Alternativen zu fossilen Brennstoffen
Unter der Energiewende wird die Abkehr vom Atomstrom und das Entwickeln von Alternativen zu fossilen Brennstoffen verstanden. Dies wird damit begründet, dass fossile Brennstoffe wie Erdgas, Erdöl, Kohle, Torf aber auch Uran in ihrem Vorkommen begrenzt sind. Viele Wissenschaftler und Experten gehen davon aus, dass fossile Brennstoffe in einem gewissen Zeitraum aufgebraucht sein werden, beziehungsweise die Förderung unter heutigem Gesichtspunkt als problematisch bewertet wird.
Die alternativen Energieformen werden auch als Erneuerbare Energien bezeichnet.
Hierbei versteht man Energie aus Sonne, Wasser, Wellenenergie, Wind, Erdwärme (Geothermie) und Biomasse.
Windkraft – ist sie wirklich eine Alternative?
Bei Windkraftanlagen treten oft die Gesichtspunkte des Landschaftsschutzes, der gesellschaftlichen Akzeptanz, der regionalen Selbstbestimmung und der Lebensqualität, die für viele eingeschränkt wird, in den Hintergrund, stellt Martin Wölzmüller auf einer Fachtagung fest.
Den Zwang, der in der laufenden Debatte zur Windkraft auf das ökologische Gewissen von uns allen ausgeübt wird, hält er zu Recht für ethisch unzulässig und, wie er meint, verlogen.
Es geht offensichtlich lediglich um die Durchsetzung von ökonomischen Interessen.
Die sogenannte Privilegierung verhindert eine Selbstbestimmung der Gemeinden und der Bürger, so wird auf dieser Tagung treffend festgestellt.
Jede Wahlmöglichkeit, sich für eine Ihnen angemessen erscheinende Alternativlösung zu entscheiden, wird durch die Privilegierung der Windkraft unterdrückt und somit wird die Konkurrenz von verträglicheren Alternativen verhindert.
Martin Wölzmüller, Fachtagung, Akademie Bayern:
Vortag_Doku>>
Welche Alternative gibt es zur Windenergie?
Diese Frage ist falsch gestellt. Denn es geht nicht darum, eine Alternative zur Windenergie zu entwerfen, sondern, darum Alternativen zu fossilen Brennstoffen bzw. Atomstrom zu entwickeln.
Die Frage müsste lauten, ob Windenergie eine sinnvolle Alternative zu fossilen Brennstoffen ist.
Nachfolgend wird dargestellt, dass Strom aus Sonne, Wasser und Erdwärme aber auch durch Effizienzsteigerungen in einem Umfang gewonnen werden kann, dass auf weitere Windkraftanlagen verzichtet werden könnte, um damit die Nachteile zu vermeiden, die die Windkrafttechnologie mit sich bringt.
Dieses Thema muss auch vor dem Hintergrund betrachtet werden, dass der Strombedarf bis 2050 um 50% – 70% nach Aussagen aller Studien fallen wird.
1. Geothermie
Unter einer geothermischen Anomalie sind geographische Gebiete zu verstehen, bei denen das Magma nahe an die Oberfläche kommt, weil die Erdkruste keine einheitlich dicke Hülle besitzt.
Die Geothermie ist eine langfristig nutzbare Energiequelle. Mit den Vorräten, die in den oberen drei Kilometern der Erdkruste gespeichert sind, könnte theoretisch der derzeitige weltweite Energiebedarf für über 100.000 Jahre gedeckt werden.
Die Nutzbarkeit ist aber momentan sehr eingeschränkt und auch die Auswirkungen auf die Erdkruste bei umfangreichem Wärmeabbau sind noch unklar.
Als indirekte Nutzung wird die Umwandlung in Strom auch unter dem Gesichtspunkt zur Optimierung der Wirkungsgrade als Kraft-Wärme-Kopplung verstanden.
Die geothermische Stromerzeugung ist in Deutschland noch in den Anfängen.
Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und zahlreiche Forschungsprojekte werden zur Nutzung und Effizienzsteigerung der Tiefengeothermie betrieben.
Das Deutsche GeoForschungsZentrum in Potsdam und einige andere Institute beschäftigen sich mit der Weiterentwicklung der geothermischen Stromerzeugung.
Einige Kraftwerke in Neustadt-Glewe, Unterhaching bei München, Bruchsal, Landau, Füssing, Griesbach etc. erzeugen aktuell in Deutschland Strom aus Geothermie, aber auch in Simbach am Inn wurde ein solches Wärmekraftwerk gebaut.
Weltweit wird Geothermie bereits in vielen Ländern (China, Schweden, USA, Island) intensiv betrieben.
Hydrothermale Geothermie
Hier findet die Energiegewinnung dadurch statt, dass man das in der Tiefe vorhandene heiße Wasser entsprechend technisch nutzt. Sie finden sich vor allem in den oberrheinischen und norddeutschen Tiefebenen sowie im süddeutschen Molassegebiet.
Petrothermale Geothermie
Mit diesem Verfahren kann Strom und Wärme auch dort erzeugt werden, wo es kein heißes Wasser im Untergrund gibt. Dabei wird Wasser mit hohem Druck ins Tiefengestein gepresst, was letztlich zur technischen Nutzung der Temperaturunterschiede zwischen dem trockenen Gestein und dem Wasser führt.
Geothermische Ressourcen
Anteil der verschiendenen Tiefen-Geothetmischen Ressourcen:
1% Hydrothermale Geothermie
4% Störungszonen (Erdrisse, Erdspalten)
95% Petrothermale Geothermie
Geothermische Ressourcen für die Stromerzeugung
Das Potenzial der hydrothermalen Geothermie (nur 1%) würde ausreichen, um das fünffache des deutschen Jahresstrombedarfs zu decken.
