Erneuerbare Energien, auch regenerative oder alternative Energien, ist eine Bezeichnung für alle Formen der Energie aus Gewinnungsverfahren, die praktisch keine Rohstoffe verbrauchen, die sich durch natürliche Vorgänge ständig erneuern oder bei denen durch die Verbrennung der eingesetzten Stoffe nur so viel Kohlendioxid freigesetzt wird, wie sie zu ihrem Wachstum benötigen. Eine Ausnahme ist Biogas.

Formen erneuerbarer Energie

Zu den erneuerbaren Energien, die praktisch keine Rohstoffe verbrauchen, gehören die Energie aus Wasserkraft, Photovoltaik und Solartechnik (siehe Sonnenenergie), die Windenergie und die Gezeitenenergie sowie Energie, die durch Wärmepumpen oder durch geothermische Verfahren zugänglich sind. Zur zweiten Gruppe zählt unter anderem Energie, die sich durch Verbrennung von Biodiesel gewinnen lässt. Biodiesel wird z. B. aus Raps hergestellt. Biogas entsteht, wenn Bakterien Gülle oder Bioabfälle aus Haushalten umsetzen.

Wasserkraft

Die schon seit Jahrtausenden bekannte und genutzte Kraft des Wassers diente im Mittelalter beispielsweise zum Antreiben von Mühlen oder Hammerwerken. Ein modernes Wasserkraftwerk nutzt den Höhenunterschied zwischen zwei Orten zur Erzeugung von Energie bzw. elektrischem Strom. Der beste Standort dafür ist das Gebirge. Wasserkraftwerke an Flüssen nutzen eine größere Menge durchfließenden Wassers ganzjährig zur Stromerzeugung. Wasserkraftwerke, die nicht an Flüssen liegen, werden häufig nur dann eingesetzt, wenn Stromspitzen auftreten. Diese Wasserkraftwerke nennt man Speicherkraftwerke.

Gezeitenkraftwerke

Gezeitenkraftwerke nutzen den Höhenunterschied des Wasserstandes aus, der durch Ebbe und Flut entsteht. Üblicherweise sperrt man hierzu eine Bucht oder einen Flussarm mit einem Damm ab. Bei einsetzender Flut wird das Wasser durch geöffnete Schleusen in den Flussarm oder die Bucht gedrückt; es treibt dabei die Turbinen des Kraftwerks an. Nach dem Ende der Flut werden die Schleusentore geschlossen und das Einsetzen der Ebbe außerhalb des Damms abgewartet. Der entstehende Höhenunterschied wird dann abermals zur Stromerzeugung genutzt.

Meeresströmungen lassen sich ebenfalls zur Stromerzeugung nutzen. Hierzu wurde vor der Küste Cornwalls etwa zehn Meter unter der Wasseroberfläche auf dem Meeresgrund eine Pilotanlage installiert, die zunächst auf eine Leistung von 350 Kilowatt ausgelegt ist. Allein in Europa gibt es rund 100 geeignete Standorte für solche Meeresströmungskraftwerke.

Windkraft

Windenergie wurde schon im Mittelalter beispielsweise für den Antrieb von Mühlen genutzt. Im Unterschied zu den Windmühlen von damals haben moderne Windkraftanlagen deutlich mehr Leistung und einen höheren Wirkungsgrad. In Deutschland werden sie vor allem an der Küste und im Mittelgebirge gebaut.

Sonnenenergie

Mit Hilfe von Silicium-Solarzellen wandelt man bei der Photovoltaik Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Allerdings schränkt der dabei anfallende Gleichstrom den Anwendungsbereich der Photovoltaik ein. Meist werden damit z. B. Notrufsäulen oder Geräte zur Verkehrszählung betrieben, die weit ab von anderen Stromquellen liegen. Mittlerweile kommen Photovoltaikelemente auch im größeren Stil zum Einsatz. In Waldpolenz bei Leipzig ist Ende 2008 das größte deutsche Photovoltaikkraftwerk in Betrieb genommen worden. Es hat eine Leistung von 40 Megawatt und es sind mehr als eine halbe Million Module verbaut.

Solarkraftwerke wandeln mit Hilfe der Sonnenenergie Wasser in Dampf um, der dann eine Turbine zur Stromerzeugung antreibt. Geeignete Standorte sind Gebiete, die ganzjährig eine hohe Sonneneinstrahlung aufweisen, z. B. Wüsten und der Süden Europas. Solche Solarkraftwerke gibt es etwa in Andalusien und in Kalifornien. Derzeit sind Planungen darüber im Gange diese im großen Stile in der Sahara zu bauen.

Biokraftstoff

Biodiesel

Biodiesel lässt sich aus Raps gewinnen, den man extra zu diesem Zweck anpflanzt. Beim Verbrennen wird genau so viel Kohlendioxid frei, wie der Raps zu seinem Wachstum benötigt. Biodiesel kommt als Ersatztreibstoff in Kraftfahrzeugen zum Einsatz.

