Erneuerbare Energien: alternative Energiequellen im Überblick

Erneuerbare Energien aus Sonne, Wind, Wasser und Biomasse: Ihr Anteil am Stromverbrauch in Deutschland beträgt mittlerweile deutlich über 40 % ‒ Tendenz weiter steigend. Doch was zeichnet die einzelnen alternativen Energiequellen aus und welche Vor- und Nachteile haben sie? Dieser Artikel gibt einen Überblick über die Energieträger der Zukunft.
Inhaltsverzeichnis
    Erneuerbare Energie

    Im Kampf gegen den Klimawandel spielen erneuerbare Energien aus vielen Gründen eine wesentliche Rolle. Zum einen stellen sie als regenerative Energien für die Strom-, Kraftstoff- und Wärmeerzeugung eine recht zuverlässige und auch auf lange Sicht verfügbare Quelle dar, während die Vorräte an fossilen Energieträgern wie Kohle oder Erdöl in absehbarer Zeit aufgebraucht sein werden. Zum anderen lässt sich Strom aus alternativen Energiequellen wie Sonne, Wind, Wasser oder Biomasse wesentlich umweltfreundlicher gewinnen als aus fossilen Quellen, weil die Erzeugung weitgehend emissionsfrei ist. Weitere Vorteile sind ihre Dezentralität und die Nähe zum Verbraucher. Wenn die ihre Energie selbst erzeugen, zum Beispiel mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach, spricht man vom Prosumer.

    Die Nutzung sogenannter „grüner Energien“ ist für unsere Zukunft unumgänglich, wenn wir auch noch in den nächsten Jahrzehnten gut auf unserem Planeten leben möchten. Zwar sind die Herstellung und der Bau von Anlagen, mit denen wir erneuerbare Energien nutzbar machen können, auch mit Belastungen und Eingriffen in die Natur verbunden und nicht gänzlich unumstritten. Dennoch ist der ökologische Fußabdruck bei den regenerativen Energieträgern in der Regel deutlich kleiner als bei ihren fossilen Pendants, was die geplante Energiewende rechtfertigt. So haben alternative Energien inzwischen einen Anteil von mehr als 40 % am deutschen Stromverbrauch, im Jahr 2030 sollen es nach der Vorstellung der derzeitigen Bundesregierung sogar 80 % sein.

    Windkraft: die deutsche Nr. 1 unter den regenerativen Energien

    Aktuell stammt fast die Hälfte des Stroms, der aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, aus Windkraftanlagen. Damit ist Windenergie hierzulande ein wichtiger Wegbereiter in Sachen Energiewende. Bei Windrädern kommt das einfache Grundprinzip von Windmühlen zum Einsatz: Der Wind setzt die Rotorblätter in Bewegung und die durch die Drehung entstehende Bewegungsenergie wird in Generatoren in elektrische Energie umgewandelt.

    Unterschieden wird bei der alternativen Energiequelle Wind zwischen Windkraftanlagen auf dem Land („onshore“) und Anlagen auf dem offenen Meer („offshore“). Letztere werden vorrangig von großen Energiekonzernen betrieben, da ihr Bau aufwendig und damit mit höheren Investitionen verbunden ist als bei Onshore-Anlagen. Offshore-Anlagen produzieren zwar mehr Strom, dieser muss aber auf dem Weg zum Abnehmer auch größere Strecken zurücklegen. Hierbei stellen die sogenannten Stromtrassen unsere Gesellschaft vor neue Herausforderungen, schließlich ist der Bau dieser Transportwege mit zusätzlichen Eingriffen in die Umwelt verbunden. 

    Windkraft zählt zu den grünen Energien, weil die benötigten Luftströmungen unendlich verfügbar sind und bei der Stromerzeugung keine Treibhausgase oder andere umweltschädliche Stoffe entstehen. Windräder benötigen zudem wenig Platz und amortisieren sich, was den Stromverbrauch ihrer Herstellung, ihres Baus und ihres Betriebs angeht, binnen weniger Monate.

    Allerdings dürfen sie laut Gesetz nicht überall gebaut werden und beeinträchtigen in einem gewissen Maß auch Umwelt und Menschen in der näheren Umgebung. Dies ist jedoch bei den meisten Anlagen zur Energiegewinnung der Fall.

    Mit dem technischen Fortschritt steigt auch die Effizienz der Anlagen: So sind z.B. höhere Windräder quasi unabhängig davon, ob "der Wind weht", denn die höheren Luftschichten sind immer in Bewegung. Experten sagen daher, dass das Potenzial der Windkraft im Rahmen der erneuerbaren Energien noch lange nicht ausgeschöpft und die Windkraft als Form der Energiegewinnung entsprechend zukunftsträchtig sei.

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    Photovoltaik: Sonne als alternative Energiequelle auf dem Vormarsch

    Wenn von erneuerbaren Energien die Rede ist, denken viele zuerst an Solarstrom. Tatsächlich hat Sonnenenergie bei der Stromerzeugung (aber auch in Sachen Wärmegewinnung ‒ Stichwort Solarthermie) in Deutschland eine immer größere Bedeutung: Etwa ein Fünftel des aus regenerativen Energien erzeugten Stroms stammt inzwischen von Solaranlagen – Tendenz weiter steigend.