Quelle>>
Geothermie in Deutschland
Geothermie ist in Deutschland landschaftsschonend, kohlendioxidarm und nahezu unerschöpflich vorhanden. Diese Energieart ist zuverlässig und grundlastfähig. Die Deutschen Anbieter stellen die Geothermie zu stabilen Preisen zur Verfügung. In Deutschland ist es praktisch überall möglich das Potenzial der Erdwärme zu nutzen.
Nutzung der Geothermie in Deutschland
Die Nutzung der Oberflächennahen Geothermie ist in ganz Deutschland möglich.
Private Haushalte auf einem eigenen Grundstück können diese Energieform nutzen.
Momentan gibt es in Deutschland 290.000 entsprechende Installationen. Eine Übersicht über die Nutzung der Oberflächennahen Geothermie in den einzelnen Bundesländern wird in einer jährlichen Ranglisten der erdwärmeLIGA veröffentlicht.
Tiefe Geothermie (Bohrtiefe > 400 m)
– Anzahl der Anlagen in Betrieb (Heizwerke und Heizkraftwerke): 21 mit einer installierten Wärmeleistung von ca. 193 MW
– davon Anlagen mit Stromerzeugung (Heizkraftwerke): 6 mit 12,11 MW elektrischer Leistung
– Anzahl der Anlagen in Bau oder Planung: circa 92
Oberflächennahe Geothermie (Bohrtiefe < 400 m)
– Anzahl der Anlagen (z.B. Erdwärmesonden oder -kollektoren in Verbindung mit Wärmepumpen): rund 290.000
– neu installierte Anlagen pro Jahr (Zahlen für 2012): 22.200 mit 235 MW
Die dabei erzielte Wärme-Leistung beträgt für Tiefe und Oberflächennahe Geothermie insgesamt über 3.200 MW, was etwa 390.000 Haushalte mit Wärme versorgen kann.
Die installierte Stromleistung hinkt dem mit 0,019 TWh hinterher.
Die installierte geothermische Leistung Strom (nur Tiefe Geothermie): 12,11 MW
Geothermie als Wirtschaftsfaktor
Insgesamt wurden im Jahre 2011 960 Mio. Euro investiert; etwa 14.200 Beschäftigte waren in der Branche tätig.
Potenzial für Deutschland
Durch die heute bekannten Ressourcen der hydrothermalen Tiefen Geothermie könnten etwa 29% des deutschen Wärmebedarfs gedeckt werden.
Die oberflächennahe Geothermie könnte etwa 28% des gesamten Wärmebedarfs decken.
Zur Nutzung in petrothermalen Systemen steht im Tiefenbereich von 3.000 – 7.000 Metern unter der Fläche der Bundesrepublik so viel Energie zur Verfügung, dass Deutschland sich damit für ca. 10.000 Jahre komplett mit Strom und Wärme versorgen könnte.
http://www.geothermie.de
Empfehlung für Geothermie
Da Geothermie die geringste Belastung für die Umwelt und Natur darstellt, wird diese Energieform vom DDR (Dachverband Deutscher Avifaunisten) und DSR (Deutscher Rat für Vogelschutz) zur Nutzung befürwortet.
Positionspapier>>
Das wahre Potenzial der Tiefengeothermie in Deutschland
Die Tiefengeothermie könnte eine große Rolle in der Energieversorgung Deutschlands spielen. Verschiedene Prognosen über die mögliche Stromversorgung durch Tiefengeothermie erkennen einen Anteil von bis zu 43%. Zusätzlich kann die Tiefengeothermie die Wärmeversorgung zwischen 30% und 45% abdecken.
Bislang zog die Förderung der Geothermie gegenüber der Solar- und Windkraftförderung immer den Kürzeren, obwohl Energie aus Tiefengeothermie den großen Vorteil bietet, dass sie keinen starken Produktionsschwankungen wie etwa Photovoltaik oder Windkraft unterworfen ist und könnte somit bei der Stromversorgung auch einen Teil der Grundlast übernehmen.
Die Techniken auf diesem Gebiet sind mittlerweile so ausgereift, dass die Geothermie ohne Weiteres eine solch wichtige Rolle einnehmen könnte.
Eine verhältnismäßig hohe Startfinanzierung bleibt jedoch ein Hindernis für viele Geothermieprojekte. Hohe Investitionen sind für die aufwendigen Tiefbohrungen und den Aufbau einer passenden Infrastruktur notwendig.
Bedeutende Geothermie Gebiete
In Deutschland eignen sich vor allem das Norddeutsche Becken, das Molassebecken in Süddeutschland und der Oberrheingraben für die Nutzung von Erdwärme. Hier gibt es Heißwasservorkommen, die zur Energiegewinnung verwendet werden können.
Die relativ gleichmäßige Verteilung möglicher Geothermie Gebiete in Deutschland haben den großen Vorteil, dass keine Stromtrassen gebaut werden müssten, um den Strom zu transportieren.
Das technische Potenzial geothermischer Stromerzeugung
Das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) kommt in einem Arbeitspapier zu dem Ergebnis, dass das technische Gesamtpotenzial zur geothermischen Stromerzeugung bei ca. 300.000 TWh liegt, was etwa dem 600-fachen des deutschen Jahresstrombedarfes entspricht.
Selbst wenn man die Nutzung unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit sieht und eine sukzessive Erschließung auf 1.000 Jahre ausdehnt, ergibt sich ein jährliches Potenzial von 300 TWh, was etwa der Hälfte der gegenwärtigen Bruttostromerzeugung entspricht.
Das technische Nachfragepotenzial einer geothermischen Stromerzeugung ohne KWK liegt bei ca. 290 TWh/a, wenn man annimmt, dass der gesamte Grundlastanteil der deutschen Stromerzeugung durch Geothermie bereitgestellt würde.
