Martin Kaltschmitt

Nutzung der Erdwärme

Die in der Erde gespeicherte Energie stellt ein unvorstellbar groses Energiereservoir dar, das — im Gegensatz beispielsweise zur Solar- und Windenergie — unabhangig von der Tages- und Jahreszeit, unabhangig von den meteorologischen Gegebenheiten und theoretisch auch unabhangig von der geographischen Lage immer zur Verfugung steht.

Solarthermische und photovoltaische Nutzung der Sonnenenergie

Von der Vielzahl der Moglichkeiten, die eingestrahlte Energie der Sonne direkt zu nutzen, werden hier nur die Moglichkeiten und Verfahren diskutiert, die in der Bundesrepublik Deutschland technisch sinnvoll eingesetzt werden konnen. Darunter fallen solarthermische Systeme zur Niedertemperaturwar-megewinnung und photovoltaische Verfahren zur Stromerzeugung. Weitere Moglichkeiten, wie z. B. Parabolrinnen- oder Solarturmkraftwerke, Paraboloid- oder Solarteichanlagen, werden nicht betrachtet, da ein Einsatz dieser Techniken aufgrund der mangelnden (Direkt-)Strahlungsintensitat in Mitteleuropa nicht sinnvoll erscheint. Auch werden passive Systeme, d. h. im wesentlichen bautechnische und architektonische Masnahmen (u. a. transparente Warmedammung), nicht betrachtet, da ein nachtraglicher Umbau des gegenwartigen Gebaudebestandes nur in einem geringen Umfang zu erwarten ist.

Stand und Perspektiven der Windkraftnutzung in Deutschland

Von allen Moglichkeiten, regenerative Energien in Deutschland zu nutzen, war die Stromerzeugung aus Windkraft in den letzten Jahren durch die hochsten Zuwachsraten gekennzeichnet. Vor diesem Hintergrund wird im folgenden zunachst kurz der Stand der Technik der Windenergienutzung dargestellt. Darauf aufbauend werden kennzeichnende Grosen einer Windstromerzeugung (Flachenverbrauch, Materialeinsatz, Energieaufwands- zu Energieertragsverhaltnis, ausgewahlte Stofffreisetzungen) sowie die Kosten analysiert. Anschliesend wird auf die Potentiale eingegangen und die derzeitige Nutzung diskutiert. Schlieslich werden die Perspektiven einer weitergehenden Windkraftnutzung in Deutschland aufgezeigt.

Perspektiven regenerativer Energien in Deutschland aus Sicht der Wissenschaft

In den energiewirtschaftlichen Diskussionen nimmt die Nutzung regenerativer Energien einen breiten Raum ein. Vor diesem Hintergrund zeigen wir den Stand und die Perspektiven er Nutzung regenerativer Energien fur die Energieversorgung Deutschlands auf. Dabei geben wir einen Uberblick uber alle in Deutschland sinnvoll nutzbaren erneuerbaren Energien, stellen ihre technischen Potentiale dar, erortern ihre derzeitige Nutzung und gehen auf die entsprechenden Energiebereitstellungskosten ein. Auch werden ausgewahlte Umwelteffekte diskutiert. Abschliesend erortern wir die Moglichkeiten einer weitergehenden Nutzung dieses regenerativen Energieangebots vor dem Hintergrund der energiewirtschaftlichen Gegebenheiten in Deutschland.

Energetische Nutzung von Reststoffen der Tierhaltung

Unter Sauerstoffabschlus entsteht aus organischer Masse in wassrigem Milieu durch die anaerobe Fermentation ein wasserdampfgesattigtes Mischgas, das sogenannte Biogas. Es ist aufgrund seines Methangehaltes brennbar und damit energetisch nutzbar. Weltweit ist die Bedeutung dieser Moglichkeit zur Energieerzeugung derzeit jedoch gering. Nur in einigen Entwicklungslandern (d. h. insbesondere in Indien und China) hat die Biogaserzeugung eine begrenzte Verbreitung gefunden. Durch die biochemische Umsetzung organischen Materials wird hier insbesondere in landlichen Gebieten im begrenzten Rahmen eine Energieversorgung realisiert. In Europa hat die Biogaserzeugung aus den organischen Reststoffen der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung — mit Ausnahme von Danemark — fast keine Bedeutung; hier sind nur wenige und vornehmlich im Eigenbau errichtete Anlagen im Betrieb (vgl. /8–6, 8–14, 8–15/). Dabei ist die Gewinnung von Biogas grundsatzlich eine vergleichsweise lang bekannte Technologie, die bereits vor mehr als 100 Jahren bei der Abwasserreinigung eingesetzt wurde.

Organische Reststoffe aus Haushalten, Industrie, Gewerbe und kommunalen Einrichtungen

Neben den organischen Reststoffen, die in der Forst- und Landwirtschaft sowie bei der Nutztierhaltung anfallen, entstehen in der Volkswirtschaft weitere organische Abfalle, die prinzipiell energetisch verwertet werden konnen. Ziel dieses Abschnittes ist es, die aus diesen organischen Reststoffen resultierenden Energiepotentiale zu bestimmen und die damit verbundenen Kosten zu analysieren.

Energieträgerproduktion auf pflanzlicher Basis

Neben Sonne, Wind und Wasser ist auch die Biomasse eine erneuerbare Energiequelle. Weltweit gesehen tragt die energetische Nutzung des Aufkommens an organischer Masse zu einem beachtlichen Teil zur Energieversorgung bei; dies gilt im besonderen im landlichen Raum in den Landern der Dritten Welt. Dabei handelt es sich aber strenggenommen nicht um eine Energiebereitstellung auf der Grundlage eines Energiepflanzenanbaus, wie er im folgenden analysiert wird. Der bewuste Anbau von Pflanzen zur Energiegewinnung — bisher im wesentlichen realisiert in den Industrielandern — befindet sich noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium; grostechnisch kommen die verschiedenen Moglichkeiten eines Energiepflanzenanbaus derzeit noch nicht zur Anwendung.

Energetische Nutzung forstwirtschaftlicher Reststoffe

Im Verlauf langer Zeitraume der Menschheitsentwicklung war Holz der wesentliche Energierohstoff. Dies hat sich erst mit der Industrialisierung geandert, als der fossile Energietrager Steinkohle an Bedeutung gewann. Mit der zunehmenden Nutzung von Erdol — als dem heute primar genutzten Energietrager — ging der Anteil des Holzes an der gesamten Energiebereitstellung weiter zuruck. In den Industrielandern spielt dieser Energietrager deshalb in der Energiewirtschaft (fast) keine Rolle mehr; Holz stellt jedoch fur die Bau- und Mobel- sowie die Papier- und Zellstoffindustrie nach wie vor ein wichtiger Rohstoff dar. In den Landern der Dritten Welt ist Holz zudem auch heute noch eine der wesentlichen Energiequellen.