Konventionelle Energiegewinnung

Konventionelle Energiegewinnung baut auf nicht erneuerbare Rohstoffe.

Dabei unterscheidet man zwischen

a) fossilen Rohstoffen bzw. Energieträgern

und

b) nuclearen Rohstoffen bzw. Energieträgern, z.B. Uran und Plutonium

a) Fossile Rohstoffe bzw. Energieträger sind etwas Kohle, Erdgas oder Erdöl.

Vor 300 Millionen Jahren, im Karbon, entstanden riesige Farnwälder. Die Pflanzen betrieben Fotosynthese und speicherten die Energie der Sonne in ihrer Biomasse. Fielen die Baumfarne in der sumpfigen Landschaft um, so verrotteten sie nicht, sondern wurde in den Sümpfen luftdicht abgeschlossen. Ihre Umwandlung von Holz über Torf zu Braunkohle und schließlich Steinkohle konnte beginnen. Somit ist Steinkohle quasi chemisch gespeicherte Sonnenenergie oder auch gebundenes CO₂, da die Baumfarne das CO₂ ihrer Umgebung bei der Fotosynthese in Zucker und Baumaterial umgewandelt hatten, dass sich im Laufe der Zeit zu fast reinem Kohlenstoff verdichtete. Werden diese fossilen Rohstoffe zur Energiegewinnung verbrannt, verbindet sich der Kohlenstoff (C) mit dem Sauerstoff (O₂) zu CO₂.

Etwas jünger als Steinkohle, die ihren Ursprung in den Sumpfwäldern des Karbons hat, sind Erdöl und Erdgas.

Erdöl und Erdgas sind die Reste von mikroskopisch kleinen Lebewesen, Plankton in den Urmeeren vor über 65 Millionen Jahren. In der Kreidezeit im Erdmittelalter vor 145 bis 65 Millionen Jahren vor unserer Zeitrechnung sank abgestorbenes Plankton in tiefen Seen und Meeren zu Boden und konnte aufgrund des Sauerstoffmangels in der Tiefe nicht verrotten. Weitere Ablagerungen legten sich auf die Planktonschicht. Unter hohem Druck und hohen Temperaturen verwandelte sich das Plankton zu Erdöl.

Auch Erdöl ist somit chemisch gespeichertes Sonnenlicht oder auch gebundenes CO₂, entstanden zur Zeit der Dinosaurier!

Wenn Holz verbrennt, entsteht bei der Verbrennung CO₂, genauso wie bei der Verbrennung von Kohle oder Erdöl.

Der große Unterschied ist nun folgender: Wenn Holz entsteht, also der Baum wächst, nimmt er CO₂ aus der Luft auf und verwandelt bei der Fotosynthese mit Hilfe der Energie der Sonne CO₂ in Zucker. Es wird also genau so viel CO₂ aus der Luft ins Holz eingebaut wie bei der Verbrennung entstehen. Man sagt, Holz ist CO₂ neutral.

Wenn Erdöl verbrennt, entsteht auch CO2, da es aber um fossile Organismen geht, sind keine Lebewesen da, die dieses CO₂ wieder binden können, es ist also zusätzliches CO₂, das in die Atmosphäre, also in unsere Luft gelangt- Fossile Rohstoffe sind daher nicht CO₂ neutral., sie schaden unserem Klima!

b) Nukleare Rohstoffe bzw. Energieträger

Die Atomenergie gehört auch zu den nicht erneuerbaren Energieformen.

Um Atomenergie zu gewinnen, benötigt man spaltbare Elemente, z.B. Uran oder Plutonium. Auch diese Rohstoffe sind auf der Erde nicht unbegrenzt vorhanden und neigen sich irgendwann dem Ende zu.

Laut der Publikation „Energie und Umwelt“ der Bundeszentrale für politische Bildung aus dem Jahre 2013 liegt die Reichweite von:

• Kohle weltweit bei 112 Jahren
• Erdöl weltweit bei 54 Jahren
• Erdgas weltweit bei 64 Jahren
  und die gesamte Reichweite der Kernbrennstoffe (v.a. Uran) bei ca. 70 Jahren.

Atomenergie

Wenn man Atomkerne spaltet, werden große Energiemengen fei, da die Kräfte, welche die Kernteilchen zusammenhalten, sehr stark sind.

