Значение слова "ERNEUERBARE ENERGIEN: AUFBRUCH INS SOLARE ZEITALTER" найдено в 1 источнике

ERNEUERBARE ENERGIEN: AUFBRUCH INS SOLARE ZEITALTER

найдено в "Universal-Lexicon"

erneuerbare Energien: Aufbruch ins solare Zeitalter
 
Es gibt kaum einen Vorgang, der nicht mit Energie zu tun hat, sowohl in der Natur als auch beim Menschen. Dabei geht es immer um Energiewandlung, um die Umwandlung von einer Energieform in die andere: Die Pflanze wandelt Lichtenergie der Sonne in chemische Energie der Biomasse um. Des Menschen Gedankenarbeit geht mit chemoelektrischer Energieumwandlung einher. Der Automobilmotor nutzt die chemische Energie des Benzins und macht daraus die rotatorische Energie der Kurbelwelle. Industrieanlagen, Häuser, Städte, ja ganze Volkswirtschaften und die Weltwirtschaft sind letztlich Energiewandler. Jeder dieser Energiewandler kann seinerseits als ein Glied einer Energiewandlungskette betrachtet werden.
 
Am Ende einer solchen Energiewandlungskette steht stets eine Energiedienstleistung wie Licht, Raumtemperierung oder eine Kommunikationsdienstleistung, um derentwillen allein die Kette durchlaufen wird.
 
Jeder Energiewandlungsschritt ist mit Verlusten verbunden, die Effizienz der Umwandlung als das Verhältnis von Ausgangsenergie zur Eingangsenergie ist also immer kleiner als eins.Die Ingenieure sind bedacht, die Zahl der nötigen Energiewandlungsschritte klein zu halten und so die Effizienz zu maximieren. Dies gelingt allerdings auch nach 250 Jahren Industriegeschichte mit nur mäßigem Erfolg, denn die Weltenergiewirtschaft ist nur zu 10 bis 20 Prozent effizient, 80 bis 90 Prozent der eingebrachten Primärenergien gehen ungenutzt verloren. Auch die Energieeffizienz Deutschlands ist mit etwa 30 Prozent nicht besonders eindrucksvoll — im Ganzen also ein riesiges Potenzial für jegliche Technik, die eine effizientere Energieumwandlung verspricht!
 
 Die Energiegeschichte der Menschheit
 
Die geschichtliche Entwicklung der menschlichen Energienutzung unterscheidet bis heute deutlich zwei aufeinander folgende Abschnitte; ein dritter Abschnitt zeigt sich in seinen Anfängen.
 
Von ihrem Erscheinen auf der Erde an bis weit in das 18. Jahrhundert hinein lebten die Menschen in der ersten solaren Zivilisation. Ausschließlich erneuerbare Energien wurden genutzt: Holz zum Kochen und Heizen sowie für die Brennöfen der Manufakturen, Wind trieb die Kornmühlen an und die Segelschiffe auf Flüssen und Meeren, Wasserkraft diente der Flößerei und den Sägewerken, nicht zuletzt auch die Arbeitskräfte der Menschen selbst und ihrer Nutztiere brauchten — brauchen bis heute — zu ihrer Ernährung die nachwachsenden Ernten von Äckern und Weiden und aus den Meeren. Zuletzt lebte eine Milliarde Menschen in der ersten solaren Zivilisation. Sie richteten ihr Verhalten nach dem zeitlich und örtlich veränderlichen Energieangebot der Sonne und ihrer Sekundärprodukte. Ihr technisches Wissen um die Energiewandler — wie Rostfeuerungen, Wasserräder, Dämme und Wehre, Segel für Windmühlenräder und Segelschiffe — war der Schlüssel ihrer Existenz. Noch fehlte der betriebliche Energierohstoff aus der Erdkruste; die erste solare Zivilisation war rein technikgeführt.
 
Dies änderte sich, als die fossile Energieära und mit ihr die Industrialisierung der Welt begann. Im England des 18. Jahrhunderts wurde erstmals Kohle industriell geschürft, das Erbohren von Erdöl und Erdgas folgte im 19. und 20. Jahrhundert, und es ist erst fünfzig Jahre her, dass die bergmännische Gewinnung von Uran begann. Das Energiesystem änderte sich radikal: Mit dem Aufkommen des Primärenergierohstoffs trat erstmals Erschöpflichkeit an die Stelle von Erneuerbarkeit, und das stoffgeführte fossil-nukleare Zeitalter begann. Die Bereitstellung von Energie bedeutete fortan Energieumwandlung und zusätzlich Stoffumwandlung, mit all jenen umwelt- und klimaökologischen Konsequenzen, welche die Energiewandlungsketten der erneuerbaren Energien nicht kennen. Die energetische und die stoffliche Umwandlungskette werden simultan durchlaufen: so etwa vom Primärenergierohstoff Rohkohle in den Flözen der Bergwerke über den Sekundärenergierohstoff Kohlenstaub in den Brennkammern des Kraftwerks zu den Rest- und Schadstoffen am Ende der Stoffumwandlungskette; oder vom Primärenergierohstoff Uranerz über die Sekundärenergierohstoffe Uranoxid und Uranhexafluorid zur Urananreicherung, zum Brennelement. Die energetischen Sekundärprodukte dieser Wandlungsketten sind Wärme im Kraftwerk und elektrischer Strom im Verbrauchernetz; zurück bleiben im Falle der Kernkraft Kontamination, abgebrannte Brennelemente, Spaltprodukte und Plutonium.
 