Biogas

Biogas entsteht durch Bakterien, etwa aus Klärschlamm oder bioorganischen Abfällen (unter anderem Küchenabfälle). Derselbe Vorgang läuft auch in Deponien ab; in diesem Fall spricht man von Deponiegas. Biogas enthält zu über 50 Volumenprozent Methan, das verbrannt werden kann und sich anschließend zur Erzeugung von Strom oder zur Warmwasseraufbereitung nutzen lässt.

Diskussion um Biokraftstoffe

Zur Produktion von Biokraftstoffen wird Wasser benötigt: Für die Produktion eines Liters Ethanol braucht man 4560 Liter Wasser. Mit der Nachfrage nach Biokraftstoffen steigt auch der Wasserverbrauch stark an, er wird sich jährlich bis 2045 verdoppeln, wenn die EU und die USA an ihren Plänen zur Produktion von Biokraftstoffen festhalten.

In den USA werden heute schon mehr als die Hälfte der Maisernte zu Sprit verarbeitet. Von der Getreidemenge, das nötig ist um einen 120 Liter-Tank eines Geländewagens mit Ethanol zu füllen, kann ein Mensch sich ein Jahr lang ernähren. Die weltweite Versorgung mit Lebensmittel wird sich durch den massenhaften Einsatz von Biokraftstoffen zwangsläufig verschlechtern. Earth Policy Institute

Durch die steigende Nachfrage nach Biokraftstoffen steigen die Getreidepreise -> Hungerkrise. (Verteuerung von Mais in Mexiko)

Biodiesel aus Raps

Raps ist eine seit alters kultivierte Nutzpflanze, aus deren Samen durch Walzen oder Pressen Öl gewonnen wird. So diente Rapsöl u. a. zur Herstellung von Margarine. In jüngerer Zeit ist Raps auch interessant für die Herstellung von sogenanntem Biodiesel, der durch Destillation aus dem Öl gewonnen wird. (Quelle: Hideo Takahashi, Microsoft ® Encarta ® 2007.)

Geothermische Energie

Zur Gewinnung geothermischer Energie nutzt man das natürliche Vorkommen heißer Wasser- und Dampfquellen, beispielsweise auf Island und in der Toskana. Aber auch in vulkanisch nicht aktiven Gebieten besteht die Möglichkeit dazu. So gibt es nahe Paris ein Kraftwerk, das geothermische Energie zur Warmwasseraufbereitung gewinnt. Im Pariser Becken beträgt die Gesteinstemperatur in etwa 2 000 Meter Tiefe rund 70 °C.

Anteil erneuerbarer Energie am Energieverbrauch in Deutschland

Nach Angaben des Bundesumweltministeriums und der Arbeitsgruppe Erneuerbare-Energien- Statistik (AGEE-Stat) ist in Deutschland der Anteil der erneuerbaren Energien am Stromverbrauch 2009 um 1,3% auf 16,4% gestiegen. Im Jahr 1998 lag er noch bei nur 4,7%. Die Bundesregierung strebt an, den Anteil der erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch bis 2020 auf mindestens 20 Prozent zu erhöhen.
Erneuerbare Energien 2009 in Deutschland

Weitere Quellen

Das Umweltministerium hat eine Seite zum Thema "Erneuerbare Energien" eingerichtet:
BMU->Erneuerbare Energien

Auf der Webseite des Klettverlages "Lehrwerk-Online" http://www.klett.de/extra finden sich im Bereich "Geographie Infothek/Ökologie und Umwelt/Regenerative Energie - Erneuerbare Energie" unter anderem Infoblätter zu folgenden Themen:

• Infoblatt Bioenergie
  Direkter Link: [1] oder zu finden unter Klett Lehrwerk-Online: Geographie Infothek / AnthropoGeographie - Ökologie und Umwelt - Regenerative Energie / Erneuerbare Energie
• Infoblatt Geothermalenergie
  Direkter Link: [2] oder zu finden unter Klett Lehrwerk-Online: Geographie Infothek / AnthropoGeographie - Ökologie und Umwelt - Regenerative Energie / Erneuerbare Energie
• Infoblatt Solarenergie
  Direkter Link: [3] oder zu finden unter Klett Lehrwerk-Online: Geographie Infothek / AnthropoGeographie - Ökologie und Umwelt - Regenerative Energie / Erneuerbare Energie
• Wasserkraft
  Direkter Link: [4] oder zu finden unter Klett Lehrwerk-Online: Geographie Infothek / AnthropoGeographie - Ökologie und Umwelt - Regenerative Energie / Erneuerbare Energie
• Infoblatt Windenergie
  Direkter Link: [5] oder zu finden unter Klett Lehrwerk-Online: Geographie Infothek / AnthropoGeographie - Ökologie und Umwelt - Regenerative Energie / Erneuerbare Energie