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Erneuerbare Energiequellen Was heißt "erneuerbare Energie"? Um das Potenzial auszuschöpfen, muss man nicht nur Strom aus erneuerbaren Energie machen. Mindestens genauso wichtig ist der Wärmemarkt. (vergrößern) Erneuerbare oder auch regenerative Energien heißen alle Primärenergien, die - in menschlichen Dimensionen gesehen - unerschöpflich sind. Alle erneuerbaren Energien gehen auf drei grundlegende Quellen zurück: Erstens die auf der Gravitationskraft beruhende Planetenbewegung, durch die Gezeitenkraftwerke möglich sind. Zweitens die Erdwärme, mit der ein geothermisches Kraftwerk oder Heizwerk betrieben werden kann. Alle übrigen erneuerbaren Energien gehen auf die dritte - wichtigste - Quelle zurück, die Strahlungsenergie der Sonne, die letztlich auf Kernfusion im Sonneninneren beruht: Die Strahlungsenergie kann direkt in einer Solarzelle in Strom oder in einem thermischen Kollektor in Wärme umgewandelt werden. Die Strahlung der Sonne ist auch die Grundlage der Photosynthese und ermöglicht so das Wachstum der Pflanzen und damit die Nutzung von Biomasse (oder besser: von Bioenergieträgern). Außerdem lässt sich die Erwärmung der Atmosphäre und Oberfläche der Erde nutzen, beispielsweise mit einem Meereswärmekraftwerk oder einer Wärmepumpe. Auf dieser Quelle beruhen auch Verdunstung und Niederschlag und damit das Wasserkraftwerk. Die Erwärmung erzeugt außerdem Wind, der direkt in Windkraftanlagen oder indirekt in Wellenkraftwerken genutzt werden kann. Welche Zukunft haben erneuerbare Energiequellen? Nordrhein-Westfalen fördert seit 1987 ernerbare Energiequellen im REN- Programm und überbrückte damit manche Durststrecke, wenn Bundesmittel nur spärlich flossen. Dadurch ist neue Energietechnik ein wichtiger Wirtschaftszweig geworden. Für eine zukunftsfähige Energieversorgung engagieren sich auch die Landesinititative Zukunftsenergien und die Energieagentur. Die Bundesregierung hat im Jahr 2000 wesentliche Weichen zum Ausbau erneuerbarer Energiequellen gestellt, insbesondere ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz zu nennen. Damit erscheint das 1997 von der EU und 2000 von der Bundesregierung formulierte Ziel, eine Verdopplung bis 2010, durchaus wieder erreichbar, zumal aus den Ländern weitere Fördermittel kommen. In einer Studie für das Bundesumweltministerium hat eine Reihe namhafter Institute das technische Potenzial erneuerbarer Energiequellen abgeschätzt. Insgesamt könnten so 60 Prozent des heutigen Primärenergieaufkommens gedeckt werden. Allerdings sind momentan erst knapp zwei Prozent dieses Potenzials ausgeschöpft. Die verschiedenen Energieträger kommen verschieden schnell zum Zuge: Am weitesten entwickelt ist die bereits weitgehend ausgebaute traditionelle Wasserkraft. Geradezu stürmisch hat sich die Windkraft entwickelt. Ein erhebliches Potezial haben auch Sonnenkollektoren zur Wärmeerzeugung und Biomasse- beziehungsweise Biogasanlagen. Erdwärme und Solarstrom wird bisher kaum genutzt. Doch auch hier ist ein erster Schritt getan: In Werne- Fürstenhof steht Europas größte Erdwärme-Solarsiedlung. Wie funktioniert die Früchtetee-Solarzelle? Die selbstgebaute Solarzelle (Farbstoffzelle) Titandioxid (Hauptbestandteil von