5. – 13. Schuljahr

Stefan Thieme-Czach · Wolfgang Gerber

Energie der Zukunft

Erneuerbare Energien sichern die Energieversorgung

Um die gesetzten Energie- und Klimaziele zu erreichen, müssen die Energieeffizienz erhöht und die erneuerbaren Energien ausgebaut werden. Dazu stehen in Deutschland Windenergie, Sonnenenergie, Biomasse und Wasserkraft zur Verfügung. Voraussetzung dafür ist eine Änderung der Versorgungsstruktur sowie die Verwendung der Energieträger in den Anwendungsgebieten Strom, Wärme und Verkehr. Wie kann das umgesetzt werden?

Energie- und Klimaziele
Der Primärenergieverbrauch (gesamter Einsatz von Energieträgern wie z.  B. Uran, Kohle, Erdgas, Wind, Biomasse) in den 28 Mitgliedsländern der Europäischen Union betrug im Jahr 2017 rund 19500 Terawattstunden (TWh). Der Anteil der erneuerbaren Energien lag bei 13,6 %.
Die Treibhausgasemissionen eines jeden EU-Bürgers betragen im Durchschnitt 8,4 Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr. In Deutschland liegen diese bei 11 Tonnen CO2-Äquivalente pro Kopf und Jahr. Diese Emissionen zu senken und damit die durch den Menschen verursachte globale Erwärmung auf unter 2 Grad zu begrenzen ist das Ziel der europäischen Energie- und Klimapolitik. Diese leitet sich aus den globalen Bemühungen der Vereinten Nationen ab. Die erste Vereinbarung wurde im Jahr 1997 mit dem Kyoto-Protokoll und die aktuelle mit dem Pariser Klimaabkommen im Jahr 2015 geschlossen.
Um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen, muss sich die Energieversorgung zu einer CO2-freien Versorgung wandeln. Dieses Ziel ist bis in die 2040er-Jahre umzusetzen. Wesentliche Stützpfeiler zur Erreichung der Energie- und Klimaziele in Europa sind die Erhöhung der Energieeffizienz und der Ausbau der erneuerbaren Energien. Auch Deutschland ist diesen Zielen verpflichtet und will die CO2-Emissionen um 80 – 95 % bis zum Jahr 2050 reduzieren.
Die erneuerbaren Energien sind Hauptbestandteil einer zukünftigen Energieversorgung. Dazu stehen in Deutschland die Windenergie, die Sonnenenergie, die Biomasse und die Wasserkraft zur Verfügung (s. Abb. 1 – 4 ). Voraussetzung ist die Reduzierung des Energieverbrauchs und eine Änderung der Versorgungsstruktur sowie die effiziente Verwendung der Energieträger in den Anwendungsgebieten Strom, Wärme und Verkehr.
Verfügbarkeit von Energie
Mehr als die Hälfte des Energiebedarfs in der EU-28 wird durch Importe gedeckt. Dies betrifft insbesondere Erdöl, Erdgas sowie feste Brennstoffe, vor allem die Kohle. Die weltweit verfügbaren Ressourcen fossiler Energieträger sind zwar heute noch beachtlich, werden jedoch nicht unendlich ausreichen. Dabei werden mit dem Begriff Ressourcen auch Vorkommen benannt, die in ihrer Menge noch nicht vollständig erfasst sind oder aber mit heutigen Technologien oder unter wirtschaftlichen Aspekten nicht gefördert werden können.
„Erneuerbare Energien tragen die Lösung bereits im Namen, das heißt, es wird davon ausgegangen, dass diese stets zur Verfügung stehen. Im physikalischen Sinn kann Energie nicht erneuert, sondern nur umgewandelt werden. Es ist notwendig, die erneuerbaren Energien in solche Energieformen umzuwandeln, wie wir sie benötigen, das heißt in Strom und Wärme. Für diese Umwandlung werden zum Beispiel Windenergie- und Photovoltaikanlagen installiert oder Anbauflächen für Biomasse bereitgestellt. Auch das Anstauen von Flüssen ist zur effektiven Nutzung von Wasserkraft notwendig.
Bei der Nutzung von Primärenergieträgern fällt unter dem Begriff Verfügbarkeit auch ein zweiter Aspekt: Die Bereitstellung von nutzbarer Energie zu der Zeit und in der Menge, wie sie benötigt wird. Dies ist bei den fossilen Primärenergieträgern durch die heutigen Förder-, Transport- und Umwandlungstechnologien gegeben. Durch die hohen Energiedichten sind die Speicherung und der Transport über lange Strecken problemlos möglich. Einschränkungen gibt es selten durch politische oder militärische Konflikte, die aber durch eine Diversifizierung bei der Beschaffung...

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