Erneuerbare Energien

Strommix der Schweiz

In der Schweiz haben wir Stand 2020 (Quelle: Kernenergie Schweiz) Erneuerbare Energien 62.4% (Davon Wasserkraft 55.2%) Nicht erneuerbare Stromproduktion 37.6% Mit diesem Strommix ist die Schweiz sehr gut unterwegs. Unser grosse Vorteil ist, dass wir viele Wasserwerke haben. In den letzten Jahren sind aber auch die Anteile von weiteren erneuerbaren Energien gestiegen. Neben Wasserkraft wird vor allem auf Sonne 3.97% und Bioenergie 1.94% gesetzt. Weltweit machen erneuerbare Energien 10% der Stromversorgung aus. Die Schweiz ist hier also ziemlich weit vorne dabei.

Was genau heisst erneuerbare Energie?

Die erneuerbare Energie wird auch regenerative Energie genannt und zwar, weil der Ursprung der Energie nicht verschwendet wird. Auch wenn man die Sonne als Energieursprung verwendet, wird die Sonne nicht verbraucht. Damit sind wir auch gleich bei den verschiedenen Energievarianten. Sonnen- und Windenergie, Wasserkraft, Meeresenergie, Bioenergie, Geothermie Rein theoretisch gehören Pellets, Hackschnitzel und Holzscheite auch zu der regenerativen Energien, da der Rohstoff innerhalb relativ kurzer Zeit nachwächst. Auf diese drei Varianten werde ich aber nicht weiter eingehen.

Wasserkraft

Wasserkraft ist in der Schweiz die wichtigste einheimische Energiequelle. Mit 96% machen die Lauf- und Speicherkraftwerke fast den gesamten Anteil erneuerbarer Stromproduktionen aus. Insgesamt hat die Schweiz 677 Kraftwerke. (Nur die Kraftwerke gezählt, mit einer Leistung von mind. 300 kW) Diese Teilen sich hauptsächlich in Laufwasserkraftwerke und Speicherkraftwerke auf.

Laufwasserkraftwerk vs. Speicherkraftwerk

Ein Laufwasserkraftwerk wird bevorzug in Flüssen mit einer hohen Fliessgeschwindigkeit gebaut. Das Wasser gelangt oben (flussaufwärtsliegende Seite) in das Kraftwerk und fliesst dort durch eine Wasserturbine hindurch und kommt dann wieder raus. Beim Speicherkraftwerk wird das Wasser in Stauseen gesammelt. In der Schweiz gibt es 4.3% Pumpenspeicherkraftwerke dort wird das Wasser mit elektrischen Pumpen angehoben und durch die Anhebung kann das Wasser abfliessen (ähnliches Prinzip, wie wenn man in ein volles Glas Wasser Eiswürfel reinwirft und das Wasser überschwappt) Bei einem ’normalen‘ Speicherkraftwerk, wird der natürliche Fluss des Wassers genutzt. Im Stausee sind Turbinen, die mit dem Durchfluss des Wassers angetrieben werden und Energie erzeugen. Dank dem Stausee kann man die Energieerzeugung steuern. Wasserkraft hat aber auch negative Seiten. Den Wasserkraft kann die ökologische Funktionsfähigkeit der Gewässer beeinträchtigen. Nur noch wenige Fliessgewässer in der Schweiz sind naturbelassen. Das führt dazu, das die heimischen Fisch- und Krebsarten zurück gehen. Oftmals erkennt man nicht naturbelassene Flüsse und Bäche an begradigten Flussufern – dies führt vermehrt zu Überschwemmungen. Es ist also wichtig, dass wir in der Schweiz nicht nur auf Wasserkraft setzten sondern auch die anderen erneuerbaren Energien mit einbeziehen.