Das ökologische Unheil kommt von den Stoffströmen, nicht von den Techniken der Energieumwandlung; zwar sind auch die Anlagen selbst, die Kraftwerke, die Automobile, die Industrieanlagen und die Wohnhäuser, ökologisch nicht zweifelsfrei, aber ihre potenzielle Umwelt- und Klimaschädigung tritt im Verhältnis sehr zurück.
 
Die fossil-nukleare Energieära wird nicht ewig dauern. Bislang wird der Löwenanteil der geförderten Energierohstoffe von den Industrieländern verbraucht, sie aber beherbergen mit 1,5 Milliarden Menschen nur den kleineren Teil der Menschheit; die Entwicklungsländer, deren Bevölkerung weitaus stärker als die der Industrieländer wächst, werden im Zuge ihrer Industrialisierung den größeren Anteil beanspruchen. In ihnen leben heute 4,5 Milliarden Menschen; sechs, acht, vielleicht zehn Milliarden werden es einmal sein. Lange bevor die Lagerstätten erschöpft sein werden, könnte es zu Verteilungskämpfen kommen: Mehr als zwei Drittel aller Erdölvorräte lagern im Nahen Osten, 45 Prozent der Erdgasvorkommen in Ländern der GUS, und auch die wirklich großen Kohlevorkommen lassen sich an den Fingern einer Hand abzählen — Australien, China, GUS, Nordamerika, Südafrika; Europa kommt in dieser Aufzählung nicht vor.
 
Die zunehmende, mit dem Verbrennen von Kohlenstoff verbundene Anreicherung von klimawirksamen Treibhausgasen in der Atmosphäre mag jedoch eine weit frühere Einschränkung der Nutzung fossiler Energierohstoffe erzwingen. Die atmosphärische Mitteltemperatur nimmt derzeit um ein Zehntel Grad pro Jahrzehnt zu. Klimaänderungen beeinflussen Niederschlagsmengen und Niederschlagshäufigkeit und damit die Nahrungsmittelproduktion. Der ansteigende Meeresspiegel bedroht die Siedlungsflächen von derzeit einer Milliarde Menschen, die an den Flachküsten Asiens, Europas, Nordamerikas und Ozeaniens wohnen, Migrationsströme ungekannten Ausmaßes wären die Folgen.
 
Vieles spricht dafür, dass der fossilen Energieära ein zweites solares Zeitalter folgen wird, das zwar anders als das erste hoch technisiert sein, sich aber wieder den für menschliche Maßstäbe unerschöpflichen erneuerbaren Energiequellen zuwenden wird. Gemessen an den 30 000 bis 40 000 Jahren der Anwesenheit des neuzeitlichen Menschen auf der Erde werden die dreihundert, vierhundert, vielleicht fünfhundert Jahre der fossilen Ära im Rückblick nur eine sehr kurze Zwischenphase, ein »Wimpernschlag« in der Energiegeschichte der Menschheit gewesen sein. Nach ihr wird es den betrieblichen Primärenergierohstoff — für energetische Zwecke — kaum mehr geben, folglich auch nicht mehr die ökologisch bedenklichen Rest- oder Schadstoffe aus ihm.
 
 Der Weg in die zweite solare Zivilisation
 
Das Potenzial der erneuerbaren Energien ist riesig, jedes Land der Erde verfügt über eine oder mehrere der acht erneuerbaren Energieformen. Das technische Wissen, das für ihren Aufschluss gebraucht wird, ist im Vergleich zur ersten solaren Zivilisation in vorindustrieller Zeit immens angewachsen.
 
