WAS IST ALTERNATIVE ENERGIE?

Send

In den letzten Jahren war alternative Energie Gegenstand intensiven Interesses und intensiver Debatten. Dank der Bedrohung durch den Klimawandel und der Tatsache, dass die globalen Durchschnittstemperaturen Jahr für Jahr weiter steigen, hat sich das Bestreben, Energieformen zu finden, die die Abhängigkeit der Menschheit von fossilen Brennstoffen, Kohle und anderen umweltschädlichen Methoden verringern, natürlich verstärkt.

Während die meisten Konzepte für alternative Energien nicht neu sind, ist das Thema erst in den letzten Jahrzehnten dringlich geworden. Und dank Verbesserungen in Technologie und Produktion sind die Kosten für die meisten Formen alternativer Energie gesunken, während die Effizienz gestiegen ist. Aber was ist alternative Energie und wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie zum Mainstream wird?

Definition:

Natürlich gibt es einige Debatten darüber, was „alternative Energie“ bedeutet und worauf sie angewendet werden kann. Einerseits kann sich der Begriff auf Energieformen beziehen, die den CO2-Fußabdruck der Menschheit nicht erhöhen. In dieser Hinsicht kann es Dinge wie Kernkraftwerke, Wasserkraft und sogar Dinge wie Erdgas und „saubere Kohle“ umfassen.

Andererseits wird der Begriff auch verwendet, um sich auf das zu beziehen, was derzeit als nicht traditionelle Energiemethoden angesehen wird - wie Solar, Wind, Geothermie, Biomasse und andere neuere Ergänzungen. Diese Art der Klassifizierung schließt Methoden wie Wasserkraft aus, die es seit über einem Jahrhundert gibt und die daher in bestimmten Regionen der Welt weit verbreitet sind.

Ein weiterer Faktor ist, dass alternative Energiequellen als „sauber“ gelten, was bedeutet, dass sie keine schädlichen Schadstoffe produzieren. Wie bereits erwähnt, kann sich dies auf Kohlendioxid beziehen, aber auch auf andere Emissionen wie Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Stickoxide und andere. Innerhalb dieser Parameter wird Kernenergie nicht als alternative Energiequelle angesehen, da sie radioaktive Abfälle erzeugt, die hochgiftig sind und gelagert werden müssen.

In allen Fällen bezieht sich der Begriff jedoch auf Energieformen, die in den kommenden Jahrzehnten fossile Brennstoffe und Kohle als vorherrschende Form der Energieerzeugung ersetzen werden.

Arten alternativer Energie:

Genau genommen gibt es viele Arten alternativer Energie. Wieder einmal werden Definitionen zu einem Knackpunkt, und der Begriff wurde in der Vergangenheit verwendet, um sich auf jede Methode zu beziehen, die zu dieser Zeit als nicht Mainstream galt. Wenn der Begriff jedoch allgemein auf Alternativen zu Kohle und fossilen Brennstoffen angewendet wird, kann er einige oder alle der folgenden Punkte umfassen:

Wasserkraft: Dies bezieht sich auf Energie, die durch Staudämme erzeugt wird, bei denen fallendes Wasser (d. H. Flüsse oder Kanäle) durch eine Vorrichtung geleitet wird, um Turbinen zu drehen und Elektrizität zu erzeugen.

Atomkraft: Energie, die durch langsame Spaltreaktionen erzeugt wird. Stäbe aus Uran oder anderen radioaktiven Elementen erwärmen Wasser, um Dampf zu erzeugen, der wiederum Turbinen dreht, um Elektrizität zu erzeugen.

Solarenergie: Energie, die direkt von der Sonne genutzt wird, wo Photovoltaikzellen (normalerweise aus Siliziumsubstrat zusammengesetzt und in großen Arrays angeordnet) die Sonnenstrahlen direkt in elektrische Energie umwandeln. In einigen Fällen wird die durch Sonnenschein erzeugte Wärme auch zur Stromerzeugung genutzt, die als solarthermische Energie bezeichnet wird.

Windkraft: Energie, die durch Luftströmung erzeugt wird, wobei große Windkraftanlagen vom Wind gedreht werden, um Elektrizität zu erzeugen.

