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Habt ihr euch auch schon mal ge­fragt, wie wir um­welt­scho­nen­der En­er­gie her­stel­len könn­ten? Wie wir fos­si­le En­er­gie oder Kern­ener­gie er­set­zen könn­ten? Seit Jah­ren wächst der Wi­der­stand ge­gen die­se zwei For­men der En­er­gie. Dies nicht oh­ne Grund! Die fos­si­le En­er­gie er­höht deut­lich den CO₂ Aus­stoss und för­dert so­mit den Kli­ma­wan­del. Des Wei­te­ren zeig­ten ver­schie­dens­te Re­ak­tor­ka­ta­stro­phen wie ge­fähr­lich die Kern­ener­gie für uns Men­schen sein kann. Des­halb be­schäf­ti­gen wir uns in die­sem Bei­trag mit ei­ner al­ter­na­ti­ven En­er­gie­form. Der er­neu­er­ba­ren En­er­gie! Da­für be­han­deln wir in die­sem Ar­ti­kel die be­kann­ten er­neu­er­ba­ren En­er­gie­quel­len und the­ma­ti­sie­ren de­ren Vor- und Nachteile.

Er­neu­er­ba­re Energiequellen

Der Strom­ver­brauch der Men­schen nimmt täg­lich zu. Da­bei wird die Mehr­heit der heu­te er­zeug­ten En­er­gie aus nicht er­neu­er­ba­ren En­er­gie­quel­len ge­won­nen. Da­zu ge­hö­ren die fos­si­le En­er­gie und die Kern­ener­gie. Ins­be­son­de­re die fos­si­le En­er­gie ver­stärkt durch die Ver­bren­nung von Koh­le oder Erd­öl den Kli­ma­wan­del. Aus­ser­dem wer­den uns die nicht er­neu­er­ba­ren En­er­gie­quel­len ei­nes Ta­ges aus­ge­hen. Aus die­sem Grund ist es wich­tig an­de­re Mög­lich­kei­ten zu nut­zen, wel­che eben­so den Strom­be­darf der Ge­samt­be­völ­ke­rung de­cken. Ei­ne Al­ter­na­ti­ve stel­len die er­neu­er­ba­ren En­er­gie­quel­len dar. Fünf En­er­gie­quel­len sind uns be­kannt, näm­lich die So­lar­ener­gie, die Was­ser­kraft­ener­gie, die Wind­ener­gie und die ge­won­ne­ne En­er­gie aus der Bios­mas­se und der Geo­ther­mie. Durch de­ren För­de­rung könn­te schluss­end­lich ei­ne En­er­gie­kri­se ver­hin­dert werden. 

Die Not­wen­dig­keit ei­nes Wan­dels zeigt auch das neue En­er­gie­ge­setz der Schweiz. Bis 2050 soll die Schweiz 100% der pro­du­zier­ten En­er­gie aus er­neu­er­ba­ren En­er­gie­quel­len her­stel­len. Aus­ser­dem wer­den die exis­tie­ren­den Atom­kraft­wer­ke nach ih­rer Be­triebs­zeit still­ge­legt und sol­len nicht er­setzt wer­den. Des Wei­te­ren ent­hält das Ge­setz ver­schie­de­ne An­rei­ze den Strom­ver­brauch zu sen­ken und die En­er­gie­ef­fi­zi­enz zu er­hö­hen. Um die En­er­gie­stra­te­gie 2050 er­rei­chen zu kön­nen, ist die För­de­rung von er­neu­er­ba­ren En­er­gie­quel­len un­ab­ding­bar. Des­halb be­han­deln wir die un­ter­schied­li­chen En­er­gie­quel­len und er­läu­tern wie die­se funk­tio­nie­ren. Zu­dem nen­nen wir euch die Vor- und Nach­tei­le die­ser En­er­gie­quel­len, da­mit ihr ein all­um­fas­sen­des Bild ge­win­nen könnt. 

Was­ser­kraft

In der Schweiz ist die Was­ser­kraft die wich­tigs­te und meist ein­ge­setz­te Quel­le der er­neu­er­ba­ren En­er­gie. Bei die­ser Tech­no­lo­gie nutzt man die En­er­gie des flies­sen­den Was­sers. Um die En­er­gie ge­win­nen zu kön­nen, wer­den Was­ser­kraft­wer­ke ein­ge­setzt. Im Was­ser­kraft­werk wird das Was­ser durch ei­ne Tur­bi­ne ge­lei­tet, wel­che sich un­ter dem Druck des Was­sers zu dre­hen be­ginnt. Die­se Be­we­gungs­en­er­gie wird wie­der­um ei­nem Ge­ne­ra­tor wei­ter­ge­ge­ben, der die­se En­er­gie in elek­tri­schen Strom umwandelt.