Studie der FH Köln (Potenzial für Deutschland)
Die Studie unterscheidet zwischen in oberflächennahen Geothermie und der Nutzung von tieferer Geothermie. Bei der Oberflächennahe Geothermie (bis 400 m Tiefe) kommen Techniken der erdgekoppelten Wärmepumpe zum Einsatz. Typische Systeme sind Erdkollektoren, Erdwärmesonden, Grundwasserbohrungen und auch erdberührte Betonbauteile.
Hier wird ein erhebliches Potenzial für Wärmegewinnung besonders für Häuser und Wärmesysteme gesehen.
Bei der Nutzung der Tiefengeothermie werden in Sonden in die Erde eingebracht, ab einer Tiefe von 3 km ist es bereits so heiß, dass die Temperatur zur Energiegewinnung ausreicht.
Das technische Potential tiefer Erdwärmsonden liegt, nach Angaben der Studie, in Deutschland bei etwa bei 800 TWh/a.
2. Biomasse/ Biogas
Mit dem Ausdruck Biomasse werden Stoffgemische bezeichnet, die entweder in Lebewesen gebunden sind oder von ihnen erzeugt werden. Man kann auch sagen, alles was wächst, ist Biomasse.
Für die Energieversorgung war Holz schon immer sehr wichtig und spielte eine herausragende Rolle. Biomasse ist ein immer wieder nachwachsender Rohstoff, der mit Hilfe von Sonne und Wasser wächst. Es wird argumentiert, dass durch den geschlossenen Kohlenstoffkreislauf die Nutzung von Biomasse (z.B. Holz) für das Klima unschädlich sei.
In hochmodernen Biomasse Heizwerken und Heizkraftwerken werden zahlreiche Pflanzen als Biomasse zur Wärme- und Stromerzeugung genutzt. Raps z.B. ist das Ausgangsprodukt zur Herstellung von Rapsöl und Biodiesel, die in Fahrzeugen den herkömmlichen Dieselkraftstoff ersetzen können. In sog. Pflanzenöl- bzw. Blockheizkraftwerken wird gleichzeitig Strom und Wärme aus Rapsöl oder in seiner allgemeinen Form als Pflanzenöl erzeugt.
In Biogasanlagen entsteht durch Vergärung von Biomasse Biogas, das ebenfalls in
Blockheizkraftwerken energetisch genutzt werden kann.
Die Stromerzeugung aus Biomasse entsprach im Jahr 2006 etwa der Stromerzeugung aus Wasserkraft.
Nachteile:
Bei Ausweitung der Biomassenutzung auf bislang ungenutzte Naturflächen (zum Beispiel Rodung von Wäldern) können Ökosysteme zerstört und die Biodiversität gefährdet werden. Vor allem bei der Brandrodung werden außerdem große Mengen CO2 freigesetzt.
Durch Zunahme der energetischen Nutzung von Biomasse kommt es zu Flächenkonkurrenz gegenüber der Nahrungsmittelproduktion. Energie statt Nahrung.
Bei der landwirtschaftlichen Biomasseerzeugung werden Düngemittel verwendet, was zu Treibhausgasemissionen und weiteren Schädigungen führt. Der Einsatz von Pestiziden führt zu eigentlich vermeidbaren Umwelt- und Gesundheitsschäden.
Der Anbau zusätzlicher Biomasse zur Energiegewinnung beansprucht Wasserressourcen, die ökologisch wichtig sind oder andernorts die Trinkwasserversorgung sicherstellen.
Die Verbrennung fester Biomasse, besonders Holz, ist mit höheren Schadstoffemissionen (Kohlenmonoxid, Ruß, Schwefel) verbunden als bei Verbrennung von Öl oder Gas.
Im Jahr 2009 waren rund 250 Biomasse-/Holz-Heizkraftwerke mit einer Leistung von 20 MW oft als KWK Anlage in Betrieb. Auch waren 4.984 Blockheizkraftwerke in Biogasanlagen mit einer installierten Leistung von 1.893 Megawatt (MW) und 10,5 TWh/a erzeugtem Strom zusätzlich im Betrieb.
Klär- und Deponiegasverstromung trug 2009 mit 2 TWh/a zur Stromerzeugung bei.
Pflanzenölbetriebene Blockheizkraftwerke beliefen sich auf rund 1.400 Anlagen im Jahr 2009 und erzeugten dabei 1,9 TWh/a Strom.
2009 wurden in Deutschland auf insgesamt ca. 1,7 Mio. Hektar Fläche Energiepflanzen angebaut. Dies entspricht rund 10 % der gesamten landwirtschaftlichen Nutzfläche. Den größten Raum beanspruchte der Anbau von Raps (0,9 Mio. ha).
Forschungsinstitute veröffentlichen in unregelmäßigen Abständen Potenzialstudien zur Flächennutzung für nachwachsende Rohstoffe in Deutschland. Einige von ihnen schätzen, dass die bisher für den Anbau von Energiepflanzen genutzten Flächen auf 2,5 bis 7,3 Mio. ha bis zum Jahr 2020/2030 ausgeweitet werden können.
Quelle:
3. Wasserkraft
Wasserkraft wird als eine regenerative Energiequelle bezeichnet.
Es wird prinzipiell potenzielle bzw kinetische Energie des Wassers mittels Wandler (Turbinen, Generatoren etc.) in elektrische Energie umgewandelt.
Das Wasser gelangt durch den sogenannten Wasserkreislauf (Verdunstung, Wind, Regen und andere Niederschlagsformen) als Regen in die Flüsse und Seen, die als Grundlage der Wasserkraftwerke dienen.
