Welche erneuerbaren Energie-Träger sind am zuverlässigsten?

Vor fünf Jahren hat die Plattform Born to Engineer einige beeindruckende Statistiken über die Effizienz erneuerbarer Energiequellen vorgelegt. Sie besagen, dass die fünf effizientesten grünen Energiequellen Wind, Erdwärme, Wasserkraft, Kernkraft und Solarenergie sind. Das wurde vom New Jersey Institute of Technology, errechnet, wobei die jeweils aktuellen Kosten für Kraftstoff, Produktion und die Folgekosten von Umweltschäden als Basis dienten.

Sehen Sie sich diese informative Grafik des NJIT über The Most Efficient Form of Renewable Energy an.

In diesem Blog befassen wir uns mit den verschiedenen Methoden zur Erzeugung grüner Energie und versuchen zu verstehen, welche erneuerbaren Energiequellen im Jahr 2022 am zuverlässigsten und nachhaltigsten sind.

Solarenergie

Solarenergie ist eine der saubersten Energieformen, da sie keinerlei Treibhausgase freisetzt und auch keine schädlichen Nebenprodukte erzeugt. Allerdings ist sie im Vergleich zu herkömmlichen Methoden der Energieerzeugung immer noch relativ teuer.

Solaranlagen können nur dann Strom liefern, wenn sie vollständig der Sonne ausgesetzt sind, wodurch sie nachts und für Regionen, in denen es im Winter längere Zeit dunkel ist, weniger geeignet sind. Solarthermie ist zwar zuverlässiger, aber im Moment noch unwirtschaftlich.

Laut einer Studie des National Renewable Energy Laboratory, sind Solarmodule jedoch äußerst zuverlässig, haben eine lange Lebensdauer und die Ausfallzeiten liegen bei nur 0,05 Prozent. Darüber hinaus erzeugt Solarenergie keine Treibhausgase und trägt so nicht zur Erderwärmung bei, da sie nur die Sonnenenergie einfängt und in Strom (oder Warmwasser) für die Nutzung in unseren Häusern umwandelt. Sie kann aufs Jahr gerechnet den Treibhausgasausstoß eines Hauses um 80% senken.

Windenergie

Die Windkraft ist eine weitere erneuerbare Energieform, die schon seit Jahrhunderten genutzt wird. Tatsächlich wurden Windturbinen erstmals während der Tang-Dynastie (618-907 n. Chr.) in China eingesetzt. Heute ist die Windenergie eine kostengünstige Energiequelle, die sich zunehmender Beliebtheit erfreut.

Da Windturbinen leicht auf See installiert werden können, ist Windkraft oft zuverlässiger als Solarstrom. Allerdings bringt sie nur Ertrag, wenn der Wind mit einer bestimmten Geschwindigkeit weht.

Wie nachhaltig ist die Herstellung von Windkraftanlagen? Die Internationale Agentur für erneuerbare Energien geht davon aus, dass bis 2050 Millionen von Tonnen gebrauchter Turbinenblätter wiederverwendet werden können. Wirtschaftlich rentable Recyclinglösungen sind noch nicht entwickelt. Daher ist die Wiederverwendung, sofern Lebensdauer und Qualität es zulassen, die einzige Möglichkeit.

Windkraftanlagen sind eigentlich zu 80-90 % recycelbar. Doch viele der derzeitigen Rotorblätter aus Verbundwerkstoffen landen im Moment noch auf der Mülldeponie. Um dies zu verhindern, erforscht der Turbinenhersteller VESTAS Recycling-Technologien für Verbundwerkstoffe mit dem Ziel, bis zum Jahr 2040 Windkraftanlagen herzustellen, bei denen keine Abfälle mehr anfallen.

Wasserkraft

Wasserkraftwerke funktionieren in etwa wie ein Kohlekraftwerk. Sie erzeugen Strom, indem sie mit der Kraft des Wassers Turbinen antreiben.

Ähnlich verhält es sich mit dem Dampf, der bei der Verbrennung von Kohle in einem Kohlekraftwerk entsteht und Turbinen in Gang setzt, die dann Elektrizität erzeugen. In Wasserkraftanlagen wird Wasser als Energiequelle genutzt.

Bei der bekanntesten Form der Wasserkraft wird das Wasser in einem großen Staudamm gespeichert. Wenn Energie benötigt wird, wird Wasser aus dem Stausee abgelassen, das dann Turbinen zur Stromerzeugung antreibt.

Die Erzeugung erneuerbaren Stroms aus Wasserkraft ist nicht nur kostengünstig, sondern auch eine der wirtschaftlichsten Energiequellen überhaupt. Außerdem ist die Wasserkraft resistent gegen die willkürlichen Preisschwankungen anderer Energieträger, da sie die sich selbst erneuernde Kraft der Flüsse nutzt.

Geothermie

Geothermische Energie nutzt die in der Erde vorhandene Wärme zur Stromerzeugung. Sie eignet sich besonders für Regionen mit hohen Temperaturen, da der Temperaturunterschied zwischen dem heißen Gestein im Untergrund und der Erdoberfläche elektrischen Strom erzeugt.

Gegenwärtig wird die geothermische Energie noch kaum genutzt. Schätzungen zufolge hat Erdwärme jedoch das Potenzial, bis zu 12 % des weltweiten Bedarfs an Heizung, Kühlung und Strom zu decken.

Welche Hürden müssen wir also überwinden, um die Vorteile dieser praktisch unbegrenzten Energiequelle zu nutzen?

Bei der geothermischen Energieerzeugung können unter der Erdoberfläche gespeicherte Treibhausgase freigesetzt werden. Außerdem müssen die unterirdischen Vorkommen sorgfältig gemanagt werden. Darüber hinaus ist sie mit den höchsten Investitionskosten verbunden.

All dies tritt jedoch im Vergleich zu dem umstrittensten Thema im Zusammenhang mit der Geothermie in den Hintergrund. Hydraulic Fracturing oder Fracking ist eine Methode zur Gewinnung von Erdöl, Erdgas, geothermischer Energie oder Wasser aus dem tiefen Untergrund.

Es herrscht weitgehend Einigkeit darüber, dass die nachhaltige Gewinnung geothermischer Energie auf Standorte beschränkt werden sollte, an denen sie auf natürliche Weise verfügbar ist. Auch wegen der Erdbebengefahr. Eines der aktivsten geothermischen Gebiete der Welt ist der so genannte Ring of Fire, der den Pazifischen Ozean umgibt.

Der Ring of Fire verläuft entlang der Küsten des Pazifischen Ozeans.

Unserer Erfahrung nach…

Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen kommt der Umwelt unmittelbar zugute. Sie vermindern unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, die zur globalen Erwärmung und Luftverschmutzung beitragen. Allerdings sind sie wetterabhängig und ihre Energie ist schwieriger zu speichern.

Gegenwärtig ist Windenergie die effizienteste Methode der nachhaltigen Energieerzeugung. Sie ist sogar mehr als doppelt so effizient wie die Nummer zwei der Rangliste, die Erdwärme.

Aber auch bei der Windenergie gibt es einige Schwierigkeiten und Nachteile. Einige technische Fragen müssen geklärt werden, bevor die Herstellung von Windturbinen als wirklich nachhaltig angesehen werden kann.