Erneuerbare Energien: Arten, Chancen und Grenzen

Erneuerbare Energiequellen erneuern sich in menschlichen Zeiträumen oder stehen langfristig bereit. Dazu gehören Sonnenenergie, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme. Sonnenenergie heißt auch Solarenergie. Biomasse ist Material aus Pflanzen oder aus der Tierhaltung, zum Beispiel Holz oder Pflanzenreste. Sie kann nachwachsen, ist aber nicht in beliebiger Menge verfügbar. Erdwärme heißt auch Geothermie.

Ein Energieträger ist ein Stoff, dessen Energie wir nutzen können. Kohle, Erdöl und Erdgas sind fossile Energieträger: Sie entstanden über Millionen Jahre aus Resten früherer Lebewesen. Wir verbrauchen sie viel schneller, als sie neu entstehen. Ihre Vorräte sind deshalb für unsere Nutzung endlich. Erdgas ist fossil; Biomasse und Erdwärme gehören zu den erneuerbaren Quellen.

Kernenergie gewinnt Energie durch das Spalten von Atomkernen. Atome sind winzige Bausteine von Stoffen; ihr Kern ist der innere Teil. Der dafür eingesetzte Stoff Uran ist endlich. Kernenergie zählt deshalb nicht zu den erneuerbaren Energien. Uran ist auch kein fossiler Energieträger, denn es entstand nicht aus Resten früherer Lebewesen.

Erneuerbar bedeutet nicht frei von schädlichen Folgen. Auch Herstellung, Bau und Betrieb von Anlagen können Treibhausgase verursachen. Diese Gase verstärken die Erwärmung der Erde. Bei Biomasse müssen etwa Anbau, Verarbeitung und Verbrennung betrachtet werden. Dass Pflanzen beim Wachsen Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen, macht ihre spätere Nutzung nicht von selbst unschädlich für das Klima. Kohlendioxid ist ein Treibhausgas.

Wie gut eine Energiequelle nutzbar ist, hängt vom Standort ab. Eine Photovoltaikanlage wandelt Sonnenlicht in Strom um. Wie viel Sonnenlicht sie erreicht, hängt unter anderem von Bewölkung, Jahreszeit und Schatten ab. Windräder nutzen bewegte Luft. Der Stromertrag ist die Strommenge, die eine Anlage in einem bestimmten Zeitraum erzeugt. Für einen hohen Stromertrag ist besonders ein starkes und möglichst gleichmäßiges Windangebot günstig. Geeignete Standorte für Sonnenenergie müssen deshalb nicht zugleich gute Windstandorte sein.

Wasserkraft nutzt bewegtes oder herabfallendes Wasser. Viel verfügbares Wasser und eine große Fallhöhe können einen hohen Ertrag ermöglichen. Die Fallhöhe ist der Höhenunterschied, über den das Wasser abwärts fließt. Eine Turbine ist ein Rad mit Schaufeln, das durch Wasser angetrieben werden kann und so die Stromerzeugung ermöglicht. Bei tiefer Geothermie sind die Temperatur und die Durchlässigkeit des Gesteins wichtig. Durchlässiges Gestein lässt Wasser durch seine Zwischenräume fließen. Für Strom aus Geothermie muss die Temperatur ausreichend hoch sein; Wärme zum Heizen lässt sich auch bei niedrigeren Temperaturen nutzen.

Für Biomasse braucht man verfügbare Pflanzen oder geeignete Reste. Energiepflanzen sind Pflanzen, die eigens zur Energiegewinnung angebaut werden. Auf Ackerflächen können sie mit dem Anbau von Nahrung und Tierfutter konkurrieren. Pflanzenabfälle vermeiden diesen Anbaukonflikt, stehen aber nur begrenzt bereit und können andere Verwendungen haben.

Neben dem Energieangebot zählen Schutzbelange. Bestimmte Vögel und Fledermäuse können durch Windräder gefährdet werden. Deshalb müssen ihre Brutplätze, Nahrungsgebiete und Flugwege bei der Planung berücksichtigt werden. Auch außerhalb geschützter Gebiete ist eine sorgfältige Prüfung nötig. Ein Standort mit viel Wind ist damit noch nicht ausreichend bewertet.