Wasserkraft ist eine ausgereifte Technologie, mit der weltweit der größte Anteil an Erneuerbaren Energie erzeugt wird. 16% des weltweit erzeugten Stroms stammen aus Wasserkraftwerken!
In Deutschland liegt der Anteil der Stromerzeugung durch Wasserkraft lediglich bei 3,4%.
Steigerung der Stromerzeugung durch Wasserkraft ist problemlos möglich.
Mittels Modernisierung und Erweiterung bestehender Anlagen und vereinzelter Neubau von Anlagen an bestehenden Querbauwerken könnte der Anteil an der Stromerzeugung, so ein Gutachten zu diesem Thema, erheblich gesteigert werden.
Das BMU (Bundesamt für Umwelt- und Naturschutz) merkt dazu an, dass sich dabei die Leistungssteigerung an bestehenden Wasserkraftanlagen einerseits lohnen müsse, andererseits darf sie nicht zu Lasten der Gewässerökologie gehen.
BMU (Bundesamt für Umwelt- und Naturschutz):
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Eine Untersuchung bestätigt erhebliches Potenzial für Wasserkraftwerke
Als Ausgangspunkt der Untersuchung wurde die heutige Nutzung der Wasserkraft in Deutschland ermittelt. Demnach sind in Deutschland zurzeit etwa 7.400 Wasserkraftanlagen (WKA) mit einer Gesamtleistung von ca. 4,05 GW in Betrieb. Der langjährige Mittelwert des genutzten Wasserkraftpotenzials beträgt einschließlich der Erzeugung aus dem natürlichen Zufluss der Pumpspeicherkraftwerke etwa 20,9 TWh. In diesen Werten sind die ausländischen Anteile von WKA an deutschen Grenzgewässern und die rein für die Eigenversorgung arbeitenden WKA nicht enthalten.
Potenzialermittlung für den Ausbau der Wasserkraftnutzung:
Studie>>
Nach einer Studie des BUM besteht ein technisches Zubaupotenzial (keine neuen Wasserkraftwerke, sondern Modernisierung) von etwa 12,3 bis 21,2 TWh.
Studie>>
Projekt NorGer (siehe weiter unten)
Norwegen verfügt über ein sehr großes Potenzial, das in Kooperation mit Deutschland Fragen zur ökologischen und nachhaltigen Stromerzeugung beantworten kann.
4. Wasserstoff
Als Biowasserstoff wird Wasserstoff (H2) bezeichnet, der aus Biomasse oder mittels lebender Biomasse hergestellt wird. In Wasserstoff setzt man große Hoffnungen, da dieser universell verwendet werden kann. Mittels Brennstoffzellen kann er emissionsfrei in Wärme und Strom umgewandelt werden. Auch im Verkehrswesen kann er als Treibstoff eingesetzt werden.
Die Verfahren zur Erzeugung von Biowasserstoff befinden sich meist noch in der Entwicklung oder im Prototypeneinsatz. Praktische Erfahrungen im großtechnischen Einsatz fehlen noch. Eine abschließende Beurteilung ist daher z. Zt. nicht möglich.
Beitrag in Wikipedia:
https://de.wikipedia.org/wiki/Biowasserstoff
5. Sonnenenergie
Als Sonnenenergie oder Solarenergie bezeichnet man die Energie der Sonnenstrahlung, die in Form von elektrischem Strom, Wärme oder chemischer Energie technisch genutzt werden kann.
Die solare Einstrahlung unterliegt tages- und jahreszeitlichen Schwankungen von Null bis zum Maximalwert der Bestrahlungsstärke von rund 1000 W/m². Um die notwendige Energieversorgungssicherheit zu gewährleisten, sind deshalb immer zusätzlich Maßnahmen, wie Energiespeicher, Regelungstechnik oder auch Zusatzsysteme, wie zum Beispiel ein mit Brennstoff betriebener Heizkessel notwendig.
Sie ist im Gegensatz zu fossilen Energieträgern oder spaltbaren Isotopen nach menschlichem Ermessen unbegrenzt verfügbar.
Aufgrund der wetter-, tages- und jahreszeitabhängigen Sonneneinstrahlung ist ohne zusätzliche Speichertechnologie keine konstante Energieversorgung möglich. Auf Verbrauchsschwankungen kann ebenfalls nicht reagiert werden. Zudem wird Energie gerade in kalten Gebieten beziehungsweise Jahreszeiten benötigt, wenn weniger Solarenergie zur Verfügung steht (die erhöhte Effizienz von Solarzellen bei niedrigen Temperaturen kompensiert die im Winter vorherrschende geringere Einstrahlung nur zu Bruchteilen). Für eine gleichmäßige Verfügbarkeit photovoltaisch erzeugter Energie müssten effektive Speicherkapazitäten etwa auf Wasserstoffbasis aufgebaut werden, was zusätzliche Wirkungsgradverluste und Infrastrukturkosten verursacht. Im Bereich der thermischen Nutzung können bestimmte Kraftwerkstypen den Wärmeeintrag des Tages teilweise in der Nachtzeit weiternutzen. Aufgrund der wetter-, tages- und jahreszeitabhängigen Sonneneinstrahlung ist ohne zusätzliche Speichertechnologie keine konstante Energieversorgung möglich. Auf Verbrauchsschwankungen kann ebenfalls nicht reagiert werden. Zudem wird Energie gerade in kalten Gebieten beziehungsweise Jahreszeiten benötigt, wenn weniger Solarenergie zur Verfügung steht (die erhöhte Effizienz von Solarzellen bei niedrigen Temperaturen kompensiert die im Winter vorherrschende geringere Einstrahlung nur zu Bruchteilen). Für eine gleichmäßige Verfügbarkeit photovoltaisch erzeugter Energie müssten effektive Speicherkapazitäten etwa auf Wasserstoffbasis aufgebaut werden, was zusätzliche Wirkungsgradverluste und Infrastrukturkosten verursacht. Im Bereich der thermischen Nutzung können bestimmte Kraftwerkstypen den Wärmeeintrag des Tages teilweise in der Nachtzeit weiternutzen. (Quelle: Wikipedia)
weitere Infos:
https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenenergie
Potenzial in Deutschland
Potenzial für Photovoltaik in Deutschland liegt bei bis zu 200 Gigawatt
In 2011 waren etwa 27 GWp in Deutschland installiert.