Die frei werdende Energie wird genutzt, um Wasser zu erhitzen. Der entstehende Wasserdampf treibt eine Turbine an, welche einen Strom erzeugenden Generator antreibt.

Die technische Nutzung der Kernspaltung ist deshalb interessant, weil z.B. die Urankernspaltung im Vergleich zu Steinkohle 3.000.000 mal so wirkungs-voll ist (1 kg Uran entspricht der Energiemenge von 3 Mio kg Steinkohle).

Nachteile der Kernkraft:

• Kernkraft ist endlich: In ca. 70 Jahren werden die Vorräte an Uran erschöpft sein.
• Endlagerstätten: Es gibt keine Lösung, wo der entstehende Atommüll dauerhaft und sicher gelagert werden könnte. Uran-238 hat eine Halbwertszeit von 4,5 Mrd. Jahren, das heißt nach 4,5 Mrd. Jahren ist die Hälfte des Uran Isotops U-238 zu einer stabilen Bleiverbindung zerfallen. Während dieser Zeit entstehen eine Reihe radioaktiver Zwischenprodukte wie Plutonium. Wie sollte man eine Lagerstätte dermaßen lange vor unseren Nahkommen schützen, sicherstellen, dass keine Archäologen der Zukunft in unserem Atommüll nach Spuren der Vergangenheit graben?
• Austretende Strahlung: Auch im normalen Betrieb ist es unvermeidlich, dass etwas Strahlung austritt. Die Krebsrate unter Kindern in der Nähe von Kernkraftwerken ist über dem Durchschnitt. Hinzu kommt die Gefahr von Unfällen mit katastrophalen Folgen wie Tschernobyl oder Fukushima

Gefährlich ist dabei die austretende Strahlung:

Alpha-Strahlen

Alphateilchen sind zweifach positiv geladene Heliumkerne, die sich aus     zwei Protonen und zwei Neutronen zusammensetzen; werden beim radioaktiven Zerfall als Alphastrahlung (Teilchenstrahlung) emittiert > ein neues Element mit um 4 verringerter Massenzahl und    um 2 verringerter Kernladungszahl entsteht

werden bereits durch wenige Zentimeter Luft absorbiert, können weder ein Blatt Papier noch die Haut des Menschen durchdringen

für den Menschen aber dann gefährlich, wenn sie durch Atmung und Nahrung ins Körperinnere gelangen

Beta-Strahlen

ein Neutron wandelt sich in ein Proton und ein Elektron (= Betateilchen mit hoher Geschwindigkeit), das Proton bleibt im Kern, das Elektron wird abgegeben > ein neues Element mit einer um 1 höheren Kernladungszahl entsteht

Durchdringungsvermögen in Luft einige m, bei Kunststoffen, Aluminium und im menschlichen Gewebe einige mm

bei Aufnahme in den Körper gefährlich

Gamma-Strahlen

wie das sichtbare Licht eine elektromagnetische Welle, aber wesentlich energiereicher (große Durchdringungs-fähigkeit) als dieses

tritt häufig zusammen mit einem Alpha- und Beta- Zerfall auf; sehr kurze Wellenlänge

führt zu keiner Kernumwandlung!

abgesehen von der Art ihrer Entstehung mit Röntgenstrahlen vergleichbar

können nur durch zentimeterdicke Bleiwände oder dicke Betonmauern wirksam abgeschwächt werden

• Kernkraft ist auch nicht- wie oft behauptet wird CO₂ neutral. Im Betrieb selber wird kein CO₂ frei, es handelt sich bei der Kernspaltung ja nicht um eine Verbrennung. Allerdings wird viel Energie beim Transport und Anreichern der Brennstäbe benötigt- und somit entspricht das Argument „Kernkraft sei CO₂– neutral nicht der Wahrheit!

Alternative Energiequellen

Alternative oder erneuerbare Energiequellen sind jene Energiequellen, die im Laufe der Menschheitsgeschichte nicht zu Ende gehen werden, dazu gehört die Energie der Sonne. Ihre Energie kann zur Wärmegewinnung genutzt werden (Solarenergie, Solarpanels zur Warmwasseraufbereitung oder Heizung) oder direkt zur Stromerzeugung (Photovoltaik-Anlagen).

Eine weitere wichtige erneuerbare Energiequelle ist der Wind. Seine Energie nutzte man schon in alten Zeiten zur Betreibung von Windmühlen. Heute ist Strom aus Windkraft i Form von Windkraftwerken nicht mehr aus unserem Landschaftsbild wegzudenken.