Es gibt ver­schie­de­ne Was­ser­kraft­werks­ty­pen, die un­ter­schied­lich funk­tio­nie­ren. Da­zu zäh­len zum Bei­spiel das Lauf­was­ser­kraft­werk, das Glet­scher­kraft­werk und das Wel­len­kraft­werk. Beim Lauf­was­ser­kraft­werk wird ein Fluss ge­staut und durch das ab­flies­sen­de Was­ser Strom pro­du­ziert. Das Glet­scher­kraft­werk hin­ge­gen nutzt das Schmelz­was­ser ei­nes Glet­scher, wel­ches über Rohr­lei­tun­gen zum Kraft­werk wei­ter­ge­lei­tet wird. Wie es der Na­me schon sagt, wird bei ei­nem Wel­len­kraft­werk die En­er­gie der Mee­res­wel­len ge­nutzt. Na­tür­lich be­stehen auch bei die­ser Form der En­er­gie ei­ni­ge Vor- und Nach­tei­le, wel­che wären:

Vor­tei­le

• Un­er­schöpf­lich
• Un­ab­hän­gig von Wet­ter und Zeit
• Kei­ne CO₂ Emis­sio­nen
• Ho­her Wirkungsgrad

Nach­tei­le

• Der Bau von Stau­däm­men ver­än­dert oder zer­stört gan­ze Lebensräume.
• Flüs­se und Bä­che flies­sen nicht mehr natürlich.
• Öko­lo­gi­sche Ver­än­de­run­gen kön­nen ein­tre­ten (Bei­spiel: Fischsterben).

So­lar­ener­gie

Die En­er­gie der Son­ne kön­nen wir, wie auf der Gra­fik zu se­hen ist, auf zwei Ar­ten nut­zen. Ei­ner­seits kann sie mit Hil­fe von So­lar­zel­len, so­ge­nann­ten Pho­to­vol­ta­ik­an­la­gen, in Elek­tri­zi­tät um­ge­wan­delt wer­den. An­der­seits kann die Son­nen­en­er­gie durch Wär­me­kol­lek­to­ren zur Er­zeu­gung von war­mem Was­ser und zur Hei­zung ge­nutzt wer­den. Die Tech­no­lo­gie der So­lar­ener­gie be­ob­ach­ten wir vor al­lem auf Haus­dä­chern und Fassaden.

Im Ver­gleich zu Deutsch­land oder Ita­li­en wur­de in der Schweiz im Jahr 2020 we­nig Strom aus die­ser En­er­gie­quel­le ge­won­nen. Ins­ge­samt ba­sier­te rund 4.5% des ver­brauch­ten Schwei­zer Stroms auf der So­lar­ener­gie. Laut dem Bun­des­amt für En­er­gie könn­ten bis zum Jahr 2050 20% des jet­zi­gen Strom­be­darfs durch So­lar­ener­gie ge­deckt wer­den. Fol­gen­de Vor- und Nach­tei­le gibt es:

Vor­tei­le

• End­los vorhanden
• Kei­ne CO₂ Emis­sio­nen bei der Her­stel­lung von Strom
• Un­ab­hän­gig­keit von Öl‑, Gas usw. (Im­port)
• Für Pri­vat­nut­zer verwendbar
• In roh­stoff­ar­men Län­dern eben­falls geeignet

Nach­tei­le

• Ho­he Investitionskosten
• Ho­her Platz­be­darf (Haus­dä­cher und Fas­sa­den kön­nen je­doch gut da­für ge­nutzt werden)
• Jah­res­zeit- und Wetterabhängig