Das Potenzial für PV in Deutschland liegt bei 200 GWp, erklärte Prof. Dr. Volker Quaschning von der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin.
Dies entspricht einer Stromleistung von jährlich 160 TWh.
Solarenergie und Batterie-Speicherung
Solarenergie kann in Batterien gespeichert werden, was zu einem Vorteil führen kann. Dies ist aber nur ökonomisch sinnvoll, wenn die Kosten der Speicherung entsprechend plausibel sind.
Mittelfristig wird damit gerechnet, dass man die Zusatzkosten für eine in einer Batterie gespeicherten Kilowattstunde auf unter 15 ct/kWh senken kann. Bei einem angenommenen Haushaltsstrompreis oberhalb von 25 ct/kWh und reinen PV-Erzeugungskosten von unter 18 ct/kWh würde sich bereits im Haushaltskundenbereich eine ökonomische Rentabilität einstellen.
PV-Speicherlösung wird gefördert
Zum 1. Mai 2013 startet das neue Förderprogramm für Solarstrom-Speicher.
Privatpersonen können sich nun etwas unabhängiger von ihren Stromanbietern machen, indem sie noch stärker auf Eigenverbrauch durch Solarstrom setzen.
Durch das Speichern in Batterien wird die Einspeisung in das Stromnetz nun gleichmäßiger möglich sein. Auch wird der Bedarf an neuen Stromtrassen gesenkt, wenn Verbraucher ihren Strom direkt nutzen können und somit die Strommenge senken, die ins Netz eingespeist wird.
Außerdem wird der selbst genutzte Strom nicht vergütet, was die EEG Ausgaben senkt.
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6. Effizienz- und Einsparpotenziale
VDE-Studie: Effizienz- und Einsparpotenzial elektrischer Energie
Eine VDE Studie kommt zu dem Schluss: Die technischen Möglichkeiten werden derzeit nicht ausgeschöpft.
In ihrer neuen Studie „Effizienz- und Einsparpotenziale elektrischer Energie in Deutschland – Perspektive bis 2025 und Handlungsbedarf“ zeigt die Energietechnische Gesellschaft im VDE (ETG), wie und in welcher Größenordnung mit den heute verfügbaren technologischen Mitteln die Energieeffizienz in Industrie, Verkehr, Haushalten, Gewerbe, Handel und Dienstleistung gesteigert werden kann. Darüber hinaus wird ein Ausblick auf zukünftige Technologien wie Supraleiter, magnetische Werkstoffe, Magnetlagertechnik oder SiC (Siliziumkarbid)-Technik gegeben.
Modernisierung von Kraftwerken
Im Bereich Stromversorgung ließe sich durch eine Modernisierung bzw. Ersatz von älteren Kraftwerken der Wirkungsgrad weiter erhöhen und dies bis auf zu 55 Prozent bei Kohle und 65 Prozent bei Erdgas mit GUD-Technik.
Kraft-Wärme-Kopplung spart bis zu 30 Prozent Primärenergie
Noch größere Chancen bieten Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWKs).
Technisch ist es möglich, die installierte Leistung von KWKs um das Vier- bis Fünffache auszubauen, was mehr als 50% der deutschen Gesamtstromerzeugung entspricht. Die Studie folgert richtigerweise weiter, dass damit 15% bis 30% der Primärenergie eingespart werden könnte.
Wirkungsgrad bei Haushaltsgeräten
Gut 50% des gesamten Stromverbrauchs im Haushalt wird von den Elektromotoren der Haushaltsgeräten benötigt.
Am meisten könnten effizientere Drehstrommotoren im Leistungsbereich von 1,1 bis 37 kW (Kilowatt) sparen. Es sind ca. 100 Millionen Haushaltsgeräten (vom Fön bis zur Waschmaschine), die mit elektrischen Kleinmotoren betrieben werden, im Einsatz. Diese haben i.d.R. einen Wirkungsgrad zwischen 40% und 75%. Es wäre nach Einschätzung des VDE ohne großen Aufwand möglich, den Wirkungsgrad auf 85% zu steigern, was zu einer Energieeinsparung von über 8,2 TWh pro Jahr führen würde.
Innovationssprung durch LED und OLED
Der Anteil am Stromverbrauch für Beleuchtung lag 2005 bei ca. 50 TWh.
Die Lichtausbeute einer Kompaktleuchtstofflampe beträgt das Fünffache einer herkömmlichen Glühlampe. Einen weiteren Technologiesprung bringen halbleiterbasierte Lampen wie z.B. die LED (Light Emitting Diode) oder die OLED (Organic Light Emitting Diode). Weitere Einsparmöglichkeiten bieten Innovationen bei Vorschaltgeräten, die bessere Nutzung des Tageslichts und die Anpassung der Beleuchtungsstärke an den tatsächlichen Lichtbedarf. Insgesamt lassen sich auf diesem Wege mehr als 40 TWh/a einsparen.
