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Erneuerbare Energien

Energie ist die Grundlage der modernen Zivilisation. Da ist es kein Wunder, dass der Energiehunger der Welt rasant ansteigt. In gleichem Maße sinken jedoch die Vorräte, welche die Welt an fossilen Rohstoffen zur Energiegewinnung bereithält, was die Energiekosten ansteigen lässt. In nicht allzu weit entfernter Zukunft werden die Quellen fossiler Energieträger versiegt sein. Es ist also ratsam, sich bereits heute Gedanken über alternative und erneuerbare Energien zu machen, wenn der bestehende Lebensstandard erhalten werden soll.

Alternative Energien

Erneuerbare Energie

Der Unterschied von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien, die auch alternative oder regenerative Energien genannt werden, ist, dass diese nahezu unerschöpflich vorhanden sind, wie die nutzbare Sonnenenergie oder die Erdwärme, beziehungsweise, dass sich die Rohstoffe, aus denen die Energie gewonnen wird, sehr schnell regenerieren können. Die erneuerbaren Energien bieten zahlreiche Vorteile. Zum einen senken sie den Ausstoß von Treibhausgasen enorm. Zudem sind sie in der Regel günstiger, da sie nicht der Preispolitik der knapper werdenden und umkämpften fossilen Rohstoffe unterliegen. Natürlich eignen sich durch die unterschiedlichen natürlichen Gegebenheiten der Erdregionen nicht alle Arten der alternativen Energiegewinnung für jede Region gleichermaßen. Im folgenden werden die für Deutschland geeignetsten Technologien für erneuerbare beziehungsweise alternative Energien vorgestellt.

Eisheizung

Wärme aus Eis? Klingt zunächst paradox. Ist es jedoch nicht, sondern eine erstaunlich effektive Methode, um auf günstige Weise Energie zu erzeugen. Das Konzept geht auf den Energieerhaltungssatz zurück. Mittels Wärmetauschern und Wärmepumpen werden die frei gewordenen Energieeinheiten aufgenommen und weitergeleitet. Die Technologie ist einfach. Ein in die Erde eingegrabener Behälter wird mit Wasser gefüllt, das als Speicher fungiert. Eine Solaranlage oder Solar-Luft-Kollektoren auf dem Dach heizen das Wasser auf, über die Wärmepumpe wird die Energie zur Verfügung gestellt. Beim Übergang in den entgegengesetzten Aggregatzustand, sprich bei der Vereisung des Wassers im Winter, wird ebenfalls Energie freigesetzt, die nun genutzt werden kann. In dem Fall wird Energie frei, die Wasser, das sich am Gefrierpunkt befindet, auf 80° Celsius aufheizen kann. Die umliegende Erde fungiert als zusätzlicher Speicher. Auf diese Weise nutzt diese Energieanlage gleich fünf Quellen, um Energie zu erzeugen, die dauerhaft und ohne Schwankungen zur Verfügung steht. Die Anschaffung der Eisheizung ist zwar vergleichsweise kostenintensiv, doch bereits nach sechs Jahren haben sich die Ausgaben amortisiert. Zudem müssen keine Besonderheiten bei der Genehmigung beachtet werden, da die geringe Einbautiefe des Behälters diese nicht erfordern.

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Photovoltaik beziehungsweise Solarenergie

Die Solarenergie ist bereits seit 1958 erprobt, als sie zum ersten Mal in Form von Sonnensegeln Satelliten in der Erdumlaufbahn mit Energie versorgte. Seit einigen Jahren versorgt die Photovoltaiktechnik in Form von Solarzellen auf Dächern oder in Gärten auch Haushalte auf der Erde mit günstigem Strom und gilt als eine der ökologischsten Arten, Energie zu gewinnen. Die Energiegewinnung über Solarenergie liefert verständlicherweise vor allem in wärmeren Gefilden mit vielen Sonnenstunden einen hohen Ertrag, je nach Bauweise und verwendetem Material beträgt der Wirkungsgrad einer Photovoltaikanlage bis zu 24 Prozent. 4.000 Kilowattstunden, der durchschnittliche Verbrauch eines Einfamilienhauses im Jahr, kann in der Regel bereits durch eine Anlage gedeckt werden, die 40 Quadratmeter umfasst. Dank der guten Förderung in Deutschland, die je nach Region unter anderem günstige Darlehen oder steuerliche Vergünstigungen vorsieht, haben sich die Aufwendungen für eine Anlage zur Gewinnung der Solarenergie bereits nach wenigen Jahren wieder amortisiert.