    Solarstrom als alternative Energie entsteht vor allem mittels Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) in großen Solarparks und auf Dächern oder an Fassaden von Privathäusern oder wirtschaftlich genutzten Gebäuden. Der Ausbau von PV-Anlagen hat auch aufgrund finanzieller Förderungen in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen, muss aber enorm forciert werden, sollen die Ziele der Energiewende erreicht werden. Potenziale sind reichlich vorhanden. 

    War Photovoltaik zu Beginn noch mit recht hohen Anschaffungskosten verbunden, sind die Anlagen in den letzten Jahren nicht nur leistungsfähiger, sondern für Privatleute auch erschwinglich geworden. So lohnt es sich mittlerweile für jeden Hausbesitzer auch ökonomisch, über diese Investition nachzudenken.

    Der Strom aus Photovoltaikanlagen gehört nicht nur unter den grünen Energien inzwischen zu den günstigsten. Weitere Vorteile: PV-Anlagen sind langlebig, wartungsarm und lassen sich platzsparend installieren. Ihr Betrieb ist nicht nur kostengünstig, sondern vor allem sauber und umweltfreundlich, da keinerlei Emissionen oder Abfallprodukte entstehen, auch kein Lärm. Zudem lassen sich Photovoltaikanlagen durch Speicher, Wärmepumpen, Wallboxen usw. – zur möglichst vollständigen Deckung des energetischen Eigenbedarfs ‒ sinnvoll ergänzen. Hausbesitzer können sich so unabhängiger von Energiekonzernen machen. Damit sich der Kauf einer PV-Anlage auch lohnt, gilt es allerdings, sich vorher umfassend zu informieren.

    Biomasse: die umstrittenste unter den grünen Energien

    Einen ähnlich großen Beitrag an der Stromerzeugung wie die Solarenergie liefern derzeit Biokraft- bzw. Biogasanlagen. Erneuerbare Energie aus Biomasse wird in erster Linie aus Pflanzen und Pflanzenresten gewonnen. Dazu gehören unter anderem landwirtschaftliche Nutzpflanzen wie Raps oder Mais und schnell wachsende Hölzer, aber auch Biomüll, Mist und Gülle. Durch Gärung der organischen Substanzen entsteht Biogas, welches anschließend zur Strom- und Wärmegewinnung verbrannt wird.

    Aber auch Biokraftstoffe oder Holzpellets können aus Biomasse hergestellt werden – die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sind einer der großen Vorteile dieser Technologie. Zudem ist Biomasse im Vergleich zu anderen alternativen Energiequellen wie Wind oder Sonne weniger witterungsabhängig und der Anbau entsprechender Pflanzen stärkt die Landwirtschaft. Die Rohstoffe für diese Art der Energieerzeugung sind weiterhin tatsächlich regenerativ.

    Biomasse ist allerdings unter den erneuerbaren Energien die wohl umstrittenste Quelle. Zum einen wird bei der Verbrennung von Biogas das Kohlendioxid, das in den Pflanzen gebunden war, wieder freigesetzt. Bilanziell ist das zwar ein Nullsummenspiel aber im Vergleich zu Photovoltaik und Windkraft ist die Biomasse weniger umweltfreundlich. Zum anderen ist es in einer Welt, in der Lebens- und Futtermittel, Baustoffe etc. vielerorts knappe Güter darstellen, zumindest fragwürdig, diese zur Energiegewinnung zu verbrennen. Wenn gar Naturlandschaften wie Regenwälder für die Gewinnung von Biomasse weichen müssen, kann von nachhaltiger, grüner Energie kaum noch die Rede sein. Hier ist es vor allem am Gesetzgeber, die richtigen Maßnahmen zu ergreifen, um die Energieerzeugung aus Biomasse in sinnvolle Bahnen zu lenken.

    Wasserkraft: alternative Energie mit begrenztem Potenzial

    Anders als in Ländern wir Norwegen spielen Wasserkraftanlagen bei der Stromerzeugung hierzulande mittlerweile eine eher untergeordnete Rolle. Zu dem Anteil aller erneuerbaren Energien am Stromverbrauch tragen sie nicht einmal mehr 5 % bei. Wasserkraftwerke verfügen aber über einen besonders hohen Wirkungsgrad und verursachen keine Altlasten wie etwa Atomkraftwerke. Auch sind sie im Vergleich zu Windrädern und Solaranlagen weniger anfällig für witterungsbedingte Einbußen und zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer aus.

    Doch Wasserenergie bringt von allen regenerativen Energien die vielleicht größten Nachteile mit sich. Ob Laufwasser-, Speicher-, Wellen- oder Gezeitenkraftwerke: Sie alle liefern zwar Strom, ohne Treibhausgase zu erzeugen, aber Bau und Betrieb greifen tief in das örtliche Ökosystem ein. Wasserkraftwerke können daher kaum als umweltfreundlich betrachtet werden. Experten gehen außerdem davon aus, dass das Potenzial von Wasserkraft in Deutschland bereits ausgeschöpft ist – zumindest, was die Standorte der Anlagen angeht. Darum soll es künftig vorrangig darum gehen, bestehende Anlagen zu modernisieren.