Die VDE Studie:
https://www.vde.com/de/Institut/News/Seiten/NeueVDE-Studie.aspx
Hocheffiziente fossil-befeuerte Kraftwerke
Den höchsten Wirkungsgrad von bis zu 65% erreichen moderne Gas- und Dampfkraftwerke. Das weltweit effizienteste Kraftwerk von Siemens im bayerischen Irsching ist in der Lage 61% der Erdgasenergie in Strom zu verwandeln. Das bedeutet, dass etwa ein Drittel weniger Brennstoff pro Kilowattstunde benötigt wird.
Dieses Kraftwerk ist in der Lage, eine Stadt wie Berlin mit Strom zu versorgen.
Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (Es wird gleichzeitig Strom, Wärme oder Wasserdampf abgegeben) sind noch effizienter und erreichen einen Nutzungsgrad von 60% bis über 90%. Zum Beispiel das Kraftwerk PowerSeraya in Singapur.
Mit neuen Technologien lassen sich auch bestehende Kohlekraftwerke im Wirkungsgrad bis auf über 50% steigern. Dies alleine würde zu einer Einsparung von CO2 in der Größenordnung von 3,7 Milliarden Tonnen führen.
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Der Energiebedarf könnte bis 2050 um 66% gesenkt werden!
Laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (Fraunhofer ISI) kann der Stromverbrauch bis 2050 um nahezu zwei Drittel reduziert werden. Dies ist alleine durch energieeffiziente Maßnahmen möglich.
Katherina Reiche (Parlamentarische Staatssekretärin im Bundesumweltministerium) erklärt, dass in der Ausnutzung des Energieeffizienz erhebliches Potenzial liegt.
Studie>>
Workshop_Berlin>>
7. Weitere Möglichkeiten zur Stromgewinnung ohne
Windkraftanlagen
Hans Joachim Schodlok, Gründer und Initiator der Bürgerinitiative „Landschaftsschützer Bad Wurzach“ führt kompetent und sachkundig in seinen Vorträgen weitere Alternativen zu Stromgewinnung aus Windkraftanlagen auf:
– Blockheizkraftwerke (BHKW) mit Kraft-Wärmekoppelung
– moderne Gaskraftwerke in Kraft-Wärmekoppelung
– Fallturbinen in der öffentlichen Wasserversorgung
– Wasser-Eis-Latent-Speicher mit Wärmepumpen
– Pumpspeicherkraftwerke
– Kombinationen von Erdwärmesonden und Wärmepumpen
– Ausbau und Sanierung von Wasserkraftwerken
– Verbesserung der Wärmedämmung bei Altbauten
– Nutzung der Abwärme von Industrieanlagen
– Berücksichtigung eines möglichst niedrigen Energieverbrauchs
– Modernisierung älterer Kohlekraftwerke mit deutlicher Erhöhung des
Wirkungsgrades von ca. 38% auf ca. 43% bei Braunkohle, 46% bei
Steinkohle
– Abwasser-Wärmerückgewinnung
– Gezeitenkraftwerke
– Wellen-Kraftwerke
Eine Abhandlung für alle Befürworter und Gegner von Photovoltaik und Windkraft
http://www.landschaftsschuetzer.de/plugins/files/520170/Alternativen.pdf
Bürgerinitiative „Landschaftsschützer Bad Wurzach“
Informationen
Das Meer als Energiequelle
Strömungskraftwerke (Unterwasser Anlagen)
Ein Meeresströmungskraftwerk erzeugt Elektrizität aus der natürlichen Meeresströmung. Hierbei wird eine Turbine an einem Mast befestigt, der frei in der Strömung steht.
Die hohe Dichte des Wassers ermöglicht den Einsatz kleiner Rotorblätter, auch bei geringer Strömungsgeschwindigkeit des Wassers werden bereits hohe Energieerträge erzielt.
Generell sind alle Strömungsformen (Gezeitenstrom, Brandungsrückstrom, Driftströmungen etc) als treibende Kraft einsetzbar. Dies kann in Küstennähe, im Meer, in Ozeanen oder auch in Flüssen geschehen.
Hier ist der Vorteil, dass das Meer durch seine 800 fache höhere Dichte sehr viel mehr Energie transportiert, die nutzbar ist. Auch gibt es keine Höhenbeschränkung, da das Meer in seiner Tiefe ebenfalls Strömungen besitzt.
Dies erleichtert den Zugang zu den Anlagen für Installation und Wartung und stellt geringere Anforderungen an die Infrastruktur (wie z. B. Stromleitungen) dar. Allein in Europa erfüllen laut einer von der EU in Auftrag gegebenen Potenzialstudie 106 Standorte die notwendigen Voraussetzungen für ein Strömungskraftwerk.
Das Konzept eines Strömungskraftwerks verfolgt unter anderem das deutsch-britische Projekt Seaflow. 2003 wurde vor der Küste Englands der Prototyp einer solchen Anlage installiert. Seit 2008 ist die aus der Seaflow weiterentwickelte Anlage SeaGen in kommerziellem Betrieb. Sie generiert eine Leistung von 1,2 MW (im Jahr ca. 8.000 MWh).
Siemens Projekt
Strom aus Meeresströmungskraftwerken hat den Vorteil, dass die Energieausbeute präzise berechenbar ist. Das erste nutzbare Meeresströmungskraftwerk SeaGen wurde von Siemens und der Tochter Marine Current Turbines Ltd. an der nordirischen Küste errichtet. Es leistet 1,2 Megawatt und versorgt 1.500 Haushalte mit Strom aus Wasserkraft.
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Projekt am Rhein
Zwei Projektpartner gehen an die Realisierung eines Strömungskraftwerk im Rhein.
Dabei können bis zu 11,2 MW Strom gewonnen werden.
Dabei sollen bis Jahresende zwei Pontons am Orsoyer Rheinufer in Betrieb genommen werden. Die Verantwortlichen sind sich sicher, dass dies sehr effektiv und gewinnbringend sein wird.
