Energiequellen der Zukunft

Geschrieben von Igor Scheller am 5. Mai 2014

Eine Hausarbeit im fach Physik (für die Qualität dieses Textes wir aufgrund der ABI-Vorbereitungen keine Haftung übernommen, auch wenn ich darauf eine durchaus gute Note bekommen habe)

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Da wir langsam aber sicher unseren Planeten mit Treibhausgasen und Chemischen sowie Radioaktiven Abfällen verseuchen, nur um damit Energie für unser alltägliches Leben zu bekommen, sollten wir mal langsam darüber nachdenken, etwas zu ändern. Diese Veränderung führt aber nur über den Weg der erneuerbaren Energien, welche zweifelsohne die umweltfreundlichsten und damit am grünsten sind. Diese Entwicklung ist die einzige, welche unseren Planeten nachhaltig davor bewahrt in einer unbewohnbaren, lebensfeindlichen Müllkippe zu enden.

Energiequellen

Doch welche Energiequellen stehen zur Auswahl, wenn Fossile Brennstoffe und Atomenergie nicht verwendet werden kann? Es gibt mehrere, welche einzeln zwar nicht den kompletten Energiebedarf decken können, im Mix aber durchaus ausreichen, uns noch weiterhin mit genügend umweltverträglicher Energie zu versorgen. Die Grundlage bieten die sich immer wieder erneuernden Ressourcen Sonne, (Erd-)Wärme, Wasser und Bioenergie.

Solarenergie

Wenn man die Dachfläche eines Hauses mit Solarmodulen ausstattet, kann sich dieses Haus bei Sonne komplett selber mit Strom versorgen und die noch überschüssige Energie auch in das Versorgungsnetz zurück speisen. Ein großer Nachteil ist aber, dass Solarstrom extrem wetter abhängig ist und nur vorhanden ist, wenn die Sonne scheint, also nicht Abends, Nachts und Morgens, wenn die meiste Energie verbraucht wird.

Windenergie

Ist nach der Solarenergie die effektivste, ist aber, genau wie die Solarenergie sehr wetter abhängig und dadurch schwer kalkulierbar.

Wasserkraftwerke

Sie sind wahrscheinlich die älteste und gängigste Methode zur Energiegewinnung, benötigen aber große Wasserreservoirs, welche zulasten der Natur angelegt werden, außerdem sind große Flüsse vonnöten, welche nicht in allen Regionen verfügbar sind.

Eine andere Methode sind Gezeitenkraftwerke, welche die Wellen des Meeres über Druckunterschiede und -ausgleich für sich arbeite lassen.

Fusionsenergie, die Sonne in klein

Eine weitere interessante Energiequelle ist die Fusionsenergie. Auch hier wird die Energie der Atome verwendet, im Gegensatz zur Atomenergie bleiben aber keine schädlichen und strahlenden Abfälle oder Abgase (CO2)wie bei Kohlekraftwerken übrig, sondern hauptsächlich nur Helium, welches nicht umweltschädlich ist.

Aktuell wird auf diesem Themengebiet noch geforscht, da man, um die Fusion zu aktivieren und aufrecht zu halten sehr viele Parameter berücksichtigen muss. Außerdem muss das Plasma im Reaktor mit Magnetismus in der Schwebe gehalten werden, damit es nicht aus dem Kreislauf ausbricht und abkühlt. Der größte Vorteil ist die Energieeffizienz, aus einem Gramm Wasserstoff in einem 1000m³ Raum lässt sich genau so viel Energie erzeugen wie mit 11 Tonnen Kohle und das ohne Treibhausgase und ähnliche Emissionen. Außerdem ist Wasserstoff fast unbeschränkt verfügbar.

EnergiespeicherEnergiequellenung

Ein weiteres Problem auf dem weg der grünen, erneuerbaren und nachhaltigen Energiequellen ist die Speicherung. Wenn an einem sonnigen Tag viel Strom durch Solarenergie oder an einem windigen durch Windkraft produziert wird, aber nicht diese Menge verbraucht wird, bringt einem der grünste Strom nichts. Ein weiterer Schritt ist also, diese überschüssige Energie zwischen zu lagern und in der Nacht, wenn die Solaranlagen nicht in Betrieb sind, wieder in das Netz ein zu speisen. Obwohl dieses Feld noch Optimierungsbedarf bietet, gibt es mittlerweile schon ein paar mehr oder weniger effektive Speicher.

Batterien

Sie sind die am nächsten liegende Idee, jeder hat in seinem Haushalt mit Batterien zu tun, ob in der Taschenlampe, im Laptop oder in Smartphone. Das Problem dieser Technologie ist aber, dass die Effektivität (also die Energiedichte (W/cm³)) bei vielen Typen relativ niedrig ist. Außerdem arbeiten Batterien mit chemischen Prozessen, was sie zu einer Umweltbelastung bei der Herstellung und Entsorgung macht.

Speicherkraftwerke

In einem Speicherkraftwerk wird mithilfe der überschüssigen Energie Wasser in ein höher gelegenes Reservoir gepumpt und bei bedarf wieder abgelassen und mit Turbinen wieder in Strom umgewandelt. Diese Methode hat den Vorteil, immer einsatzbereit zu sein, kann aber wegen der benötigten Größe der Wasserreservoire nur in abgelegeneren Gebieten zum Einsatz kommen und nicht in Städten, wo der meiste Strom verbraucht wird.

Elektrolyse

Bei der Elektrolyse wird das Wasser (H2O) durch Strom in seine Bestandteile Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) geteilt, welche dann durch Verbrennung wieder zusammen gebracht werden können. Bei diesem Prozess wird die hinein gesteckt Energie wieder frei und kann verwendet werden. Das verfahren hat den großen Vorteil, dass sich Gase in Druckluftbehältern lagern lassen und somit platzsparend über längere Zeit aufgehoben werden können, auch unterirdisch in alten Bergwerken.

Fazit

Letztendlich kann man sagen, dass wir auf dem richtigen Weg hin zu neuen Energien sind, welche auch zukünftig noch mehr Bedeutung haben werden. Bis dahin muss aber noch viel geforscht werden, um die Effizienz zu steigern und erst mal mehr aus bestehenden Energiequellen herauszuholen. Ohne erneuerbare Energien wird es nicht funktionieren, aber auch durch smarte Städte und vernetzte Energieanlagen können wir uns in Zukunft besser und Umwelt verträglicher versorgen. Doch das reicht insgesamt noch nicht ganz aus, wir müssen also selber versuchen, unseren Energieverbrauch zu senken, indem wir die Energieverschwendung im Haus und Haushalt durch bessere Dämmung und Sparsamere Geräte und Beleuchtung sowie einem Smarteren Eigenheim verbessern.

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