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es geht uns in diesem Blog um die nachhaltige Versorgung mit Energie in Deutschland und weltweit, heute und morgen auf der Grundlage liberalisierter Märkte für alle Energieträger und -quellen. Wir haben die Informationen zu den Themen erneuerbare Energien wie Wasserkraft, Fotovoltaik (Solarenergie) und Windkraft, Stein- und Braunkohle, Atomkraft im Frage- und Antwortstil für Sie strukturiert.

Haben Sie darüber hinaus Fragen oder Anregungen, nehmen Sie bitte Kontakt auf.

Ihr Autoren-Team der Energie-Fakten

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Erdgasleitung Turk-Stream: Hintergründe

Die Neue Zürcher Zeitung (NZZ) bietet in einem unlängst veröffentlichten Artikel unerwartete Einblicke – nicht nur in Dimension der Anlagen.

Russisches Gas macht die Türkei zum europäischen Hub – und stärkt die Interessengemeinschaft zwischen Moskau und Ankara (Link zu nzz.ch)

Wie erzeugt man am Besten heutzutage Strom?

Von Dr. Eike Roth

Zur Beantwortung muss zunächst die Frage verdeutlicht werden: Mit „am Besten“ kann – unter anderem – gemeint sein:

1. hinsichtlich möglichst geringer Kosten (am Billigsten)
2. hinsichtlich möglichst geringer Risiken und schädlicher Umweltauswirkungen (am Sichersten)
3. hinsichtlich möglichst geringem Verbrauch begrenzter Ressourcen (am Meisten) und
4. hinsichtlich möglichst wenig öffentlicher Widerstände (am Bequemsten).

Außerdem wollen wir die Frage in jedem Fall auf große Mengen Stroms bezogen verstehen.

Dann ist die Beantwortung relativ einfach:

Wann kommt das Ende der Verbrennung?

Von Eike Roth

Das Problem

Seitdem wir fossile Energieträger (Kohle, Öl und Gas) in großem Maßstab verbrennen, reichert sich ihr Verbrennungsprodukt, das CO2, immer stärker in der Atmosphäre an. Die Konzentration hat sich seit Beginn der Industrialisierung bereits um über 30 % erhöht (von 280 ppm – millionstel Volumenanteile – auf 380 ppm) und sie steigt rasch weiter. Nach Meinung der Mehrzahl der Klimatologen wird diese Störung der Zusammensetzung der Atmosphäre das Klima auf der Erde gravierend verändern, mit möglicherweise katastrophalen Folgen für sehr viele Menschen. Eine Reduktion der CO2-Freisetzung ist daher dringend erforderlich. Solange es aber keine Möglichkeit gibt, das CO2 abzutrennen, aufzufangen und gezielt zu lagern, können wir diese Reduktion nur durch eine entsprechende Reduktion der Verbrennung der fossilen Energieträger erreichen.

Das führt zu einer Reihe von Fragen: Wann müssen wir diese Verbrennung überhaupt einstellen? Wie viel der nur beschränkt vorhandenen Kohle-, Öl- und Gasvorräte werden bis dahin verbrannt sein und wie viel bleibt noch für andere Verwendungszwecke (z. B. in der Chemie- und Pharmaindustrie) übrig? Wie muss eine Politik aussehen, mit der die Vorgaben der Klimaexperten erreicht werden können?

Biomasse oder Kernenergie – was setzt weniger CO2 frei?

Von Dr. Eike Roth

Die graue Energie

Kraftwerke gibt es nicht umsonst. Kein Kraftwerk fällt vom Himmel, kein Kraftwerk läuft völlig von alleine und kein Kraftwerk verschwindet von selbst wieder spurlos von der Erde. Im Gegenteil, für die Errichtung eines jeden Kraftwerkes, für seinen Betrieb einschließlich Wartung, Instandhaltung und ggf. Brennstoffbeschaffung und für seinen Abriss muss immer Geld ausgegeben werden, und die entsprechenden Tätigkeiten sind immer mit einem mehr oder weniger großen Energieverbrauch verbunden. Dass dieses Geld bei der Berechnung der Stromgestehungskosten zusätzlich zu den reinen Brennstoffkosten berücksichtigt werden muss, ist selbstverständlich. Das geschieht auch normalerweise. Aber auch die für die Errichtung, die komplette Betriebsführung und den Abriss einschließlich aller zurechenbaren Tätigkeiten erforderlichen Energiemengen müssen bei einer vollständigen Betrachtung mit berücksichtigt werden. Das wird leider des öfteren nicht gemacht. Für diese Energiemengen wird in der Literatur manchmal die Bezeichnung “graue Energie“ verwendet.

Wieso gelten Sonne, Wind und Wasser als erneuerbar?

