Alternative Energien

In Zeiten von Klimaerwärmung und Polschmelze werden regenerative Energien immer wichtiger.
In der aktuellen Diskussion um die Verlängerung der Laufzeiten für deutsche Atomkraftwerke wird dennoch deutlich, dass bisher nur wenige alternative Verfahren ins Bewusstsein der Öffentlichkeit gelangt sind.
Bei der Frage welche Öko-Energieträger bekannt sind, beschränken sich die Antworten meist auf Biomasse, Windkraft und Solarstrom aus Solarzellen. Biomasse liefert zwar konstante Energie, der Bedarf an Biomasse für die Kraftwerke wird aber oft aus Nahrungspflanzen gedeckt, was aktuell zu einer weltweiten Nahrungskrise geführt hat. Windkraft und Solarstrom sind zwar kostengünstig und sehr umweltverträglich, jedoch liefern sie nicht konstant Strom, da Wind und Sonne nicht immer 24 Stunden zur Verfügung stehen.

Sollte Deutschland also wieder in die Atomkraft einsteigen, die Laufzeiten verlängern und vielleicht sogar neue Atomkraftwerke bauen? Es stimmt, Atomkraftwerke stoßen kein klimaschädliches CO2 aus, mit Tschernobyl und dem Problem des Atommülls im Hinterkopf scheint das für Deutschland keine echte Alternative zu sein, außerdem sind bei jetzigem Verbrauch (und es werden immer mehr Atomkraftwerke gebaut) die weltweiten Uranreserven in 90 Jahren verbraucht.

Es gibt aber noch andere Alternativen. Dieser Post stellt einige davon vor:

Effizienz

Die größte, bisher ungenutzte, Ressource ist die Effizienz. Wenn man die Effizienz steigert, könnte man in Deutschland mit vorhandenen Technologien schon heute auf einige Kraftwerke verzichten.
Kraft-Wärme-Kopplung. Ein normales Kraftwerk in Deutschland erzeugt beispielsweise Strom und Wärme. Der Strom kommt beim Verbraucher an, während die Wärme in den Kühltürmen eine hübsche Dampfwolke erzeugt. Wenn man diese Wärme aber über Fernwärme zum Heizen zum Verbraucher weiterleitet, steigert sich die Effizienz des Kraftwerkes um 90%. Insgesamt könnten damit 10-25% des Gesamtenergiebedarfs verringert werden.
Dennoch wird diese Technologie bisher nur vereinzelt genutzt.

Weiteres Einsparpotential birgt eine intelligente Steuerung der Stromnetze. Im Stromverbrauch kommt es immer wieder zu Bedarfsspitzen und eben auch zu Tälern in der Verbrauchskurve. Dann werden jeweils Kraftwerke hinzugeschaltet oder in einen Leerlaufzustand versetzt. Dabei werden trotzdem Energieträger nutzlos verbraucht. Wenn man den Strom einfach intelligenter weiterleiten und verteilen würde, könnten einige Kraftwerke in Zukunft ganz abgeschaltet werden.

Hochtemperatursupraleiter. Eine weitere, noch recht neue Technologie, könnte die Effizienz der Stromnetze selbst verbessern. Bisher geht beim Transport von Elektrizität einiges an Energie verloren. Die Netzwerkbetreiber begegnen dem bisher durch höhere Stromspannungen.
Im April 1986 entdeckten Wissenschaftler in Zürich eine Eigenschaft von Materialien, die den Stromtransport revolutionieren könnte: Bei niedrigen Temperaturen sinkt der Widerstand. Sogenannte Hochtemperatursupraleiter arbeiten mit Temperaturen unter -140 Grad Celsius. Dadurch, dass der Leitungswiderstand praktisch auf Null sinkt, kann man beim Transport von Elektrizität einiges an Strom eingespart werden das sonst nutzlos verloren gehen würde. Der Energieaufwand um die Leitungen zu kühlen bleibt weitaus geringer als der potentielle Verlust.

Unabhängig von anderen effzienzsteigernden Technologien ist mehr Forschungsarbeit in Energiespeichernde Verfahren notwendig. Um Energie zu speichern gibt es inzwischen mehrere Möglichkeiten. Die gängigste ist dabei wohl die Energiespeicherung über Punpspeicherkraftwerke. Diese pumpen Nachts wenn weniger Strom benötigt wird Wasser in einen höheren Speichersee. Wenn Bedarfsspitzen auftreten wird das Wasser wieder abgelassen und treibt auf seinem Weg nach unten Turbinen an die Strom erzeugen. Pumpspeicherkraftwrke haben eine Effizienz von rund 80%. Durch weitere Forschung könnte man die Effizienz weiter steigern und andere, noch effizientere Methoden zur Marktreife bringen.

Energie sparen. Energiesparen fängt beim Verbraucher an. Das klingt zunächst einmal unattraktiv, weil die Anschaffungskosten für energiesparende Geräte höher sind, doch sind diese meist auch haltbarer und sparen bares Geld. Ein Beispiel dafür ist die Energiesparlampe. Zwar ist sie teurer in der Anschaffung, der Kauf rechnet sich dennoch, da sie erstens länger halten und zweitens Strom sparen.
Auch mit einer guten Dämmung kann man die Heizkosten um gut ein Drittel senken.
Moderne Energiesparhäuser sparen zudem noch Energie über Wärmerückgewinnung durch Luftwärmetauscher. Wärmepumpen komprimieren das Abwasser und nutzen es so noch zum Erhitzen des Frischwassers.

Luft

Luft umgibt uns und ermöglicht es uns zu atmen. Luftbewegungen, sprich Winde, dagegen ermöglichen es uns über Windräder unseren Kaffee zu kochen.
Doch wer glaubt, die Möglichkeiten der Energiegewinnung aus Wind erstrecke sich nur auf fest installierte Windkrafträder, der hat sich geirrt.

Der Niederländer und Ex-Astronaut hat, zusammen mit einigen anderen, eine neue Methode zur Energiegewinnung aus Wind entwickelt. "Laddermill" (engl. "Leitermühle") nennt er sein System das die Energieprobleme der Erde lösen soll. Das Konzept: Er lässt einen großen Lenkdrachen in Höhen um die 400 m steigen. Beim Abrollen des Seils wenn der Drache steigt entsteht Strom. Danach wird der Drache von einem Motor wieder eingeholt was zwar acuh Strom verbraucht, aber viel weniger, als zuvor erzeugt worden ist.
Die Höhenwinde sind relativ konstant, sodass diese Technik eigentlich überall auf der Welt eingesetzt werden könnte.

Ein anderes Konzept verfolgt der Australier Bryan Roberts. Er baut eine Mischung aus Helikopter und Drachen. Auf ein Metallgestell kommen Rotoren und Generatoren. Dieses Gefährt soll dann in zehn Kilometer Höhe aufsteigen und dort aus den konstanten Jetstrams Energie erzeugen. Dass sein System funktioniert hat er bereits bewiesen. Seine Erfindung kann sich tatsächlich in der Luft halten und dabei Strom erzeugen. 2010 will er ein 240kw Kraftwerk in Australiens Himmel aufsteigen lassen.



Video von Roberts Kraftwerk


Ein Konzept verfolgt den Ansatz, aus der Drehung Energie zu gewinnen. Dies soll dann auch über Drachen umgesetzt werden. So könnten diese Drachen dann beispielsweise aussehen:


Rotordrachen



Im nächsten Post: Energie aus Wasser