weißer Wandfarbe) auf ein leitfähig beschichtetes Glas auftragen verstreichen und mit einem Spiritusbrenner einbrennen Glasplättchen in Früchtetee tauchen Gegenelektrode mit Graphit aktivieren Gegenelektrode und Früchteteeplättchen zusammenklemmen Jodlösung einziehen lassen Zwei Krokodilklemmen als Anschluss anklemmen Solarzellen in Serie schalten und Taschenrechner betreiben Alle Bestandteile für die Früchteteezelle lassen sich auch als Bausatz beziehen unter: www.solarcentury.nl. Der Farbstoff aus dem Früchtetee absorbiert das auftreffende Licht und gibt die aufgenommene Energie in Form von Elektronen wieder ab. Die wandern über den Halbleiter Titandioxid zur leitfähigen Beschichtung und versorgen den Taschenrechner mit Strom. Nach diesem Prinzip aufgebaute Solarzellen sind nicht bloß Spielerei. Am Institut für angewandte Photovoltaik in Gelsenkirchen wird intensiv daran geforscht. Dort hofft man, mit dieser Technik eine besonders kostengünstige Alternative zu den bisherigen auf Basis von Silizium gefertigten Zellen zu entwickeln. Nähere Informationen zur Photovoltaik finden sich auf den ausführlichen und sehr informativen Internetseiten des Hahn-Meitner-Instituts Berlin. Wie teuer ist Solarstrom? Einfache Solaranlagen zum Beispiel zur Stromversorgung einer Gartenlaube gibt es bereits für einige hundert Mark. Eine Photovoltaikanlage, die in Deutschland den Strombedarf eines Zweipersonenhaushalts deckt (das sind rund 1.800 Kilowattstunden), kostete im Januar 2001 etwa 40.000 Mark (die Preise steigen aufgrund der großen Nachfrage derzeit deutlich an). Eine solche Anlage hat eine Spitzenleistung von 2,5 Kilowatt (abgekürzt: kWp) und braucht knapp 30 Quadratmeter Dachfläche. Mit dieser Angabe lassen sich unterschiedliche Anlagen miteinander vergleichen, unabhängig davon, wo sie betrieben werden. Eine mittelgroße Anlage kostet also derzeit 16.000 Mark pro kWp, kleinere Anlagen sind teurer. Für kommerziell betriebene Großanlagen sinkt der Preis auf 10.000 Mark pro kWp. Ein Solarmodul mit einer Leistung von einem kWp erzeugt in Deutschland durchschnittlich 700 bis 800 Kilowattstunden Strom pro Jahr; in sonnenreichen Gegenden, wie dem Freiburger Raum, noch mehr. Da es sich bei der Solarzellenproduktion noch um einen jungen Industriezweig handelt, sind auf lange Sicht wesentlich niedrigere Preise zu erwarten. Marktstudien sagen eine Preissenkung von 50 bis 75 Prozent innerhalb der nächsten 20 Jahre voraus. Was kostet Strom und Wärme? Die Zahlen sind das Ergebnis einer Vollkostenrechnung, schließen also Verzinsung des Kapitals, Abschreibung, Wartung etc. ein.(Quelle: Jahrbuch Erneuerbare Energien 2000 u.a.)   Kosten für 1 kWh Strom (Pf) Kosten für 1 kWh Wärme (Pf) Kohle, Öl, Gas 6 bis 10   Wasserkraft 11 bis 37   Wind 14 bis 19   Solarwärme   20 bis 50 Photovoltaik 100 bis 150   Solarthermische Stromerzeugung 10 bis 22   Biomasse 13 bis 36 3 bis 23 Geothermisches Heizwerk   5 bis 29 Wärmepumpe   33 bis 39 Ölheizung / Gas-Brennwertkessel   8 bis 28 Müsste man Solarstrom nicht in der Wüste produzieren? Zweifellos gibt es in Wüstenregionen eine höhere Sonneneinstrahlung und damit eine bessere Ausbeute. Ganz besonders in Regionen mit schwacher Infrastruktur, die kein Stromnetz besitzen, ist Photovoltaik