Aber es wäre ein Trugschluss zu glauben, man könne auf dem Weg dorthin das in Jahrhunderten gewachsene fossil-nukleare Energiesystem schlicht durch ein auf erneuerbaren Energien basierendes System ersetzen, anstelle von Kohlen, Öl, Erdgas, Uran jetzt Sonnenstrahlung, Wind und Wasserkraft treten lassen. Dazu ist das überkommene Energiesystem bei weitem nicht effizient genug. Wie bereits gesagt: Weltweit 90 Prozent und in Deutschland immer noch 70 Prozent der eingesetzten Energie gehen verloren! Es ist wenig sinnvoll, Sonnenwärme einzusammeln und sie durch schlecht wärmegedämmte Hauswände gleich wieder an die Umgebung abzugeben, ebenso wenig wie elektrischen Strom aus Windkraftwerken oder Photovoltaikanlagen zu beziehen, um mit ihm ineffiziente elektrische Geräte zu betreiben, oder solaren Wasserstoff von weit her heranzuschaffen, um alte Automobile mit schlechtem Wirkungsgrad aufzutanken. Das bestehende, im Wesentlichen mit der Kohle gewachsene Energiesystem ist nicht sonnenenergietauglich, es ist relativ ineffizient und hat einen hohen Bedarf an Energierohstoffen. Es ist immer zu einfach gewesen, Ineffizienz durch ein Mehr an billigen Energierohstoffen zuzudecken. Das Energiesystem der zweiten solaren Zivilisation wird höchst effizient werden müssen. Dazu werden effizientere Kraftwerke und Geräte nötig sein, die rationellere Energiewandlung in jedem Wandlungsschritt ermöglichen. Aber auch am Ende der Energiewandlungskette, dort wo der Verbraucher die Energie für Licht, Heizung, Verkehr und diverse elektrische Geräte nutzt, und wo Milliarden Menschen mehr oder minder laienhaft mit Energie umgehen, liegt ein immenses Potenzial für den rationelleren Umgang mit der Energie.
 
Im Grunde verlangt die zweite solare Zivilisation eine Abkehr von der ausgesprochen zentral organisierten Energieversorgungswirtschaft und — der Allgegenwart der erneuerbaren Energien gemäß — eine Hinwendung zu einer dezentralen Energiebedarfswirtschaft. Entscheidend wird sein, ob es gelingt, das wenig energiedichte Angebot auf die Energiedichte des Nachfragemarktes zu bringen sowie die zeitlich und örtlich veränderliche Verfügbarkeit von Sonnenenergie und Windenergie durch Anpassung der Energienachfrage und Speicher jeder Art zu verstetigen.
 
Fundamental aber ist, dass Energieumwandlung immer Energieentwertung ist und dass dann jede Umwandlungskette letztlich beim Zustand höchster Entwertung endet, bei Wärme von Umgebungstemperatur, die für den Menschen fast immer verloren ist und nur mehr für die Abstrahlung in den kalten Weltraum taugt. Für die erschöpflichen, stoffbasierten Energieformen ist dieser Vorgang unwiderruflich, anders für solare: Ihre Erneuerbarkeit findet Ausdruck in einem unaufhörlichen Strom energetischer Wiederaufwertung, der den Energiestrom von der Sonne begleitet. Der Mensch kann Energie immer nur entwerten, allenfalls den Entwertungsprozess durch intelligente Verfahren der rationelleren Energiewandlung dämpfen, die Natur aber kann beides, entwerten und wieder aufwerten, immer wieder von neuem, so als habe zuvor keine Entwertung stattgefunden. Dies ist letztlich der Gedankengang, der hinter dem Ziel eines nachhaltigen Umgangs mit der Energie steht, ein Ziel, das sich in Umrissen in Energiewissenschaft und Energiepolitik abzuzeichnen beginnt.
 
Prof. Dr.-Ing. Carl-Jochen Winter
 
Weiterführende Erläuterungen finden Sie auch unter:
 
erneuerbare Energien: Nutzung der Sonnenenergie
 
Literatur:
 
Diekmann, Bernd: Energie. Physikalische Grundlagen ihrer Erzeugung, Umwandlung und Nutzung. Stuttgart u. a. 21997.
 
Energiewirtschaft, herausgegeben von Achim Dittmann und Joachim Zschernig. Stuttgart 1998.
 
Förderfibel Energie. Öffentliche Finanzhilfen für den Einsatz erneuerbarer Energiequellen und die rationelle Energieverwendung, herausgegeben vom Fachinformationszentrum Karlsruhe u. a. Bearbeitet von Bernhard Beck u. a. Köln 51997.
 Gutmann, Franz: Energietechnik vom Kraftwerk bis zum Verbraucher. Renningen 1994.
 Heinloth, Klaus: Energie und Umwelt. Klimaverträgliche Nutzung von Energie. Stuttgart 21996.
 Heinloth, Klaus: Die Energiefrage. Bedarf und Potentiale, Nutzung, Risiken und Kosten. Braunschweig u. a. 1997.
 Herbrik, Richard: Energie- und Wärmetechnik. Stuttgart 21993.
 Kugeler, Kurt / Phlippen, Peter-W.: Energietechnik. Technische, ökonomische und ökologische Grundlagen. Berlin u. a. 21993.
 Rosenkranz, Gerd: Energie. Reinbek 1995.
 Hoffmann, Volker: Energie aus Sonne, Wind und Meer. Möglichkeiten und Grenzen der erneuerbaren Energiequellen. Leipzig u. a. 1990.


T: 33