Wind­ener­gie

Wie es der Na­me schon sagt, pro­du­zie­ren Wind­kraft­an­la­gen En­er­gie mit Hil­fe von Wind. Wie funk­tio­niert die­se Tech­no­lo­gie? Durch die na­tür­li­che Kraft des Win­des trei­ben die Wind­rä­der ei­nen Ge­ne­ra­tor in den Kraft­an­la­gen an. Da­durch wird die ge­sam­mel­te Wind­ener­gie in nutz­ba­ren Strom um­ge­wan­delt. Die­se Tech­no­lo­gie hat viel Po­ten­zi­al und könn­te ei­ne Er­gän­zung zu den be­reits wei­ter­ent­wi­ckel­ten En­er­gie­quel­len (Was­ser- und So­lar­ener­gie) dar­stel­len. Was­ser- und So­lar­ener­gie wer­den vor al­lem zur Strom­pro­duk­ti­on im Som­mer ge­nutzt, da die Ta­ge län­ger sind und mehr Nie­der­schlag vor­han­den ist. Im Ge­gen­satz da­zu steht die Wind­ener­gie, da 2/3 des ge­sam­ten Stroms in den Win­ter­mo­na­ten pro­du­ziert wird. Aus die­sem Grund stellt die Wind­ener­gie ei­ne wich­ti­ge Er­gän­zung zur Was­ser- und So­lar­ener­gie dar, da sie die Lü­cke der Strom­pro­duk­ti­on im Win­ter schlies­sen könnte.

Die Nut­zung der Wind­kraft in der Schweiz ist noch in der An­fangs­pha­se und pro­du­ziert we­ni­ger als 1% des Stro­mes. Gros­se Flä­chen für Wind­parks, wie zum Bei­spiel in Deutsch­land, sind in der Schweiz we­nig vor­han­den. Trotz­dem sind klei­ne­re Parks im Ju­ra zu fin­den. Da­mit wir wei­te­re Parks för­dern kön­nen, brau­chen wir ei­ne Vor­stel­lung zu den Vor- und Nach­tei­len der Windenergie.

Vor­tei­le

• Er­neu­er­ba­re En­er­gie­quel­le, die uns im­mer zur Ver­fü­gung steht
• An Stark­wind Stand­or­ten sehr kos­ten­güns­ti­ge Energieerzeugung 
• Schafft neue Arbeitsplätze
• Kei­ner­lei Schad­stoff oder CO₂ Emis­sio­nen wer­den freigesetzt
• Ge­rin­ger Flächenverbrauch

Nach­tei­le

• Strom­pro­duk­ti­on hängt von den Wind­ver­hält­nis­sen ab
• Je nach Stand­ort ver­un­fal­len Vö­gel oder Fle­der­mäu­se auf dem Durchzug
• ge­stör­tes Landschaftsbild 
• Ver­ur­sacht in un­mit­tel­ba­rer Nä­he Lärm, der vor al­lem in der Nacht stö­rend wir­ken kann.

En­er­gie aus Biomasse

Für die­se En­er­gie­form wer­den Wald- und Rest­holz, fes­te Ab­fäl­le aus Haus­hal­ten, Hof­dün­ger (Mist), bio­ge­ne Ab­fäl­le so­wie Ern­te­rück­stän­de ver­wen­det. Aus die­ser Bio­mas­se wer­den Strom, Wär­me und Treib­stoff pro­du­ziert. Ein wah­res Mul­ti­ta­lent! Die En­er­gie wird durch un­ter­schied­li­che Pro­zes­se wie die Ver­bren­nung, die Ver­ga­sung (Wär­me) oder die Ver­gä­rung (Strom & Treib­stoff) ge­won­nen. In der Schweiz wer­den aus­schliess­lich Rest­stof­fe und nach­hal­ti­ge Holz­vor­rä­te für die En­er­gie­ge­win­nung ge­nutzt. Wäh­rend an­de­re Län­der ex­tra En­er­gie­pflan­zen (z.B. Mais) an­bau­en, be­grenzt die Schweiz sich auf na­tür­li­che Abfälle.

Stand 2018 ist die En­er­gie aus Bio­mas­se die zweit­häu­figs­te ge­nutz­te er­neu­er­ba­re En­er­gie­form der Schweiz (sie­he: www.bfe.admin.ch).

Vor­tei­le

• Scho­nung der fos­si­len Brennstoffe 
• Bio­mas­se ist vielfältig
• Die Schweiz ver­wen­det nur Rest­stof­fe dafür.

Nach­tei­le

• Ei­ni­ge Län­dern bau­en da­für En­er­gie­pflan­zen an und be­nö­ti­gen dem­entspre­chend gros­se Flächen.
• Beim An­bau und der Ge­win­nung von En­er­gie­pflan­zen wer­den CO2 Emis­sio­nen freigesetzt.
• Durch­in­ten­si­ven An­bau lei­den die Ar­ten­viel­falt und der Na­tur­schutz darunter.

