"Alternative" Energien

Die Sonne liefert eigentlich um ein vielfaches mehr Energie, als die gesamte Menschheit benötigt. Der Energiefluss der Sonne verteilt sich allerdings auf der Erde relativ gleichmäßig auf der gesamten Erdoberfläche von über 510 Mio. Quadratkilometern, Meere mit eingerechnet. Die Herausforderung besteht darin, die Energie nutzbar zu machen und in Wärme, elektrische oder mechanische Energie umzuwandeln. Die einfachste Form der Sonnenenergienutzung besteht in der Nutzung nachwachsender Rohstoffe, in Form von Pflanzen. Diese Form der Energienutzung erfordert kaum einen nennenswerten Invest und sie hat bereits heute gegenüber dem Rohölpreis einen signifikanten Vorteil in den Kosten. Der Nachteil besteht in dem enormen Flächen- und Wasserbedarf und der daraus resultierenden Konkurrenz zur Nahrunsmittelproduktion oder zum Erhalt wertvoller Urwaldbestände.

Demgegenüber hat die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in Strom oder Wärme einen erheblichen Vorteil in der Flächeneffizienz, in der Unabhängigkeit von fruchtbaren Böden und insbesondere in dem nicht vorhandenen Wasserbedarf. Somit würde ein relativ bescheidener Teil der Wüsten der Erde theoretisch ausreichen, um die gesamte Weltbevölkerung mit Energie zu versorgen. Die Herausforderung liegt in den enormen dafür erforderlichen Investitionssummen und in der dafür erforderlichen Infrastruktur, um die Energie von den Solarkraftwerken zu den Ballungszentren mit ihrem Energiehunger zu transportieren. Es erscheind derzeit aufgrund der hohen erforderlichen Investitionen und wegen der erforderlichen Produktion von Solarkraftwerken als eher unwahrscheinlich, dass in wenigen Jahrzehnten der Großteil alleine des elektrischen Energiebedarfs auf diesem Wege substituiert werden kann. Im ungünstigen Fall gleicht der zuwachs an Solarstromproduktion gerade den Zuwachs des wachsenden Energiehungers der Erde aus, ohne dass somit ein Einspareffekt für andere Energieformen einträte.

Inzwischen erscheint generelle Wirtschaftlichkeit der Solarstromproduktion in großem Maße gegeben zu sein oder in Reichweite zu gelangen. Bei der Windkraft ist sie ohnehin bereits gegeben. Ohne massive Anstrengungen zur Energieeinsparung ist dennoch ine Verringerung der Umweltbelastung, und auch Unabhängigkeit von fossielen Energien mittelfristig schwer möglich.

Im Vergleich zu den fossilen Energien, die sich nun wenige Jahrzehnte fast ohne jeden Aufwand fördern ließen, ist der Aufwand zur Nutzung der solaren Energien dennoch merklich höher. In den letzten wenigen Jahrzehnten war der Energiepreis so völlig unrealistisch niedrig, dass regenerative Energien auf dem Energiemarkt eher ein Schattendasein führten. Bis zur Entdeckung der Kohle und auch noch lange in das 20. Jahrhundert hinein waren regenerative Energien, genauer gesagt nachwachsende Rohstoffe und in kleinem Maße Wasser- und Windkraft fast die einzige wirtschaftlich bedeutende Energiequelle. Die unnatürlich niedrigen Preise für Erdöl, Gas und Kohle führten jedoch nicht nur zur nahezu völligen Verdrängung regenerativer Energien vom Energiemarkt, sondern sie gewöhnten Verbraucher und Industrie auch ein eine Grenzenlosigkeit in der Verschwendung von Energie. Vor dem Erdölzeitalter stand die Technik für hocheffiziente Energienutzung noch nicht in dem Maße zur Verfügung, so daß das begrenzte Angebot an Energie zu einem deutlich niedrigerem Niveau an Komfort geführt hatte - Insbesondere die Wohnqualität im Winter war gegenüber den heutigen Möglichkeiten deutlich eingeschränkt. Die damals verfügbaren Energiequellen und -Mengen könnten bei heutigen Technologien für einen vergleichsweise hohen Lebensstandard ausreichen.

Die Zeiten völlig schrankenloser Versorgung mit fossilen Energien gehen in diesen Jahrzehnten mit dem langsamen Versiegen der Erdölquellen und dem bald anschließenden Nachlassen der Gasquellen zu Ende. Nicht nur aus ökologischen, sondern auch aus rein wirtschaftlichen Gründen erleben wir bereits heute eine Zunahme der Nutzung regenerativer Energien und dieser Trend wird in naher Zukunft rapide an Bedeutung gewinnen.