Photovoltaik

Geothermie beziehungsweise Erdwärme

Die sogenannte Geothermie, umgangssprachlich auch Erdwärme genannt, bezeichnet die Möglichkeit der Energiegewinnung, indem die natürliche Erdwärme aus dem Inneren des Planeten genutzt wird. Diese Möglichkeit ist wie die Sonnen- und Windenergie überall verfügbar, unbegrenzt und vollkommen emissionsfrei. Theoretisch ist sie ebenso wie die beiden genannten Energiegewinnungsarten auch überall verfügbar, praktisch unterscheiden sich die für die Erdenergiegewinnung nutzbaren Flächen hinsichtlich technischer und ökonomischer Faktoren. Die Anlage für die Gewinnung von Erdenergie muss für jedes Gelände beziehungsweise Gebäude angepasst werden, da sich der Untergrund hinsichtlich Grundwasserführung, Wärmeleitfähigkeit und Wärmemenge von Ort zu Ort unterscheidet. Zudem sollte im Vorfeld berechnet werden, wie viel Energie durch die Anlage bereitgestellt werden kann. Als Faustregel gilt, dass ein durchschnittliches Einfamilienhaus drei Viertel seines Energiebedarfes über die Erdwärme decken sollte, damit sich die Anlage rentiert. Im Durchschnitt muss in Deutschland für eine Anlage für Erdenergie in eine Tiefe von knapp 30 Metern gebohrt werden, damit sie effektiv nutzbar ist. Die Installation einer Erdwärmeanlage wird in der BRD staatlich gefördert, entweder durch günstige Kredite oder durch andere Zuschüsse. Bei Neubauten können die Anlagen bei den meisten Banken gleich mitfinanziert werden, da diese Programme zum „Energieeffizienten Bauen“ anbieten. Bei der Sanierung eines Altbaus kann auf einen Zuschuss oder ein Darlehen der BAFA zurückgegriffen werden. Der Bau größerer Anlagen wird mit einem Zuschuss pro zehn Kilowatt gewonnener Energie gefördert.

Windkraftanlage

Kleinwindkraftanlage

Eine weitere ökologische Art, günstige Energie auf ökologische Weise zu gewinnen, ist die Nutzung von Windkraft. Die dafür errichteten Anlagen sind überall anzutreffen und versorgen zumeist ganze Gemeinden. Es gibt jedoch Danke der Kleinkraftwindanlage auch für Privatpersonen die Möglichkeit, Energie aus Windkraft zu gewinnen. Die Technik ist derzeit noch weitgehend unbekannt. Die Wirkungsweise der Kleinkraftwindanlagen ist identisch mit der größeren Anlagen. Der Rotor, der in verschiedenen Bauweisen angeboten wird, wird vom Wind angetrieben. Die Bewegungsenergie wird vom in die Anlage integrierten Generator in Elektrizität umgewandelt. Zur Gruppe der Kleinwindkraftanlage zählen laut Bundesverband WindEnergie Windkraftanlagen, die bis zu 100 Kilowatt installierter Leistung erbringen. Allerdings sind selbst diese Anlagen noch zu groß, um privat genutzt werden zu können. Für einen Privathaushalt sind Kleinwindkraftanlagen sinnvoll, die eine Leistung von maximal 30 Kilowattstunden erbringen. Bereits bei Windgeschwindigkeiten von 2,5 bis drei Meter pro Sekunde kann die Anlage Strom produzieren. Allerdings wird eine Windgeschwindigkeit von mindestens vier Meter pro Sekunde empfohlen, damit sich die Installation einer Kleinwindkraftanlage rechnet. Der maximale Wirkungsgrad der Kleinwindkraftanlage liegt bei knapp 60 Prozent, wobei er im Binnenland in der Regel unterschritten wird. Für die Installation einer Kleinwindkraftanlage müssen einige Genehmigungen eingeholt werden, die unter anderem den Einfluss auf die Landschaft und die Nähe der Anlage zum Nachbarn prüfen.