Geo­ther­mie

Die Geo­ther­mie, auch Erd­wär­me ge­nannt, wird im Un­ter­grund ge­won­nen. In der Schweiz nimmt die Tem­pe­ra­tur pro Ki­lo­me­ter Tie­fe et­wa um 30 Grad zu. Ab ei­ner Tem­pe­ra­tur von 40 Grad sind wich­ti­ge En­er­gie­men­gen vor­han­den. Aus die­sem Grund un­ter­schei­den wir zwi­schen ober­flä­chen­na­her Geo­ther­mie und tie­fer Geo­ther­mie. Bei der ers­ten Va­ri­an­te wird deut­lich we­ni­ger tief ge­bohrt, wes­halb die Tem­pe­ra­tu­ren tie­fer lie­gen und Wär­me­pum­pen zum Ein­satz kom­men. Da­bei pumpt die Wär­me­pum­pe ei­ne kal­te Flüs­sig­keit durch die Rohr­lei­tun­gen. Die­se Flüs­sig­keit er­wärmt sich in den Roh­ren (war­me Umgebung). 

Die ober­flä­chen­na­he Geo­ther­mie wird vor al­lem zum Hei­zen (in man­chen Fäl­len Kühl­zwe­cke) ver­wen­det. Bei der tie­fen Geo­ther­mie wer­den die Boh­run­gen bis zu fünf Ki­lo­me­ter tief. Da­durch ist ge­nug Hit­ze vor­han­den und ei­ne di­rek­te Nut­zung oh­ne Wär­me­pum­pe ist mög­lich. Bei Tem­pe­ra­tu­ren von über 100 Grad wird es auch mög­lich Strom zu erzeugen. 

In der Schweiz wird die­se Tech­no­lo­gie bis­her nur für Heiz- und Kühl­zwe­cke ver­wen­det. Die USA, Phil­ip­pi­nen so­wie an­de­re Län­der nut­zen die Er­wär­me auch zur Her­stel­lung von Strom. Ein Grund für die­sen Un­ter­schied könn­te der schlecht er­forsch­te Un­ter­grund der Schweiz sein. 

Kom­men wir zu den Vor- und Nach­tei­len die­ser Technologie.

Vor­tei­le

• Kei­ne CO₂ Emissionen
• Lie­fert das gan­ze Jahr täg­lich 24h Energie
• Gros­ses Po­ten­ti­al vorhanden

Nach­tei­le

• Eig­net sich nicht für Or­te, an de­nen es häu­fi­ger zu Erd­be­ben kommt.
• Sehr ge­rin­ges Wis­sen über das Erd­in­ne­re vor­han­den, was den Aus­bau erschwert.

Un­ser Fazit

Schau­en wir uns die Vor- und Nach­tei­le der er­neu­er­ba­ren En­er­gie­quel­len an, dann über­wie­gen für uns vor al­lem die Vor­tei­le. Das Po­ten­ti­al die­ser En­er­gie­quel­len ist rie­sig und al­le tra­gen zur Sen­kung der CO₂ Emis­sio­nen bei. Des­halb ist für uns klar, dass die För­de­rung die­ser En­er­gie­quel­len es­sen­ti­ell ist. Sie er­mög­li­chen die Pro­duk­ti­on und Nut­zung von nach­hal­ti­ger und vor al­lem end­lo­ser En­er­gie. Aus­ser­dem kön­nen wir nur durch die För­de­rung die­ser er­neu­er­ba­ren En­er­gie­quel­len das neue En­er­gie­ge­setz der Schweiz ein­hal­ten. Im End­ef­fekt schüt­zen wir da­durch un­se­re Um­welt und kom­men un­se­rem Ziel der En­er­gie­wen­de ein Stück­chen näher.

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Quel­len­ver­zeich­nis

WWF. Wind­kraft.

En­er­gie­schweiz. Er­neu­er­ba­re En­er­gien — Strom und Wär­me aus ein­hei­mi­schen und nach­hal­ti­gen Quellen.

Schwei­ze­ri­sche Eid­ge­nos­sen­schaft. Die er­neu­er­ba­ren Energien.

WWF. Fak­ten­blatt Biomasse.

Dach­gold. Un­ter­schied So­lar­ther­mie und Photovoltaik.

Ab­bil­dungs­ver­zeich­nis

Abb. 1: Dachgold.at (März 2020). Un­ter­schied So­lar­ther­mie und Photovoltaik.