Heute kann durch verstärkte Nutzung regenerativer Energien vermutlich kaum noch der Verbrauch von Erdöl und Erdgas vermindert werden. Beide Rohstoffe werden momentan nahe dem Maximum der Förderbarkeit gefördert. Mehr kann aus technischen bzw. geologischen Gründen nicht mehr gefördert werden, weil der Großteil der leicht förderbaren Ressourcen bereits erschöpft sind. Die Nachfrage ist bereits heute größer, als das Anebot und die Kluft wächst schneller, als die Verwendung regenerativer Energien alleine gesteigert werden könnte. Nur gleichzeitige Bemühungen um Energieeinsparung und um Ersatz der Energien könnten die Nachfrage nach Erdöl und Erdgas unter das Förderniveau drücken und somit überhaupt zu einer Reduktion der CO2-Emissionen führen. Ohne massive Energieeinsparungen reduzieren regenerative Energien die entstehende Kluft nur ein wenig und stabilisieren den Energiepreis. Alternative Energien, genauer gesagt Nachwachsende Rohstoffe wie beispielsweise Pflanzenöl stehen jedoch aufgrund des wirtschaftlichen Gefälles von erster zu dritter Welt zu so niedrigen Preisen zur Verfügung, dass in der ersten Welt kurzfristig sogar eine weitere Steigerung des gesamten Energiekonsums möglich erscheint. Die Folgen für die Welt sind nicht sehr angenehm. Der unwiederbringliche Eintrag von CO2 in die Atmosphäre steigt weiter bis zum restlosen Verbrauch der leicht förderbaren fossilen Energien. Die rücksichtslose Verbreitung von Energiepflanzen in Drittweltländern steht als Szenario am Horizont, vor dem Hintergrund einer weiterhin - wenn auch langsamer - wachsenden Weltbevölkerung und dem damit verbundenen Bedarf an Nahrungsmitteln und Trinkwasser.

Aber können nachwachsende Rohstoffe überhaupt den weltweiten Bedarf an Energie decken? Da Solarstrom bislang nicht so schnell in solchen Mengen produziert und transportiert werden kann, wie unser Energiehunger sogar noch zunimmt, müssen nachwachende Rohstoffe vermutlich in Zukunft die Hauptlast der regenerativen Energieversorgung leisten, weil sie bereits heute bei weitem billiger sind, als Rohöl.
Rein theoretisch könnte der heutige weltweite Energiebedarf gedeckt werden, wenn auf allen Agrarflächen der Welt extrem schnellwachsende Energiepflanzen gepflanzt würden. Der Bedarf an Düngern und Pflanzenschutzmitteln ist dabei ebensowenig berücksichtigt, wie die Frage, ob diese Pflanzen auf allen Flächen gedeihen und ob die Menschen die Agrarflächen noch zur Nahrungsmittelproduktion benötigen. Der unmittelbar bevorstehende rapide Zuwachs der Produktion nachwachsender Rohstoffe gefährdet somit die Versorgung ärmerer Bevölkerungsgruppen mit Nahrungsmitteln und sauberem Trinkwasser.Dann gibt es noch Szenarien, die die reichhaltigen Waldflächen in Betracht ziehen und zu dem Schluss kommen, der Energiebedarf sei ohne weiteres zu decken. Doch wenn wir bedenken, dass wir unsere Böden in hundert Jahren nicht ausgezehrt haben sollten und dass uns nach dem Ende des billigen Öls Mineraldünger nicht mehr in gleicher Weise zur Verfügung steht, dann scheint eine Deckung des globalen maßlosen Energiebedarfs von Heute geschweige denn, eines noch größeren prognostizierten Energiebedarfes nahezu unmöglich. Die ökologischen Folgen wären vielleicht sogar gravierender, als die bisherige Verschwendung von Erdöl.

Die Bedrohlichkeit der Energie-Versorgungslage verliert jedoch ihre scheinbare Aussichtslosigkeit, sobald mit entsprechender Ernsthaftigkeit die Energie-Einsparpotentiale in allen Branchen und Sparten grundlegend erforscht werden. Wir können ohne große Verrenkungen und in ein bis zwei Jahrzehnten 50% bis 75% der Energie einsparen, wenn wir nur die naheliegenden Potentiale ausschöpfen würden. Dann würde einerseits das Öl und das Gas noch einmal eine ganze Weile reichen. Einen derart minimiertem Energieverbrauch könnten wir möglicherweise auch durch Solarenergie und Bio-Masse-Abfälle abdecken.