Von Dr. Eike Roth

Im normalen Sprachgebrauch bedeutet die Nachsilbe „bar“, dass der Mensch etwas tut bzw. tun kann. „Lösbar“ ist z. B. eine Aufgabe, wenn wir sie lösen können, „erneuerbar“ ist etwas, wenn wir es erneuern können. Da Energie physikalisch gesehen aber nicht erzeugt, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden kann, kann es genau genommen gar keine „erneuerbaren Energien“ geben. In nicht ganz korrektem, aber eingebürgertem Sprachgebrauch wird „erneuerbar“ bei Energien jedoch in der Bedeutung von „sich erneuernd“ bzw. „regenerativ“ verwendet. Bei diesen Energien sind es zwar nicht wir Menschen, die sie erneuern, sondern sie tun das von selbst, bzw. die Natur stellt sie uns immer wieder erneut zur Verfügung.

Warum lässt sich Strom nicht bzw. nicht in nennenswertem Umfang speichern?

Welche Rolle spielen dabei Supraleiterkabel und Pumpspeicher-Kraftwerke?

Von Dr. Eike Roth und Eberhard Wagner

Das Phänomen elektrischer Strom

Das physikalische Phänomen „elektrischer Strom“ beruht prinzipiell und bildlich veranschaulicht auf der Bewegung von positiven oder negativen Ladungsträgern. In Festkörpern sind das Elektronen oder „fehlende Elektronen“ (sogenannte „Löcher“), in Flüssigkeiten sind das sog. Anionen und Kationen, in Gasen sog. Ionen (die positiv oder negativ geladen sein können). Die Bewegung der Ladungsträger wird dabei durch unterschiedlich hohe elektrische Potentiale (man spricht von „Potentialdifferenzen“ oder „Spannungsdifferenzen“) als treibende Kraft ausgelöst bzw. aufrecht erhalten. Die elektrischen Potentiale kann man sich als Maß der Konzentration von elektrischen Ladungsträgern vorstellen: Je höher diese ist, desto höher ist das Potential.

Wie nützlich und wie schädlich sind Strahlen?

Von Dr. Eike Roth (Über den Autor)

Strahlenarten

Strahlen sind elektromagnetische Wellen oder Teilchenstrahlen. Elektromagnetische Wellen (auch „Quantenstrahlen“ genannt) unterscheiden sich in ihrer Energie, Teilchenstrahlen in der Art der Teilchen und in deren Energie. Strahlen mit genug Energie, um Elektronen aus dem Verband eines Atoms oder Moleküls herauszuschlagen, heißen „ionisierende Strahlen“.

Welchen Beitrag können die regenerativen Energien leisten?

Von Dr. Eike Roth (Über den Autor)

Antwort: Einen großen, für Klimaschutzzwecke aber trotzdem zuwenig!

Regenerative Energien sind alle jene Energien, die sich von selbst erneuern, also praktisch unerschöpflich sind, solange sie nicht stärker genutzt werden, als ihrer Erneuerungsrate entspricht. In der Praxis gelten wesentlich engere Grenzen. Diese können zwar verschoben werden, jedoch nur relativ langsam. Der mögliche Beitrag hängt also nicht nur vom Bedarf und vom Preis ab, den wir für die Regenerativen zu bezahlen bereit sind, sondern auch vom Betrachtungszeitraum, für den die Frage beantwortet werden soll.

Welche Rolle können die einzelnen Energieträger bei der Abwehr der Klimagefahren spielen?

Von Dr. Eike Roth (Über den Autor)

Notwendigkeiten: Die große Mehrheit der Experten hält es für erforderlich, zur Abwehr drohender Klimagefahren die menschengemachten Freisetzungen von Kohlendioxid (CO₂) weltweit bis 2005 um 20 %, bis 2020 um 50 % und längerfristig um 66 % zu reduzieren (siehe Langfassung). Die Industrieländer werden den größten Beitrag hierzu leisten müssen.

Warum haben Wärmekraftwerke einen relativ niedrigen Wirkungsgrad?

Von Dr. Eike Roth (Über den Autor)

Wärmekraftwerke sind das Rückgrat unserer Stromversorgung. Sie wandeln Wärmeenergie zunächst in mechanische Arbeit und diese dann in Strom um. Ihr Wirkungsgrad liegt typischerweise zwischen etwa 30 und 50 %. Das heißt, dass bei ihnen nur rund die Hälfte oder noch weniger der zunächst erzeugten Wärmeenergie anschließend als Strom zur Verfügung steht, der Rest geht ungenutzt in die Umgebung. „Energieverschwender“ ist daher ein häufig gehörtes Urteil, diese Kraftwerke sollten möglichst bald durch „bessere“ Kraftwerke ersetzt werden.