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Nutzung der Meereswellen (WavePower)
Wellenkraftwerke sind eine Form der Wasserkraftwerke. Sie nutzen die Energie der Meereswellen zur Gewinnung elektrischen Stromes. Wellenkraft zählt zu den erneuerbaren Energien.
Im Unterschied zum Gezeitenkraftwerk wird nicht der Tidenhub ausgenutzt, um die Energiedifferenz zwischen Ebbe und Flut zu nutzen, sondern die kontinuierliche Wellenbewegung.
Die beim Auftreffen von Wellen auf eine Steilküste freigesetzte Leistung beträgt durchschnittlich 19 bis 30 Kilowatt je Meter Küstenlinie; die Wellen auf hoher See erreichen an den günstigsten Stellen (z.B. nordöstlicher Pazifik, nordöstlicher Atlantik, Kap Hoorn, Pazifik südlich von Neuseeland) bis zu 100 kW je Meter Wellenwalze.[1] In den Binnenmeeren (Mittelmeer, Ostsee) betragen die Werte nur etwa ein Zehntel derjenigen der Ozeane. Anhand der von Messbojen an vielen Stellen der Meere und Ozeane seit Jahrzehnten gesammelten Werte der Wellenhöhe und -periode (Zeitdauer zwischen dem Ankommen eines Wellenberges an einem Punkt bis zum Ankommen des nächsten Wellenberges) kann die für den Standort eines Wellenkraftwerks verfügbare Wellenenergie im Voraus abgeschätzt werden.
Bestimmte Firmen behaupten, mit ihren jeweiligen Technologien in Serienfertigung bereits jetzt auf einen Erzeugerpreis von 3 Cent/kWh zu kommen und damit konkurrenzfähig sein zu können (z. B. Ocean Power Technologies Inc., SDE Wave Energy Ltd., Wave Dragon ApS)
Osmose-Kraftwerke
Ein Osmosekraftwerk (Salzgradientenkraftwerk) ist ein Kraftwerk, das den Unterschied im Salzgehalt zwischen Süßwasser und Meerwasser nutzt, um daraus Energie zu gewinnen und Strom zu erzeugen. Vorschläge für ein Kraftwerk, das die Osmoseenergie (Salzgradientenenergie) technisch ausnutzt, wurden zuerst in den 1970er Jahren publiziert. Konkrete Forschungs- und Entwicklungsprojekte gibt es seit der zweiten Hälfte der 1990er Jahre. Als weltweit erster Prototyp eines Osmosekraftwerks wurde am 24. November 2009 im norwegischen Tofte am Oslofjord ein Kleinstkraftwerk in Betrieb genommen.
Mögliche Standorte für Osmosekraftwerke finden sich an Flussmündungen in das Meer. Daneben sind als Standorte alle Stellen denkbar, an denen zwei Wasserläufe mit unterschiedlichen Salzgehalten vorkommen, beispielsweise auch Direkteinleitungen von stark salzhaltigen Abwässern in Flüsse. Der erzielbare Energiegewinn ist umso größer, je höher die Durchflussmenge und je größer der Unterschied im Salzgehalt ist.
Das ökologische Potenzial der Nutzung aller deutschen Flüsse, die in Nord- und Ostsee münden, wird mit ca. 42 MW bzw. ca. 330 GWh/a angegeben.
Quelle: Wikipedia
Gezeitenkraftwerke
Ein Gezeitenkraftwerk ist ein Wasserkraftwerk, das potenzielle und kinetische Energie aus dem Tidenhub des Meeres in elektrischen Strom wandelt.
Gezeitenkraftwerke entnehmen ihre Energie letztlich der Erddrehung mit Hilfe der Anziehungskraft des Mondes und der Sonne auf die Erde (siehe auch Gezeiten). Sie bremsen die Strömungsbewegung der Meere durch Gezeiten minimal ab. Das Abbremsen geschieht durch Stauung der auf- und ablaufenden Strömung und in der Folge durch die Nutzung der in dem gestauten Wasser enthaltenen potenziellen Energie durch Turbinen, die die durch sie generierte Rotationsenergie dann über elektrische Generatoren in elektrische Nutzenergie verwandeln. Im Verhältnis zur gesamten Abbremsung durch die natürliche Gezeitenreibung fällt dies nicht ins Gewicht, die Erde hat wegen ihrer hohen Masse eine sehr hohe Rotationsenergie. Ein Gezeitenkraftwerk ist ein Wasserkraftwerk, das potenzielle und kinetische Energie aus dem Tidenhub des Meeres in elektrischen Strom wandelt.
Heutzutage werden Gezeitenkraftwerke nach dem obigen Prinzip kaum mehr gebaut, da die ökologischen Einwirkungen zu stark sind. Man setzt auf sogenannte In-Flow-Gezeitenkraftwerke, bei denen durch im Wasser angebrachte Turbinen Strom erzeugt wird. Diese können schraubenförmig oder windradähnlich sein oder andere Formen besitzen.
Quelle Wikipedia
Projekt Norwegen (NorGer)
Schon im Jahre 2010 hat Norwegen der Bundesregierung Hilfe in Sachen Öko-Strom angeboten. Deutschland könnte mit Wasserkraft aus Norwegen auf 100% Ökostrom umstellen. Der Strom aus Norwegen wäre zudem um über 30% billiger als der Strom, der in Deutschland erzeugt wird. Norwegen verfügt via Wasserkraft über ein Potenzial, das bereits jetzt schon einer Leistung von 60 Atomkraftwerken entspricht. Dies könnte den gesamten Strombedarf von Deutschland und deutlich mehr abdecken.