Geothermie: Energie, die durch Wärme und Dampf erzeugt wird, die durch geologische Aktivität in der Erdkruste erzeugt werden. In den meisten Fällen besteht dies aus Rohren, die über geologisch aktiven Zonen in den Boden verlegt werden, um Dampf durch Turbinen zu leiten und so Strom zu erzeugen.

Gezeitenkraft:Energie, die von Gezeitengurten an Küsten erzeugt wird. Hier bewirkt der tägliche Gezeitenwechsel, dass Wasser durch Turbinen hin und her fließt und Strom erzeugt, der dann an Kraftwerke entlang der Küste übertragen wird.

Biomasse: Dies bezieht sich auf Kraftstoffe, die aus Pflanzen und biologischen Quellen stammen - d. H. Ethanol, Glucose, Algen, Pilze, Bakterien -, die Benzin als Kraftstoffquelle ersetzen könnten.

Wasserstoff: Energie aus Prozessen mit Wasserstoffgas. Dies kann Katalysatoren umfassen, bei denen Wassermoleküle durch Elektrolyse auseinandergebrochen und wieder vereinigt werden; Wasserstoffbrennstoffzellen, bei denen das Gas zum Antrieb von Verbrennungsmotoren oder zum Erhitzen und zum Drehen von Turbinen verwendet wird; oder Kernfusion, bei der Wasserstoffatome unter kontrollierten Bedingungen verschmelzen, um unglaubliche Mengen an Energie freizusetzen.

Alternative und erneuerbare Energie:

In vielen Fällen sind auch alternative Energiequellen erneuerbar. Die Begriffe sind jedoch nicht vollständig austauschbar, da viele Formen alternativer Energie auf einer endlichen Ressource beruhen. Zum Beispiel ist die Kernenergie auf Uran oder andere schwere Elemente angewiesen, die abgebaut werden müssen.

Wind-, Solar-, Gezeiten-, Geothermie- und Wasserkraft sind auf Quellen angewiesen, die vollständig erneuerbar sind. Die Sonnenstrahlen sind die am häufigsten vorkommende Energiequelle von allen und, obwohl sie durch Wetter und Tagesmuster begrenzt sind, mehrjährig - und daher vom Standpunkt der Industrie aus unerschöpflich. Wind ist auch eine Konstante, dank der Erdrotation und Druckänderungen in unserer Atmosphäre.

Entwicklung:

Derzeit steckt alternative Energie noch in den Kinderschuhen. Dieses Bild ändert sich jedoch schnell aufgrund einer Kombination aus politischem Druck, weltweiten ökologischen Katastrophen (Dürre, Hungersnot, Überschwemmungen, Sturmaktivität) und Verbesserungen in der Technologie für erneuerbare Energien.

So wurde der weltweite Energiebedarf ab 2015 noch überwiegend aus Quellen wie Kohle (41,3%) und Erdgas (21,7%) gedeckt. Wasserkraft und Kernenergie machten 16,3% bzw. 10,6% aus, während „erneuerbare Energien“ (d. H. Sonne, Wind, Biomasse usw.) nur 5,7% ausmachten.

Dies war eine signifikante Veränderung gegenüber 2013, als der weltweite Verbrauch von Öl, Kohle und Erdgas 31,1%, 28,9% bzw. 21,4% betrug. Kernkraft und Wasserkraft machten 4,8% und 2,45% aus, während erneuerbare Quellen nur 1,2% ausmachten.

Darüber hinaus hat die Zahl der internationalen Abkommen zur Eindämmung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe und zur Entwicklung alternativer Energiequellen zugenommen. Dazu gehört die 2009 von der Europäischen Union unterzeichnete Richtlinie über erneuerbare Energien, in der für alle Mitgliedstaaten Ziele für die Nutzung erneuerbarer Energien für das Jahr 2020 festgelegt wurden.

Grundsätzlich heißt es in der Vereinbarung, dass die EU bis 2020 mindestens 20% ihres gesamten Energiebedarfs mit erneuerbaren Energien decken und dass bis 2020 mindestens 10% ihrer Kraftstoffe aus erneuerbaren Quellen stammen. Im November 2016 hat die Europäische Kommission diese überarbeitet Ziel ist es, bis 2030 mindestens 27% des Energiebedarfs der EU aus erneuerbaren Energien zu decken.