der beste Weg, um Siedlungen und Gehöften eine Grundversorgung mit Strom zu ermöglichen. In einer solchen Insellage sind Solarzellen schon heute rentabel. Bei Solarzellen beträgt die sogenannte Rücklaufzeit drei bis fünf Jahre. In dieser Frist haben die Zellen den für ihre Produktion nötigen Strom wieder produziert. Ein Export von Solarenergie nach Nordamerika und Europa (beispielsweise mit Wasserstoff als Speichermedium) ist dagegen auf absehbare Zeit nicht wirtschaftlich. Erst wenn in den Industrienationen sämtliche südlich ausgerichteten Dächer genutzt sind, wird Solarstrom als Exportprodukt der südlichen Länder relevant werden - niedrigere Preise und eine entwickelte Speichertechnologie vorausgesetzt. Für sonnenreiche Länder gibt es jedoch bereits eine Alternative zur Photovoltaik: die solarthermische Stromerzeugung aus Sonnenenergie. Dabei wird gebündeltes Sonnenlicht zur Dampferzeugung genutzt. Wie in einem klassischen Wärmekraftwerk erzeugt eine Kombination aus Turbine und Generator daraus Strom - zu Preisen, die mit 10 bis 22 Pfennig pro Kilowattstunde weit unter denen photovoltaischer Stromerzeugung liegen sollen. Wie und wo nutzt man die Windenergie? Aus den Selbstbaugeräten der ersten Generation sind High-Tech-Kraftwerke geworden. Windenergie gilt als die "Dynamische" unter den erneuerbaren Energiequellen. Sie hat sich in jeder Hinsicht in den vergangenen zehn Jahren stürmisch entwickelt und alle Prognosen übertroffen. 1990 wurden gerade einmal 40 Gigawattstunden Windstrom produziert. Die zu Jahresbeginn 2001 installierten 9.375 Windräder dürften bis zum Jahresende rund 11.500 Gigawattstunden ins Netz eingespeist haben. Die derzeit größten lieferbaren Windräder haben eine Leistung von 2,5 MW und können je nach Standort 1000 bis 2000 Haushalte mit Strom versorgen. Zur Zeit werden besonders viele Windräder im Binnenland installiert, weil die windreichen Küsten- Standorte weitgehend besetzt sind. Ein enormes Potenzial verspricht jedoch die Offshore-Nutzung, das heißt: Windräder auf hoher See. Hier weht der Wind 50 bis 100 Prozent kräftiger als an Land. Schon 2004/2005 sollen die ersten Offshore-Windparks ans Netz gehen. Wie umweltverträglich ist die Windenergie? Moderne Windturbinen erzeugen binnen 3 bis 4 Monaten (Küste) beziehungsweise 6 bis 7 Monaten (Binnenland) soviel Energie, wie zu ihrer Herstellung aufgewendet wurde. Beim Umströmen des Rotorblattes entsteht Schall. Aus den Problemen in der Anfangszeit haben Hersteller, Betreiber und Behörden gelernt. Sehr genau wird jetzt darauf geachtet, dass die Schallemissionen insbesondere die Nachtruhe nicht stören. Die Geräusche haben auch einen positiven Effekt: Vögel werden gewarnt. Das Risiko von Vogelschlag ist niedriger als zum Beispiel bei Hochspannungsmasten. Trotz anfänglicher Bedenken gelingt es den Betreibern meist, auch die Anlieger von der Windenergie zu überzeugen. Oft werden als Argument gegen die Windenergie auch "sekundäre Störungen" durch den Rotor genannt, also Reflexionen oder Schattenwurf. Befürchtungen sind meist unbegündet, denn man kann im voraus sehr genau ausrechnen, wie oft es zu einer Beeinträchtigung der Nachbarn eines Windrades kommt. Etwa 15 Stunden pro Jahr gelten als hinnehmbar. Treten Schlagschatten