Regenerative Energien zur Stromversorgung

//Regenerative Energien zur Stromversorgung

Künftig müssen wir unseren gesamten Energiebedarf der Menschheit klimaverträglich durch erneuerbare Energien decken. Dieser Energiebedarf setzt sich aus verschiedenen Sektoren zusammen.

Auf der einen Seite haben wir den Elektrizitätsbedarf, auf der anderen Seite müssen wir Wärme erzeugen zum Heizen und als Drittes haben wir den Energiebedarf für den Transport und für die Mobilität.

Das ist Grund genug, in dieser Einheit einmal näher hinzuschauen, was wir für Potenziale haben und was wir für Möglichkeiten haben den Bedarf mit regenerativen Energien zu decken.

Wir sehen in dieser Grafik als Ball dargestellt den Energiebedarf der Erde.

Dieser kleine Ball ist der Energiebedarf, den die Erde ingsesamt für die drei Sektoren Elektrizität, Wärme und Mobilität braucht, also das was wir Menschen pro Jahr verbrauchen. Auf der rechten Seite dargestellt ist das Angebot an Kohle, Erdöl, Erdgas und Uran. Dieses Angebot ist endlich. Und je nachdem wie man rechnet, wird es in 100 oder 200 Jahren erschöpft sein. Das heißt, wir müssen allein aus diesem Grund schon unsere Energieversorgung umbauen.

Wir nehmen uns also jedes Jahr einen kleinen Erdball aus der rechten Seite heraus. Und dieses Angebot wird zunehmend schrumpfen.

Auf der anderen Seite haben wir hier links dargestellt das Angebot der Solarenergie. Die Sonne strahlt pro Jahr mehr als 5000 mal so viel Energie auf die Erde wie wir insgesamt als Menschheit verbrauchen.

Das heißt, hier ist ausreichend Energie vorhanden. Und diese Energie erneuert sich jährlich. Erneuerbare Energie ist deshalb der Begriff.

Wir haben hier ein Solaranergieangebot was wirklich jährlich in der Dimension zur Verfügung steht. Ein Teil der Solarenergie wird über natürliche Prozesse in Wind, in Biomasse und in Wasserkraft umgewandelt. Durch die Sonne kommt es zu Temperaturunterschieden. Dadurch entsteht der Wind. Die Sonne verdunstet Wasser. Und die Sonne sorgt auch für das Pflanzenwachstum. Hier haben wir eine natürliche Umwandlung.

Und allein die Windenergie überschreitet auch um Größenordnungen den Energiebedarf, den wir hier auf der Erde haben. Hinzu kommen noch die Erdwärme und die Gezeitenenergie.

In der Summe haben wir gar kein Problem, unseren Energiebedarf rein rechnerisch und auch praktisch komplett mit erneuerbaren Energien abdecken zu können.

Schauen wir uns den Sektor Elektrizität einmal näher an. Wir schauen und den Sektor Elektrizität an, weil wir künfig immer mehr mit Strom abgedecken werden müssen.

Wir haben auf der einen Seite die Verbraucher die wir heute schon haben. Es kommen neue Verbraucher dazu.

Zum Beispiel die Mobilität. Wenn wir überall die Elektromobilität haben wollen, wird auch der Strombedarf ansteigen. Und wir müssen schauen, was in Deutschland möglich ist, mit erneuerbaren Energien zu decken.

Hierzu schauen wir uns verschiedene Sektoren an. Einmal den Bereich der Wasserkraft. Wasserkraft ist in einigen Ländern sehr stark verbreitet. Norwegen deckt zum Beispiel 100 Prozent seines heutigen Strombedarfs bereits durch die Wasserkraft ab. In Deutschland werden wir das nie erreichen. Wir haben nicht die großen Höhenunterschiede. Und alleine aus diesem Grund werden wir in Deutschland maximal 4 bis 5 Prozent durch Wasserkraft abdecken können.

Eine weitere Energieform ist die Geothermie. Hierzu bohrt man in die Tiefe, bis zu 5000 Meter. Wir haben dort sehr hohe Temperaturen. Diese können wir anzapfen und Wärmekraftwerke betreiben. Auch das ist klimaneutral. Aber in Deutschland müssen wir stark in die Tiefe gehen. In Island sind dazu nur relativ geringe Tiefen erforderlich, in Deutschland sehr hohe. Und das macht die Geothermie in Deutschland relativ teuer.