Wärmepumpe

Die Arbeit der Wärmepumpe besteht auf der Umkehrung des Wärme-Kraft-Prinzips. Die Pumpe nimmt thermische Energie aus der Umgebung auf und überträgt sie auf den zu beheizenden Raum. Dazu nutzt sie die Energie der Wärmequellanlage, die über eine Wärmepumpe, in der sich ein zusätzlicher Kreislauf befindet, in das Wärmeverteilsystem des Gebäudes befördert wird. Die Technik ist seit mehr als 100 Jahren erprobt, die Idee dazu geht bis ins 19. Jahrhundert zurück. Je nach Art der Wärmepumpe kann ein thermischer Wirkungsgrad von bis zu 1,8 erzielt werden. Die BAFA fördert den Einbau von zahlreichen Arten von Wärmepumpen mit Zuschüssen. Zudem gewährt es einen sogenannten Effizienzbonus, wenn durch eine geeignete Dämmung des betreffenden Gebäudes der Wärmeverlust reduziert wird. Darüber hinaus ist es möglich, über die Kreditanstalt für Wiederaufbau, kurz KfW, einen Kredit mit Tilgungszuschuss für den Einbau einer Wärmepumpe zu erhalten.

Blockheizkraftwerk

Kleine Blockheizkraftwerke werden für Privatnutzer immer interessanter. Die Geräte arbeiten mit Kraft-Wärme-Kopplung und produzieren gleichzeitig Strom und Wärme. Um den Generator für die Stromerzeugung anzutreiben, werden gewöhnlich Verbrennungsmotoren verwendet, die Biomasse als Rohstoff verwenden. Doch auch Motoren, die mit herkömmlichen, fossilen Brennstoffen arbeiten, sind gebräuchlich. Der Wirkungsgrad der Blockheizkraftwerke ist um einiges höher als bei gewöhnlichen Kraftwerken, da die Abwärme des Stromerzeugers nicht erst an einen anderen Ort transportiert, sondern direkt vor Ort genutzt wird. Der erzeugte Strom kann, wenn er nicht selbst genutzt wird, in das öffentliche Netz eingespeist werden, der Betreiber ist gesetzlich zur Abnahme verpflichtet. Für ein Kleinst-BHKW erhält der Betreiber einen Zuschlag von 5,11 Cent pro Kilowattstunde.

Holzpellets

Holzpelletheizung

Die Holzpelletheizung ist eine der besten Alternativen zu Gas- oder Ölheizungen. Diese Art der Heizung nutzt, wie der Name schon sagt, als Brennmittel sogenannte Pellets, stäbchenförmige Elemente, die aus gepressten Holzspänen und Sägemehl hergestellt werden, ferner kommen auch Halm- oder Torfpellets sowie Pellets aus weiteren nachwachsenden Rohstoffen zum Einsatz. Der Vorteil der Holzpelletheizung gegenüber herkömmlichen Heizungsarten ist der hohe Wirkungsgrad von mehr als 90 Prozent. Die Anschaffungskosten für eine Pelletheizung sind in der Regel höher als für Öl- oder Gasheizungen, doch aufgrund des günstigeren Brennstoffes amortisiert sich dieser Unterschied bald. Zudem wird in Deutschland die Installation einer Pelletheizung gefördert. Je nach Bauart kann diese Förderung bis zu 2.900 Euro betragen. Die Holzpelletheizung ist zudem ideal als Ergänzung zur Solaranlage geeignet, wenn diese gerade keine Energie liefert.

Biomasse

Die Energiegewinnung aus Biomasse ist eine Form, die in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat. Egal ob Wärmeenergie, elektrische Energie oder als Kraftstoff für Fahrzeuge, ein großer Teil der benötigten Energie wird über die Biomasse abgedeckt. Das Prinzip ist nicht neu. Die Grundlage für diese Art der Energiegewinnung sind nachwachsende Rohstoffe. Schon seit Menschengedenken nutzt der Mensch Holz als Grundlage der Energiegewinnung. In der jüngeren Vergangenheit sind zahlreiche weitere Pflanzen wie Raps hinzugekommen, die bei der Energiegewinnung aus Biomasse Anwendung finden. Diese werden gewöhnlich nicht als Feststoff wie Holz verwendet, sondern mittel spezieller chemischer Verfahren in Flüssigkeiten oder Gase umgewandelt. Schlussendlich finden sie eine ähnliche Anwendung wie die fossilen Brennstoffe und werden zur Energiegewinnung in herkömmlichen Kesseln, Kraftwerken oder Verbrennungsmotoren verfeuert. Der Vorteil der Energiegewinnung aus Biomasse besteht nicht nur darin, dass es sich dabei um regenerative Rohstoffe handelt, sondern dass sie unter anderem ebenfalls die Emission von Treibhausgasen senken.

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