häufiger auf, müßte das Windrad bei entsprechendem Sonnenstand stillgelegt werden. Welche Chancen hat die Biomasse? Biomasse ist enorm vielseitig; die wichtigsten Energieträger sind: Klärgas, Biogas (aus Gülle, Mist, Reststoffen aus der Lebensmittelindustrie oder organischen Haushaltsabfällen), Holzhackschnitzel und Holzpellets aus Waldrestholz oder Holzresten aus der Industrie sowie Stroh. Aufgrund des Erneuerbare-Energien-Gesetzes und einer zusätzlichen Förderung haben Bio-Kraftwerke in Deutschland gute Marktchancen. Experten sagen, jetzt komme die "Dekade der Bioenergie". Wärme aus Biomasse-Heizwerken oder modernen Zentralheizungen für Holzhackschnitzel wird durch die Ökosteuer auf Öl und Gas wettbewerbsfähig. Ein Großteil der verwendbaren Bio-Rohstoffe sind Abfälle. Schon in den nächsten Jahren werden sich bei einem modernen Biomasse-Kraftwerk die Stromeereugungskosten bei etwa 10 Pfennig pro Kilowattstunde einpendeln. Derzeit wird in Deutschland etwa ein halbes Prozent der Primärenergie mit Biomasse erzeugt. In den nächsten 20 Jahren könnte sich die Nutzung der Biomasse verzehnfachen, und das praktisch ohne Fördermittel. In dieser Abschätzung ist - abgesehen von Raps für Biodiesel - noch nicht einmal der zusätzliche Anbau von "Energiepflanzen" berücksichtigt. Wie eine Untersuchung der Landesanstalt für Pflanzenbau in Forchheim zeigt, sind Energiepflanzen (v.a. Getreidestroh, Hanfstroh und Miscanthus) konkurrenzfähig zu Heizöl, sobald dessen Preis 50 bis 60 Pfennig übersteigt. Vorreiter bei der Biomasse sind Schweden und Österreich, die schon heute über zehn Prozent ihres Energiebedarfs auf diese Weise decken. Welche "Regenerativen" kann ich zuhause nutzen? Die wichtigste regenerative Energiequelle im Haus ist das Einsparpotenzial an Energie. Das betrifft den Wärmeschutz, aber auch die sparsame Nutzung von Strom (möglichst nur für spezifische Anwendungen wie Licht, Kälte, Motore und Information) . Bei einem Schrägdach mit Ausrichtung nach Süden bietet es sich an, die Strahlungsenergie der Sonne gezielt zu nutzen. Erste Möglichkeit: ein Kollektor zur Warmwasserbereitung. Ganz besonders gefördert wird derzeit die zweite Möglichkeit, die Sonne zu nutzen: die Erzeugung von Solarstrom. Im Rahmen des 100.000-Dächer-Programms gewährt die Kreditanstalt für Wiederaufbau für Photovoltaik einen Förderkredit in Höhe von 13.500 Mark je kWp Leistung der Anlage (der jährliche Zinssatz beträgt derzeit 1,9 Prozent). Wer einen Antrag stellt, muss wegen der großen Nachfrage momentan allerdings mit Wartezeiten rechnen. Eine zusätzliche Förderung ist direkt an den Ertrag der Anlage gekoppelt: Für jede Kilowattstunde Strom, die die Anlage produziert, gibt es 99 Pfennig als Einspeisevergütung über einen Zeitraum von 20 Jahren. In einigen Bundesländern gibt es darüber hinaus noch zusätzliche Fördermittel, zum Beispiel durch das REN-Programm in Nordrhein-Westfalen, die allerdings meist an spezielle Bedingungen geknüpft sind. Wer beim Wärmeschutz oder erneuerbarer Energie aktiv werden will, sollte sich vorher unbedingt gründlich über Fördermöglichkeiten beraten lassen. Reinhart Brüning und Martin Dreifert

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	2001 Westdeutscher Rundfunk	Sendedatum: 30.1.2001