Solarenergie

Bei der Solarenergie oder Sonnenenergie gibt es zwei Varianten. Einerseits die Photovoltaik und andererseits die Solarwärme. Bei der Photovoltaik wird die Sonnenstrahlung in Solarzellen direkt in Energie umgewandelt. Während bei den Sonnenkollektoren die Solarenergie zur Produktion von Warmwasser verwendet wird. Die Photovoltaik besteht aus Glas (90%), Verbundfolie, Silizium-Wafer und Metall (Rahmen). Diese Materialien können wieder recycelt werden und somit hat die Photovoltaik eine ziemlich gute Umweltbilanz. Wie funktioniert ein Solarmodul Ein Solarmodul besteht aus mehreren Zellen und diese wandeln Sonnenstrahlen in elektrische Energie (Solarenergie) um. Umso mehr Sonne umso mehr Strom. Damit der Solarstrom genutzt werden kann, wandelt ihn ein Wechselrichter in netzkonformen Strom um. Genauere Erklärungen übersteigen mein Wissen, aber ich finde dieses Video von Physik – simpleclub erklärt es ziemlich einfach und gut.

Windenergie

Windenergie braucht ein Windrad oder Windkraftanlagen, wenn man den Fachbegriff verwenden möchte. Ältere Windräder wurden mit dem Widerstandsprinzip – das ist dasselbe Prinzip wie die kleinen, bunten Windräder, die in manchen Gärten stehen – gebaut. Die sind jedoch nicht besonders effizient und deshalb funktionieren moderne Windräder mit dem Auftriebsprinzip (so fliegen auch Flugzeuge). Wenn sich ein Windrad dreht, wird die mechanische Energie in einem Generator in elektrische Energie umgewandelt. Wen du mehr wissen willst, kannst du hier dieses Video, ebenfalls von Physik – simpleclub, ansehen Nun zur Zusammensetzung eines Windrades. Die Blattlänge (Windradflügel) kann bis zu 85 Meter betragen. Dies allerdings nur bei Offshore-Windräder, dass sind die Windräder im Meer. So ein Blatt wiegt dann ungefähr 25 Tonnen. Die Rotorenblätter bestehen aus Glasfaser verstärktem Kunststoff. In einem Windrad sind bis zu 20 Tonnen Aluminium und 500 Tonnen Stahl verbaut. Diese Dinger sind riesig und enorm schwer – ich finde das faszinierend=) Aber diese Materialien sind nicht ganz ohne. Dazu weiter unten mehr.

Übrige Energievarianten

Die Meeresenergie steckt noch in den Kinderschuhen. Dazu gehören verschiedene Technologien. Gezeitenkraftwerke, Meeresströmungskraftwerke, Meereswärmekraftwerke, Wellenenergie und Wellenkraftwerke. Grundsätzlich funktionieren viele dieser Varianten ähnlich wie ein Wasserkraftwerk. Die Bioenergie ist die Umwandlung von Biomasse zu elektrischer Energie. Biomasse sind organische Abfälle (zB. Haus- und Industriemüll, …), landwirtschaftliche Abfälle (Raps, Mais, …) oder schnellwachsendes Gehölz (Pappel, Weide) Es gibt drei Varianten Biomasse in elektrische Energie umzusetzen. In Biomasseheizkraftwerken wird feste Biomasse (Holz, Getreide, …) verbrannt und daraus entsteht elektrische Energie und Wärme. Die Wärme kann direkt als Wärme genutzt werden. In einem Biomassekraftwerk wird nur Wärme erzeugt. Die in Form von Heisswasser oder Dampf ‚geliefert‘ wird. Die Biogasanlage ist wahrscheinlich die bekannteste Variante. Durch die Vergärung von Biomasse (Gülle, Kompost) entsteht Biogas, das in Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden kann. Geothermie (auch Erdwärme) ist die unter der Erdoberfläche vorhandene Wärmeenergie. Der flüssige Kern der Erde kann eine Temperatur von bis zu 6000C° erreichen. Natürlich können wir diese Wärme nicht nutzen, dass wäre zu tief. Aber es gibt ein ungefähres Bild ab, was genau gemeint ist. Die Erdwärme ist das ganze Jahr und zu allen Tageszeiten vorhanden. Oftmals wird die Erdwärme bei Wohnkomplexen direkt zum heizen verwendet. Sie kann aber auch als elektrische Energie verwendet werden, wofür es dann ein Geothermiekraftwerk benötigt.

Die dunklen Seiten der erneuerbaren Energien

Erneuerbare Energien sind bei der Gewinnung von Energie sauber, aber die Verschmutzung steck im Prozess der Herstellung. Das Problem ist, das die Industrieländer erneuerbare Energien im eigenen Land einsetzten. Es würde aber mehr Sinn machen, Solaranlagen zum Beispiel zuerst in Chile aufzustellen um dort bei der Gewinnung von Kupfer mit grüner Energie anstelle von Kohleenergie zu arbeiten. So wäre die Produktion von zukünftigen erneuerbaren Energievarianten wieder etwas nachhaltiger.

Kupfer und erneuerbare Energien

Was Kupfer mit erneuerbaren Energien zu tun hat? Kupfer ist einerseits ein wichtiger Bestandteil von E-Autos, aber auch um die Energie zu transportieren ist Kupfer unabdingbar. Die Verwendung von Kupfer wird sich in den nächsten Jahren vervielfachen. Es ist zwar kein seltenes Metall, trotzdem bringt sein Abbau grosse Schäden mit sich. Chile ist eines der Länder mit dem grössten Kupfervorkommen. Nur für den Abbau von Kupfer wurden allein in Chile 28 neue Kohlekraftwerke gebaut. Da Chile aber nicht wirklich Kohlevorkommen hat, wird die Kohle aus anderen Ländern importiert. Würde man also in Chile eine Solaranlage bauen, könnte man das Kupfer viel nachhaltiger befördern, auch wenn der Abbau eines Rohstoffes noch andere Probleme mit sich bringt.

Seltene Metalle

Seltene Metalle sind diejenigen, die in der Erdkruste selten vorkommen. Die bekanntesten sind wohl, Gold, Silber, Zinn und Platin. Dann gibt es aber auch die unbekannteren seltenen Metalle wie Cobalt, Llcium und Nickel. Und diese haben besondere Eigenschaften, die für den Betrieb von Windrädern und Sonnenkollektoren benötigt werden. Das bedeutet, in Zukunft sind diese seltenen Metalle unverzichtbar. Und wenn etwas selten heisst, dann ist es definitiv eine endliche Ressource. China besitzt gewaltige Reserven an strategischen Rohstoffen. Deshalb ist China weltweit der führende Produzent der gefragten Metalle. Unter anderem liefert es 2/3 eines Minerals, das für Greentech unternehmen besonders wichtig ist – Grafit. Aber China hat auch ein grosses Vorkommen an Indium, Antimon, Gallium, Wolfram und Germanium. Was ein Grund ist, weshalb China zu einer Weltmacht heranwächst. Leider ist in China Umweltschutz noch nicht so verbreitet wie bei uns und auch betreffend Menschenrechten nehmen Sie es nicht ganz so streng. Die Chinesen nehmen Verluste von Menschenleben in Kauf um für den Westen erneuerbare Energien zu produzieren. Die schlimmsten Umweltschäden verursachen riesige Fabriken, die ihr Abwasser illegall Entsorgen. Entsorgen heisst in diesem Falle in Flüsse oder Böden ablassen. Dies führt zu Wasserverschmutzung und Bodenüberbelastung.

Mein Fazit

Auch wenn die Produktion der erneuerbaren Energien noch nicht optimal abläuft, dürfen wir uns davon nicht abhalten lassen. Wie bereits geschrieben, würde es definitiv mehr Sinn machen, die erneuerbaren Energien zuerst in den Produktionsländern einzusetzen bevor wir sie anwenden. Aber auch wenn wir anfangen und so den Fortschritt finanzieren, gehen wir langsam in eine gute Richtung. Erneuerbare Energien sind neben dem Verkehr und dem Agrarsektor einer der wichtigsten Bestandteile in ein nachhaltigeres Leben. Wenn du also in deiner Wohnung beeinflussen kannst, dass du nachhaltige Energien anstelle von fossilen Energien verwendest, würde ich dir das sofort empfehlen. Noch besser, wenn du sogar deinen Arbeitgeber davon überzeugen kannst. Und wie immer heisst es politisch aktiv werden. Das heisst nicht, dass du auf die Strasse musst, in der Schweiz haben wir den Luxus der Abstimmungen und wir können viel mit unseren Stimmen steuern. Wir müssen es aber auch verwenden;)