Es kommt als dritte Option die Biomasse hinzu. Biomasse sind pflanzliche oder tierische Reststoffe, die wir verwenden und in Energie und Strom umwandeln können. Das Potenzial ist allerdings begrenzt. Deutschland ist dicht besiedelt und es fällt gar nicht so viel Biomasse an. Viel mehr als 10 Prozent des Strombedarfs werden wir gar nicht decken können. Ansonsten müssten wir Biomasse importieren, was dann auch nicht im Sinne des Klimaschutzes wäre.

Welche Energieformen werden also die wesentlichen Säulen in Deutschland sein? Ganz klar: Es sind die Windkraft und die Photovoltaik.

Das sind zwei Formen der Energienutzung, für die wir in Deutschland ausreichend Potenziale haben, um unseren heutigen Strombedarf und auch noch den Mobilitätsbedarf decken zu können.

Schauen wir uns einfach mal an, wie das Verhältnis von Solar- zu Windenergie aussehen sollte.

In dieser Grafik sehen wir auf der x-Achse die installierte Photovoltaikleistung, auf der y-Achse die Windkraftleistung. Der rote Punkt symbolisiert, was wir heute an installierter Leistung haben. Das sind jeweils für die Solar- und Windenergie rund 40 Gigawatt. 1 Gigawatt entspricht einem großen Kraftwerksblock.

40 Gigawatt sind also 40 große Blöcke von Atom- oder Kohlekraftwerken. Das ist das, was wir heute schon realisiert haben. Wir decken damit gut 30 Prozent unseres heutigen Strombedarfs ab, Künftig wollen wir in Richtung 100 Prozent gehen. Dazu schauen wir uns einfach mal zwei Pfade an.

Der erste Pfad wäre ein Weg erstmal in Richtung 70 Prozent regenerativen Anteils. Da hätten wir wenig Solarenergie und viel mehr Windkraft. Das ist technisch möglich. Wir müssten dann aber die installierte Windkraftleistung in etwa verachtfachen.

Auf der anderen Seite könnten wir den Anteil der Solarenergie weiter ausbauen. Wir können Solar- und Windenergie entsprechend nach oben bringen.

Und wenn wir Solar- und Windenergie auf jeweils 200 GW ausbauen, also in etwa verfünffachen, haben wir 70 Prozent regenerative Stromerzeugung, die wir dadurch erreichen können.

Packen wir dann noch Speicher dazu, die den Überschuss von Solarenergie im Sommer und auch die starke Windstromerzeugung im Winter zwischenspeichern können, dann kann es gelingen, den regenrativen Aneil auf 80, 90 oder 100 Prozent nach oben zu treiben.

Es bleibt am Schluss die Frage, wie groß der Solaranteil denn sein muss und ob es überhaupt möglich ist solche Größenordnungen im sonnenarmen Deutschland zu errichten.

Wir haben das einmal grafisch dargestellt.

Hier ist Deutschland.

Und der kleine gelbe Punkt, der stellt dar, welche Photovoltaikfläche wir für 200 Gigawatt also für 20 bis 30 Prozent Solarstromanteil brauchen. Das sind nur 0,3 Prozent der Landesfläche von Deutschland.

Das heißt, wir haben gar kein Problem, die nötigen Flächen zu erschließen.

Und wenn wir sehen, dass wir 13 Prozent mit Verkehrs- und Siedlungsfläche bereits erschlossen haben und wenn wir in die Städte schauen, im dicht besiedelten Innenstadtbereich von Berlin, wie wenig Solaranlagen bislang da sind, wissen wir, dass wir noch viel Platz auf den Dächern haben und einen Großteil dieser 0,3 Prozent der Landesfläche sogar direkt in den Städten nutzen können.

Das heißt, das Potenzial für 100 Prozent erneuerbare Energien ist da.

Wir können es problemlos erschließen.

Und darum werden wir uns in den nächsten Einheiten die verschiedenen wichtigen Technologien einmal näher anschauen.

2017-03-17T12:58:37+00:00 0 Comments

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