Im Jahr 2015 trat das Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC) in Paris zusammen, um einen Rahmen für die Reduzierung von Treibhausgasen und die Finanzierung alternativer Energien zu erarbeiten, der bis 2020 in Kraft treten soll. Dies führte zum Pariser Abkommen, das es gab Am 12. Dezember 2015 verabschiedet und am 22. April (Tag der Erde) 2016 im UN-Hauptquartier in New York zur Unterzeichnung freigegeben.

Mehrere Länder und Staaten wurden auch für ihre Führungsrolle auf dem Gebiet der Entwicklung alternativer Energien erwähnt. In Dänemark beispielsweise liefert Windkraft bis zu 140% des Strombedarfs des Landes, wobei der Überschuss an Nachbarländer wie Deutschland und Schweden geliefert wird.

Dank seiner Lage im Nordatlantik und seiner aktiven Vulkane war Island bis 2012 durch eine Kombination aus Wasserkraft und Geothermie zu 100% auf erneuerbare Energien angewiesen. Die deutsche Politik, die Abhängigkeit von Öl und Atomkraft schrittweise einzustellen, führte 2016 dazu, dass das Land am 15. Mai 2016 einen Meilenstein erreichte - fast 100% seines Strombedarfs stammten aus erneuerbaren Quellen.

Der Bundesstaat Kalifornien hat in den letzten Jahren auch beeindruckende Fortschritte in Bezug auf die Abhängigkeit von erneuerbaren Energien erzielt. Im Jahr 2009 stammten 11,6 Prozent des gesamten Stroms im Bundesstaat aus erneuerbaren Quellen wie Wind-, Solar-, Geothermie-, Biomasse- und Kleinwasserkraftwerken. Dank mehrerer Programme, die die Umstellung auf erneuerbare Energiequellen fördern, stieg diese Abhängigkeit bis 2015 auf 25%.

Aufgrund der aktuellen Akzeptanzraten sind die langfristigen Aussichten für alternative Energien äußerst positiv. Laut einem Bericht der Internationalen Energieagentur (IEA) aus dem Jahr 2014 werden Photovoltaik-Solarenergie und Solarthermie bis 2050 27% des weltweiten Bedarfs ausmachen. Damit ist sie die größte Energiequelle. In ähnlicher Weise ergab ein Bericht über Windkraft aus dem Jahr 2013, dass Wind bis 2050 bis zu 18% der weltweiten Nachfrage ausmachen könnte.

Der World Energy Outlook 2016 der IEA besagt außerdem, dass Erdgas, Wind und Sonne bis 2040 Kohle und Öl als vorherrschende Energiequellen in den Schatten stellen werden. Einige sagen sogar, dass fossile Brennstoffe dank der Entwicklungen in der Solar-, Wind- und Fusionskrafttechnologie bis 2050 überholt sein werden.

Wie bei allen Dingen erfolgte die Einführung alternativer Energien schrittweise. Dank des wachsenden Problems des Klimawandels und der weltweit steigenden Nachfrage nach Elektrizität ist die Geschwindigkeit, mit der saubere und alternative Methoden angewendet werden, in den letzten Jahren exponentiell geworden. Irgendwann in diesem Jahrhundert kann die Menschheit den Punkt erreichen, klimaneutral zu werden, und nicht einen Moment zu früh!

Wir haben viele Artikel über alternative Energie für das Space Magazine geschrieben. Was sind die verschiedenen Arten von erneuerbarer Energie? Was ist Solarenergie? Wie funktioniert eine Windkraftanlage? Könnte die Welt mit Solar- und Windkraft betrieben werden? Woher kommt Geothermie? und Kompromisse führen zu einem Abkommen über den Klimawandel.

Wenn Sie weitere Informationen zu alternativer Energie wünschen, lesen Sie die alternativen Energiepflanzen im Weltraum. Und hier ist ein Link zu alternativen Energietechnologien zur Kontrolle des Klimawandels.

Wir haben auch eine Episode von Astronomy Cast rund um den Planeten Erde aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 51: Erde.

Quellen: