Regenerative und konventionelle Energie: Diese Kraftwerke versorgen uns mit Strom

Regenerative und konventionelle Energie : Diese Kraftwerke versorgen uns mit Strom

Mit der Energiewende will die Bundesrepublik auf regenerative Energiegewinnung setzen. Die Tage der fossilen Brennstoffe scheinen gezählt. Doch wie wird überhaupt unser Strom erzeugt?

Mit der Energiewende will die Bundesrepublik auf regenerative Energiegewinnung setzen. Die Tage der fossilen Brennstoffe scheinen gezählt. Doch wie wird überhaupt unser Strom erzeugt?

Mit der Energiewende soll eine nachhaltige Energieversorgung für die Bereiche Strom und Wärme realisiert werden. Einen Überblick über verschiedene Kraftwerke verschaffen die deutschen Energie Agentur und das Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Wir stellen die wichtigsten Kraftwerksarten vor, die uns tagtäglich mit Energie versorgen - unterteilt nach erneuerbarer und konventioneller Energiegewinnung - und erklären Vor- und Nachteile der Verfahren.

Erneuerbare Energien

Biomassen-Heizkraftwerk Unter Biomasse versteht man alles, was durch Pflanze, Mensch oder Tier an organischer Substanz erzeugt wurde. Durch die Verbrennung dieser Stoffe entsteht dann Energie. Auch die Verbrennung von holzartiger Biomasse, sogenannten "Pellets" ist eine angewandte Methode in Biomassen-Heizkraftwerken.

Vorteile: Positiv zu vermerken ist die jahres- und wetterunabhängige Verfügbarkeit des Rohstoffes. Landwirtschaftliche Abfälle können zu Biogas umgewandelt werden.

Nachteile: Die Fläche der Anbaupflanzen ist begrenzt und steht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Beim Anbau sowie der Herstellung entstehen Treibhausgase und CO2-Emissionen. Durch den erhöhten Verbrauch von Mais, Weizen und Raps in den Biomassen-Heizkraftwerken sind die Getreidepreise gestiegen. Darunter leiden vor allem Entwicklungsländer.

Geothermie Bislang findet die Energiegewinnung nur durch Geothermie in der oberen Erdkruste statt. In das Gestein werden Leitungen gelegt, durch die anschließend warmes Wasser fließt und in einen Wärmetauscher geleitet wird. Die gewonnene Wärme kann danach in ein Fernwärmenetz eingespeist werden.

Vorteile: Erdwärme lässt sich nahezu endlos und vor allem dauerhaft ausschöpfen. Es gibt keinen Kohlenstoffdioxid-Ausstoß.

Nachteile: Der Bau sowie der Aufwand eines entsprechenden Kraftwerks ist nicht nur mit großen finanziellen Kosten, sondern auch mit einem erheblichen Flächenbedarf verbunden. Nicht in allen Regionen lohnt sich der Bau solcher Kraftwerke, da zu tief gebohrt werden müsste um lukrativ Energie gewinnen zu können.

Nachdem 2011 bekannt wurde, dass in Krefeld ein Geothermie-Kraftwerk gebaut werden soll, ging die Angst vor möglichen Erderschütterungen durch das Erdwärme-Kraftwerk unter der Bevölkerung um. Ziel des Projekts ist es, durch 170 Grad Celsius heißes Wasser in 5000 Metern Tiefe Strom und Wärme zu gewinnen. Aktuell gibt es noch keine Genehmigung für das Kraftwerk, da ein Gutachten aussteht, dass auf mögliche Folgen des "Fracking-Verfahrens" eingehen soll. Fracking ist eine Methode, die das Einspeisen von Flüssigkeiten in die Erdkruste ermöglicht. Dieses Verfahren erhöht die Wirtschaftlichkeit der Produktion. Entscheidend ist hier allerdings die Art der Flüssigkeit. Handelt es sich dabei um chemische Substanzen, ist die Reinheit des Grundwassers gefährdet. Handelt es sich lediglich um eine reine Wasserzufuhr, besteht keine Gefahr.

Photovoltaik Bei dieser Art der Energiegewinnung wird mit Hilfe von Solarzellen Lichtenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig. So findet man sie auf Dächern von Privathäusern, Taschenrechnern, Parkscheinautomaten und speziellen Freiflächen für Photovoltaikanlagen.

Vorteile: Unsere Sonne bietet "saubere" Energie und hilft bei der Verminderung von Kohlenstoffdioxid-Emissionen. Bis zu 25 Jahre Garantie auf Photovoltaikanlagen und geringe Wartungsarbeiten sind ebenfalls überzeugende Argumente. Eine Einspeisevergütung vom Staat gibt es für zu viel produzierten, aber nicht genutzten Strom.

Nachteile: Die Anschaffungskosten sind auch bei dieser regenerativen Energieversorgungsquelle enorm. Hauptursache dafür ist ein Gerät, dass die Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom ermöglicht. Zudem häufen sich die Beschwerden von Verbrauchern und Anwohnern über ein starkes und unangenehmes Blenden, bei ungünstigem Sonnenstand.

Wasserkraft Wasserkraftwerke machen sich die Bewegungsenergie des Wassers zu Eigen. Durch Turbinenräder werden dann Maschinen oder Generatoren angetrieben. Die Kraftwerke arbeiten mit natürlichen sowie auch mit künstlich aufgestauten Wasserströmungen.

Vorteile: Auch bei dieser Energiegewinnung werden keine Schadstoffe freigesetzt. Zudem ist der Wärmeverlust an die Umgebung sehr gering und außerdem der Prozentsatz an gewonnener Energie sehr hoch. Auch Vorteile in finanzieller Sicht bestehen durch Wasserkraftwerke. So sind die ältesten bis zu 100 Jahren alt und müssen nicht ständig erneuert werden. Auch in punkto Kontinuität überzeugt die aus Wasser gewonnene Energie: denn Flüsse fließen immer. Lediglich Wasserstand und somit die Leistungsfähigkeit der Kraftwerke können schwanken.

Nachteile: Durch das Bauen der Kraftwerke werden unzählige Lebensräume von Tieren und der Natur zerstört. Natürliche Fließgewässer werden unterbrochen. Das hat auch Auswirkungen auf den Fischbestand. Eine zusätzlich Gefahr für die Tiere in Flüssen stellen die Turbinenräder dar. Vor allem für kleinere Fische sind die Fischtreppen zur sicheren Wanderung oft kein ausreichender Schutz.

Windkraftenergie Vor allem die Bundesländer Sachsen Anhalt, Brandenburg und Niedersachsen legen ordentlich vor, was die Energiegewinnung durch Windkraft betrifft. Mit Hilfe von Windrädern wird die Energie des Windes in Bewegungsenergie der Rotoren umgewandelt. Dadurch werden dann Generatoren oder Pumpen angetrieben.

Vorteile: In Deutschland bietet sich die Energiegewinnung mit Wind vor allem rund um die Nord- und Ostseeküste an. Die dort vorherrschenden Winde sorgen für eine hohe und effektive Energiegewinnung. Kurz gefasst sind die Vorteile leicht ersichtlich: Wind gibt es rund um die Uhr, er ist kostenlos und reichlich vorhanden. Zudem entstehen keine Schadstoffe bei der Produktion.

Nachteile: Der Wind ist nicht steuerbar, was für die Stromerzeugung bedeutet, dass sie wetterabhängig ist und nicht immer vollends gewährleistet werden kann. Die Beschwerden von Verbrauchern über Schlagschatten, den die Rotoren der Windräder erzeugen, häufen sich. Dieser kann sogar gesundheitsschädigend sein. Experten befürchen zudem, dass in wenigen Jahren ein Problem mit der Entsorgung der Anlagen entstehen wird. Große Mengen an Sondermüll müssen dann regelgerecht beseitigt werden.

Weil es Engpässe bei der Kabelzulieferung gibt, stockt zurzeit zudem die Anbindung der Offshore-Windparks an das Stromnetz. Des Weiteren sollen die Verbraucher die durch dieses Anschlussproblem entstandenen Zusatzkosten mittragen. Die Belastung würde rund 25 Cent zusätzlich pro Kilowattstunde betragen.

Konventionelle Energien

In einem konventionellen Dampfkraftwerk wird Wasser mit Hilfe unterschiedlicher Techniken verdampft. Mit dem entstandenen Wasserdampf wird eine Turbine angetrieben, deren Rotationsenergie in einem Generator in elektrische Energie umgewandelt wird.

Dampfkraftwerke sind eine Oberkategorie für mehrere Kraftwerke wie zum Beispiel Kohle-, Kern-, Erdöl- und Erdgaskraftwerke, denn die Funktionsweise ist immer vergleichbar. Sie unterscheiden sich nur im Brennstoff, der verheizt wird. Jeder dieser Brennstoffe hat aber seine eigenen Vor- und Nachteile.