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Hintergrund-Informationen zu Wasserkraft in Norwegen und Deutschland
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Deutschland und Norwegen bauen Unterseekabel:
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Atomstrom und Energiewende
Atomstrom ist grundsätzlich keine Alternative für Erneuerbare Energien.
Allerdings bereiten sich andere Staaten darauf vor, uns zukünftig mit Atomstrom zu beliefern, da Experten von einer großen Stromlücke ausgehen, wenn die Energiewende weiterhin auf Windkraft setzt, die keine Versorgungssicherheit garantieren kann.
Stromtrasse für A-Strom aus Russland
In Kaliningrad sollen 2016/2018 die Reaktorblöcke des AKW Baltijskaja (Betreiber: RAO UES) ans Netz gehen und den Storm nach Westeuropa verkaufen.
Hierbei muss die Stromtrasse aus Mecklenburg gleichzeitig russischen Atomstrom, Strom aus dem Gaskraftwerk und den Offshore-Windstrom aufnehmen.
Es wird klar, dass da nicht viel Kapazität für Windstrom von der Ostsee übrig bleibt. Die Fernleitungen Richtung Westen werden mittel EEG-Umlagen, modernisiert und ausgebaut. Die Stromtrasse, die für die Energiewende gedacht war, wird für Atomstrom verwendet.
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Bundestag: Anfrage bezüglich A-Strom aus Russland
Einige Politiker wollen Klarheit über die Verflechtungen bezüglich möglicher Stromlieferungen aus russischen AKWs nach Deutschland.
Russland baut AKWs, die ganz offensichtlich ausschließlich den Sinn haben, Atomstrom nach Deutschland zu liefern, da die Energiewende (in der jetzigen Form) nach Expertenmeinung zu großen Stromengpässen führen wird.
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Die Bundesregierung wird Atomstrom zulassen!
Auf eine Anfrage verschiedenere Politiker wurde klar, dass Russland die neuen Stromtrassen auch für ihren Atomstrom nutzen will.
Das Wirtschaftsministerium überlässt die Entscheidung möglicher Atom-Stromlieferungen für Deutschland aus Russland den Marktkräften.
„Die Entscheidung über mögliche Stromlieferungen aus Russland nach Deutschland unterliegt letztendlich der unternehmerischen Entscheidung der gegebenenfalls an solchen Energiehandelsgeschäften Beteiligten“, heißt es in dem Schreiben des Wirtschaftsministeriums. Landrätin Petra Enders darf sich in ihren Bedenken bezüglich weiterer Aktivitäten in Sachen Stromtrassen bestätigt fühlen.
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Fazit: Alternativen zu Windkraft
In einer Studie „Effizienz- und Einsparpotenziale elektrischer Energie“ zeigt die Energietechnische Gesellschaft im VDE, dass Strom bis zu 30% eingespart werden kann und ohne Zubau von Kraftwerken durch Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWKs) bis zu 50 Prozent der deutschen Gesamtstromerzeugung zusätzlich erzeugt werden kann.
Solarenergie
Die Kosten für Strom aus Sonnenenergie sinken durch technischen Fortschritt ständig. Hier besteht nach Expertenansicht ein Potenzial von jährlich 160 TWh.
Wasserkraft
Weltweit ist der Anteil bei 16%, in Deutschland nur bei 3,4%. Dies entspricht4,05 GW. Es wäre nach BMU ohne weiteres möglich diesen Anteil zu erreichen. Fachleute schätzen, dass bis zu 20 TWh direkt nutzbares Potenzial vorhanden ist.
Projekt Norwegen
Norwegen verfügt über ein Potenzial an Wasserkraft von über 120 TWh jährlich. Dies wurde Deutschland zur Nutzung angeboten. Die Regierung sieht keinen Handlungsbedarf, obwohl man dadurch alle AKWs abschalten könnte und der Strom aus Norwegen um 30% billiger wäre.
Geothermie ist eine langfristig nutzbare Energiequelle. Mit den Vorräten, die in den oberen drei Kilometern der Erdkruste gespeichert sind, könnte theoretisch der derzeitige weltweite Energiebedarf für über 100.000 Jahre gedeckt werden. Hier sind bei vorsichtiger Schätzung bis zu 300 TWh jährlich realisierbar.
Strömungskraftwerke
Generell sind alle Strömungsformen (Gezeitenstrom, Brandungsrückstrom, Driftströmungen etc) als treibende Kraft einsetzbar. Dies kann in Küstennähe, im offenen Meer, in Ozeanen oder auch in Flüssen geschehen.
Weitere Möglichkeiten:
- Wasserstoff
- Blockheizkraftwerke (BHKW) mit Kraft-Wärmekoppelung
- moderne Gaskraftwerke in Kraft-Wärmekoppelung
- Fallturbinen in der öffentlichen Wasserversorgung
- Wasser-Eis-Latent-Speicher mit Wärmepumpen
- Kombinationen von Erdwärmesonden und Wärmepumpen
- Nutzung der Abwärme von Industrieanlagen
- Abwasser-Wärmerückgewinnung
- Gezeitenkraftwerke
- Wellen-Kraftwerke
- Kernfusion von Wasserstoff zu Helium
Falls Ihnen der Unterschied zur „klassischen“ und risikobehafteten Atomkraft/Kernspaltung nicht klar ist, lesen Sie z. B. diesen Artikel der Deutschen Welle zu Kernfusion oder schauen sich dieses Video an.
Keine Alternative
Leider keine Alternative ist z. B. die Nutzung der Energie aus Gewittern bzw. Blitzen.
Davon abgesehen, dass es noch schwieriger ist, diese extrem kurzzeitig auftetetende Energieform zu speichern, sprechen leider noch andere Dinge dagegen.
Details erklärt dieser Artikel.
Etwas technischer ist der Artikel in der Wikipedia