Fluktuierend bedeutet schwankend. Bei fluktuierender Stromerzeugung folgt die erzeugte Strommenge dem wechselnden natürlichen Angebot. Photovoltaikanlagen brauchen Sonnenlicht und erzeugen nachts keinen Strom aus Sonnenlicht. Windräder hängen vom Wind ab und können auch nachts Strom erzeugen. Beide können ihre Erzeugung nicht einfach erhöhen, weil gerade mehr Strom gebraucht wird.

Bedarfsorientierte Stromerzeugung lässt sich innerhalb vorhandener Grenzen an den Strombedarf anpassen. Das geht zum Beispiel bei geeigneten Biomasseanlagen mit einem Vorrat an Brennstoff. Biogas ist ein brennbares Gas, das beim Abbau von Biomasse entstehen kann. Eine Anlage kann einen Biogasvorrat für eine spätere Stromerzeugung nutzen. Die technische Leistung begrenzt, wie viel Strom die Anlage in einer bestimmten Zeit erzeugen kann. Der Gasvorrat begrenzt, wie lange sie so Strom erzeugen kann.

Bei Wasserkraft musst du unterscheiden: Ein Laufwasserkraftwerk nutzt die gerade verfügbare Wassermenge eines Flusses. Abfluss nennt man die Wassermenge, die in einer bestimmten Zeit an einer Stelle des Flusses vorbeifließt. Das Laufwasserkraftwerk kann nicht frei auf einen großen Wasservorrat zurückgreifen. Ein Speicherkraftwerk hält dagegen Wasser in einem Becken zurück und kann es bei Bedarf durch Turbinen leiten. Auch dabei begrenzen der Wasservorrat und Vorgaben zum Schutz der Natur die Nutzung. Wasserkraft ist deshalb nicht insgesamt frei nach Bedarf einsetzbar.

Geothermie ist vom Wetter unabhängig und kann bei geeigneten Bedingungen annähernd durchgehend Strom liefern. Durchgehende Verfügbarkeit ist aber etwas anderes als frei regelbare Leistung: Wie stark eine Anlage ihre Erzeugung verändern kann, hängt von ihrer Technik und vom Standort ab. Für eine verlässliche Versorgung werden verschiedene Quellen kombiniert. Speicher halten Energie für später bereit. Stromnetze transportieren Strom zwischen Orten. Flexible Verbraucher können einen Teil ihres Stromverbrauchs zeitlich verschieben.

Eine Chance ist ein möglicher Nutzen. Eine Grenze schränkt die Nutzung ein. Ein Zielkonflikt entsteht, wenn das Verfolgen eines Ziels ein anderes Ziel erschwert. Ein Windprojekt kann zum Beispiel Strom liefern und zugleich den Schutz empfindlicher Tiere erschweren. Viel Strom allein beweist deshalb nicht, dass ein Projekt gut geeignet ist.

Prüfe zuerst den Nutzen: Welche Energie soll das Projekt liefern? Strom aus Wind und Sonne kann Strom aus fossilen Energieträgern ersetzen und damit Treibhausgase aus deren Verbrennung verringern. Prüfe danach die Versorgung: Wann steht die Energie bereit, und wann wird sie gebraucht? Ein großes Angebot zu einer bestimmten Zeit ersetzt keine Lösung für Zeiten mit wenig Erzeugung.

Prüfe außerdem die Folgen für Menschen und Natur. Zur Bewertung gehören Herstellung, Bau und Betrieb. Eine Frage nach Treibhausgasen beim Bau betrifft also einen anderen Teil als eine Frage nach der Stromerzeugung im laufenden Betrieb. Bei Biomasse zählt auch der Anbau. Energiepflanzen können mit Nahrung und Tierfutter um dieselbe Ackerfläche konkurrieren. Bei Abfällen und Reststoffen entfällt der eigens dafür nötige Pflanzenanbau; trotzdem müssen verfügbare Mengen, andere Nutzungen und Folgen geprüft werden. Reststoffe sind kein pauschaler Beleg für eine umweltschonende Nutzung.

Vergleiche mögliche Standorte und Lösungen anhand derselben Fragen. Bei gleichem Windangebot spricht ein bereits bebauter Standort mit geringeren bekannten Naturkonflikten eher für eine weitere Prüfung als ein wertvoller Brutplatz empfindlicher Vögel. Damit ist noch keine endgültige Entscheidung getroffen. Benenne, welche Vorteile und Nachteile deine Einschätzung tragen und welche Angaben fehlen. Allgemeine Informationen belegen noch keine tatsächlichen Erträge, Kosten oder die rechtliche Zulässigkeit eines bestimmten Projekts.