Nachwachsende Rohstoffe können prinzipiell auch auf Brachflächen angebaut werden und sogar bei der Zurückdrängung von Wüsten wie der Sahara helfen (Purgiernuss) oder in Europa biologisch angebaut werden, wo sonst Überproduktion vernichtet wird. Aber auch hier sind nicht alle Probleme leicht zu lösen. Die Purgiernuss ist giftig und schwer zu ernten. Die Bewässerung jeglicher Pflanzen in Trockenen Gebieten verschärft die ohnehin rasch zunehmende weltweite Wassernot, die bereits heute überwiegend durch Landwirtschaft verursacht wird.
Daneben sind einige Arten der Biomassenutzung erkennbar, für die ohnehin vorhandene Reststoffe oder Abfälle genutzt werden können, sodaß kaum negative Auswirkungen zu befürchten sind.

Regenerative Energien werden in jedem Falle massiv kommen. Die Einsparung von Energie braucht vorläufig noch ein wenig Anschub und sei es nur ein mentaler Anschub, in dem die Möglichkeiten stärker im Bewusstsein verankert werden. Aber vorerst sollen die regenerativen Energien noch etwas beleuchtet werden.

Wasserstoff

Wasserstoff konnte bis heute nicht die in ihn gesetzten Erwartungen erfüllen und immer mehr Umweltverbände gehen vorsichtig auf Distanz zu Wasserstoff als Hoffnungsträger. Wasserstoff, der lediglich ein Energieträger ist und keine Energiequelle, ist in der Handhabung relativ problematisch, Als tatsächliche Energiequelle dient bis heute überwiegend Erdgas, welches durch direkte Verbrennung besser genutzt werden kann.

Optimierte Zuteilung der Anwendung von Energieformen nach Nutzbarkeit

Ein bislang zu wenig beachteter Aspekt zukünftiger Energienutzung ist die optimierte Zuteilung bestimmter Energieformen und -quellen je nach Anwendungsgebiet:

• So sollten feste Brennstoffe vornehmlich bei stationären Anwendungen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise zum Heizen oder zur Stromerzeugung, wobei grundsätzlich bei Stromerzeugung auch die Wärmeenergie genutzt werden sollte ("Kraft-Wärme-Kopplung" bzw. "Heizkraftwerke" oder "Blockheizkraftwerke").

 
• Auch gasförmige Brennstoffe sollten primär stationären Anwendungen vorbehalten sein. Allerdings können hier auch Motoren, Turbinen oder industrielle Prozesse profitieren.

 
• Flüssige Brennstoffe sollten keinesfalls mehr in stationären Anwendungen verheizt werden, weil sie für mobile Anwendungen nachwievor die größten Vorteile bieten. Dies gilt für Erdölbasierte Treibstoffe in gleicher Weise, wie auch für flüssige Treibstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen.

 
• Strom, regenerativ hergestellt oder konventionell, ist eine deutlich höherwertige Energieform, ähnlich wie mechanische Energie. Im Gegensatz zu Brennstoffen lässt sich Strom mit hohen Wirkungsgraden in mechanische Energie umwandeln und umgekehrt, solange keine Zwischenspeicher vorkommen. Daher sollte Strom bevorzugt direkt ins Netz eingespeist werden und nicht verlustbehaftet komplexen weiteren Nutzungsketten unterworfen werden. Zur Raumheizung darf Strom auf keinen Fall verwendet werden, da hierbei der tatsächliche Energiebedarf verdreifacht wird. Auch andere Heizanwendungen wie beim Kochen, in der Waschmaschine, etc., sollten umgehend durch direkte Nutzung von Brennstoffen oder im Falle der Wassererwärmung natürlich viel besser durch Solarthermie ersetzt werden. wirtschaftliche technische Lösungen existieren.

Theoretisch könnte ein vollständiger Ersatz des heutigen Energiebedarfes durch regenerative Energien möglich sein. Ohne massive Verbrauchsreduktionen dürften wir dafür in wirtschaftlicher, ökologischer und sozialer Hinsicht weltweit einen hohen Preis zahlen.

• Nachwachsende Rohstoffe
• Sonnenenergie
• Wasserstoff