie Biodiesel, Bioethanol oder Biomethan wird ebenfalls aus Biomasse gewonnen. Biokraftstoffe der ersten Generation werden aus Nahrungs- oder Futterpflanzen wie Raps, Mais oder Soja hergestellt. Solche der zweiten Generation stammen dagegen aus Pflanzenabfällen, Nebenprodukten oder Reststoffen wie gebrauchten Speiseölen. Biokraftstoff spielt im Bereich Mobilität eine Rolle, wo er Nutzfahrzeuge in der Landwirtschaft oder Schiffe antreibt. Die an Tankstellen erhältlichen Kraftstoffe E5 und E10 enthalten einen Anteil von fünf beziehungsweise zehn Prozent Ethanol aus Biomasse. Bei der Verbrennung von Biokraftstoffen wird nur so viel CO2 freigesetzt, wie die Pflanzen beim Wachsen vorher gebunden haben. Daher gelten Biokraftstoffe als klimafreundliche Alternative zu konventionellen Kraftstoffen.
Welche Energiequellen sich bei Stromerzeugung, Mobilität und Heizen durchsetzen werden, wird die Zukunft zeigen. Klar ist: Es gibt keine Alternative zu alternativen Energien. Nur mit ihnen können wir unsere fossilen Ressourcen schonen, unsere CO2-Emissionen verringern und den Klimawandel aufhalten.
Photovoltaik Berater
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