Atomkraftwerk Im Reaktor eines Atomkraftwerks befinden sich stabförmige Brennelemente, in denen Kernenerergie freigesetzt wird. Durch kontrollierte Kernspaltung und radioaktiven Zerfall wird Wärme erzeugt und ein vorbeifließendes Kühlmittel erhitzt. Mit dem so entstehenden Wasserdampf wird eine Turbine angetrieben, die Strom erzeugt.

Vorteile: Die Atomkraft galt früher als saubere Energieform, da bei der Energiegewinnung im Kraftwerk kaum klimaschädliche Gase freigesetzt werden. Zudem sei sie eine günstige Art der Energiegewinnung.

Nachteile: Da aber nach wie vor keine Lösung für die Endlager-Problematik gefunden wurde, bleibt eine große Menge radioaktiver Müll übrig, der Millionen Jahre lang weiter strahlt. Zudem bleibt der Sicherheitsaspekt: Moderne Kraftwerke, wie sie in Deutschland stehen, sind sichere und stabile Industrieanlagen. Wenn es aber zu einem Störfall kommt, können die Folgen verheerend sein.

Erdgaskraftwerk Moderne Erdgaskraftwerke sind Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke, in denen auf zwei Arten Energie gewonnen wird. Zuerst wird das Gas in der Brennkammer gezündet. Die so erhitzte Luft strömt durch eine Turbine, die Strom erzeugt. Danach wird die Wärme der Brennkammer dafür genutzt, Wasser zu erhitzen und mit dem Wasserdampf eine weitere Turbine anzutreiben, die ebenfalls Strom erzeugt.

Vorteile: Erdgaskraftwerke sind relativ günstig und schnell zu bauen und haben den Vorteil, schnell von null auf 100 hochgefahren werden zu können. Daher werden sie vor allem in Spitzlastzeiten dazu geschaltet, um den Bedarf zu decken. Mit einem Wirkungsgrad von rund 60 Prozent ist die Verbrennung von Erdgas die Effizienteste unter den fossilen Energieträgern und gibt zudem weniger umweltschädliche Gase frei.

Nachteile: Erdgas ist ein teurer Brennstoff, der zudem größtenteils nach Deutschland importiert werden muss. Hier entsteht also eine größere Abhängigkeit von anderen Staaten.

Kohlekraftwerk Im Dampferzeuger wird zerkleinerte Kohle angezündet und durch Hitze Wasser zum Sieden gebracht. Der so entstehende Wasserdampf treibt eine Turbine an, die die mechanische Energie in Stromenenergie umwandelt.

Vorteile: Kohle ist in Deutschland reichlich vorhanden und somit ohne Abhängigkeit von anderen Staaten zu beziehen.

Nachteile: Der Abbau wird aber immer schwieriger und damit teurer. Zudem werden bei der Verbrennung der Kohle große Mengen umweltschädlicher Gase wie CO2 in die Atmosphäre gepustet.

Müllverbrennungsanlage In einer Müllverbrennungsanlage wird in erster Linie Müll verbrannt, um dessen Volumen zu reduzieren. Die freigewordene Hitze wird dafür genutzt, Waasserdampf zu erzeugen um damit eine Turbine anzutreiben. Dadurch wird zusätzlich zur Vernichtung des Mülls Strom generiert. Zudem besteht die Möglichkeit, die freigesetzte Wärme als Fernwärme weiterzuleiten und zum Heizen bereitzustellen.

Vorteile: Die Müllmenge wird verringert und verbraucht weniger Platz auf den Deponien.

Nachteile: Da eine Müllverbrennungsanlage immer Müll braucht, um ausgelastet zu sein, besteht kein Anreiz für die Bürger, Müll zu vermeiden. Dazu kommt, dass bei der Verbrennung giftige Rauchgase entstehen können, die aufwendig gefiltert werden müssen. Dies macht eine solche Anlage zu einem teuren Unterfangen. Die teils giftigen Rückstände der Verbrennung wie Asche und Schlacke müssen ebenfalls entsorgt werden. Sie werden größtenteils unterirdisch eingelagert.

Hier geht es zur Bilderstrecke: Diese Arten der Stromerzeugung gibt es

(anch/sgo/anch/das)