Nachteile der Windkraft sind der von ihr verursachte Lärm unter der Hörschwelle und möglichen, daraus resultierenden Gesundheitsschäden. Kontrovers wird auch die Gefahr für Vögel diskutiert.

Auch die Wasserkraft wird schon lange für den Betrieb von Mühlen genutzt. Heute sind allerdings sind die meisten Flüsse ausgebaut und die CO2 neutrale Produktion von Strom aus Wasserkraft zeigt ihre Schattenseiten, wenn ganze Flüsse aufgestaut werden, Landschaften verändert werden wie am 3 Schluchten Staudamm des Yang Tse in China oder Fischarten aussterben, weil sie aufgrund der zahlreichen Wasserkraftwerke nicht zu ihren Laichgebieten können, wie der Stör.

Auch zu den erneuerbaren Energiequellen zählt Biomasse. Beim Verbrennen von Holz oder Alkohol wird zwar CO2 frei, dieses CO2 wird aber wieder von Pflanzen während der Fotosynthese in Form von Biomasse gespeichert. Es entsteht also kein zusätzliches CO2, Biomasse ist CO2 neutral.

Nachteil:

• Für die Produktion von Biosprit wird z.B. Regenwald gerodet, der wichtige Funktionen für unser Klima hat und Lebensraum Vieler Tiere, Pflanzen und indigener Völker ist!
• Für die Produktion von Biosprit oder gelten laschere Regeln als für den Anbau von Lebensmitteln: mehr Pestizide, Düngemittel oder genmanipulierte Pflanzen sind erlaubt!
• Für die Produktion von Biosprit wird Fläche verbaut, auf der sonst Nahrungsmittel angebaut werden könnten. Da viele Rohstoffe für Biosprit aus Ländern der Dritten Welt oder aus Schwellenländern kommen, geschieht der Anbau von Pflanzen für die Gewinnung von Biomasse oft zu Lasten der dortigen Bevölkerung.

Fazit: Biosprit oder Biomasse macht im wesentlichen nur Sinn, wenn sie aus heimischer Produktion stammt und auch da vorzugsweise aus Resten (Kompostiergase, Holzabfälle,… )

Energiequellen der Zukunft

Die Zukunft gehört sicherlich den erneuerbaren Energieträgern, wenn sich auch Lobbyisten der Kernenergie sowie ewig gestrigen wie der US-Präsident Donald Trump dagegen wehen:

Windenergie: Windkraft boomt, weltweit werden immer mehr mehr Winkraftwrke gebaut. In Dänemark liegt der Anteil der Stromproduktion aus Windkraft bereits bei 43 Prozent

Wasserstoff: Wasserstoff könnte als Treibstoff für etwa Autos genutzt werden. Das größte Problem besteht darin, den Wasserstoff etwa mit Hilfe der Sonne umweltfreundlich zu produzieren. Aber auch bei der Lagerung und dem Einsatz von Wasserstoff muss man sehr vorsichtig sein- Wasserstoff ist hochexplosiv!

Sonnenenergie: Unsere Sonne wird uns noch für mindestens 6 Milliarden Jahren mit gratis Energie versorgen. Fraglich, ob es die Menschheit solange gebeten wird?

Energie aus dem Erdinneren (Geysire und Vulkanismus, Thermalwasser), auch Erdwärme

Kernfusion: An der Kernfusion nach dem Modell der Sonne wird schon lange geforscht. Allerdings ist es bis heute nicht gelungen, wirtschaftsfähige, größere Kernfusionsreaktoren u konstruieren.

Algen als Energielieferant: z.B. Öle für Biotreibstoff aus algenhältigen Hausfassaden

Gezeitenkraft: Gezeitenkraftwerkes nutzen die Energie, welche bei den Gezeiten (Ebbe und Flut) frei werden.

Die SchattenseitenWasserkraft & co

Auch erneuerbare Energieträger haben, wie bereits oben besprochen, ihre Schattenseiten.

Nachteile der Windkraft sind der von ihr verursachte Lärm unter der Hörschwelle und möglichen, daraus resultierenden Gesundheitsschäden. Kontrovers wird auch die Gefahr für Vögel diskutiert.

Nachteile der Wasserkraft: Heute sind die meisten Flüsse ausgebaut und die CO2 neutrale Produktion von Strom aus Wasserkraft zeigt ihre Schattenseiten, wenn ganze Flüsse aufgestaut werden, Landschaften verändert werden wie am 3 Schluchten Staudamm des Yang Tse in China oder Fischarten aussterben, weil sie aufgrund der zahlreichen Wasserkraftwerke nicht zu ihren Laichgebieten können, wie der Stör.

Nachteile von Biomasse:

• Für die Produktion von Biosprit wird z.B. Regenwald gerodet, der wichtige Funktionen für unser Klima hat und Lebensraum Vieler Tiere, Pflanzen und indigener Völker ist!
• Für die Produktion von Biosprit oder gelten laschere Regeln als für den Anbau von Lebensmitteln: mehr Pestizide, Düngemittel oder genmanipulierte Pflanzen sind erlaubt!
• Für die Produktion von Biosprit wird Fläche verbaut, auf der sonst Nahrungsmittel angebaut werden könnten. Da viele Rohstoffe für Biosprit aus Ländern der Dritten Welt oder aus Schwellenländern kommen, geschieht der Anbau von Pflanzen für die Gewinnung von Biomasse oft zu Lasten der dortigen Bevölkerung.

Abhilfe schafft hier Energiesparen, das Bauen von Null-Energie Häusern, das Fahren kleiner Autos oder Nutzen von Öffis oder Fahrgemeinschaften, usw.

Energie sparen & Energiespartipps

Im Folgenden habe ich ein paar Energie-Spar-Tipps aufgelistet:

• Stecker raus: Der Komfortgewinn durch Standby und sein Stromverbrauch stehen nicht in Relation zueinander. Der Verbrauch durch Standby -Geräte kostet laut Stiftung Warentest bis zu 100 Euro im Monat. Viele Gräte brauchen auch ausgeschaltet Strom. Ideal: Steckerleiste mit Ausschalter. Mehr dazu:Stromspartipps
• Alte Geräte austauschen. Überalterte Gräte sind oft wahre Stromfresser: Beim Neukauf eines Kühlgerätes kann man so bis zu 75% sparen->mehr.
• Licht aus: Auch wenn die Beleutung nur 2% des Gesamtverbrauchs ausmacht: Energiesparlampen und Licht abdrehen, dort wo es nicht gebraucht wird!
• Verantwortungsbewußter Umgang mit Elektrogeräten: Etwa auf den Einsatz des Wäschetrockners verzichten, wen draußen die Sonne scheint.
• (Warm-)Wasser sparen: , z.B. nicht bei laufendem Wsser die Zähne putzen , Duschen statt Vollbäder…Weltweit wird das Wasser immer knapper und die Erwärmung des Wassers benötigt viel Energie. Ideal: Warmwasser durch Solaranlagen, z.B. bei ->autark-energie.

Den Löwenanteil des Energieverbrauchs stellt die Heizung dar. Einsparungen hier lohnen sich also besonders:

• Effizientes ->Lüften statt Dauerkippen
• Heizung runter: Überheizte Wohnräume sind nicht gesund. 22 Grad im Wohnraum und 26-20 Grad in den Schlafräumen genügen. Jedes Grad weniger spart 6% Heizkosten! ->mehr dazu
• Isolieren bringts! Häuselbauer profitieren besonders vom Wissen um energiesparende Maßnahmen. Mehr zum Thema ->energiesparende Gebäude. Aber auch Wohnungsbesitzer- und Miter können ihre Situation verbessern, z.b durch eine Innenisolation. Diese ist nicht so gut wie eine Außenwandisolation, aber besser als gar nichts, z.B. bei Altbauten. ->mehr
• Wahl der Heizung: Fernwärme im innerstädtischen Bereich oder Pellets-Heizung bei Ein- und Mehrfamilienhäusern sind umweltschonende Heizvarianten und auf alle Fälle Enegiefressern und/oder „Umweltschleudern“ wie Ölheizung, Kohle- und Stromheizung vorzuziehen.

Natürlich ist alles eine Kostenfrage! Aber wer sich etwa keine neue Heizung leisten kann, kann zumindest durch richtiges Lüften Energie sparen. Oder durch sparsamen Warmwassergebrauch oder durch Licht sparen.

• Noch ein Tipp: Wer will, kan seinen Energieverbrauch online berechnen:->Online Stromspar Check
• Oder seinen globalen Fußabdruck:-> globaler Fußabdruck-Rechner