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Energiequellen: erneuerbare und nicht erneuerbare Ressourcen

Energiequellen: erneuerbare und nicht erneuerbare Ressourcen

In der Welt, in der wir leben, ist Energie eine grundlegende Säule, die unser tägliches Leben bestimmt. Energie ermöglicht es uns, unsere Häuser zu beleuchten, Fahrzeuge zu bewegen, unsere elektronischen Geräte am Laufen zu halten und vieles mehr. Doch woher kommt diese Energie?

In diesem Abschnitt werden wir das Konzept der Energiequellen untersuchen. Energiequellen sind sowohl natürliche als auch künstliche Ressourcen, aus denen wir die Energie gewinnen, die wir zur Deckung unseres Energiebedarfs benötigen. Diese Energiequellen umfassen eine Vielzahl von Formen, von Solar-, Wind- und Wasserkraftenergie bis hin zu fossilen Brennstoffen , Kernenergie und mehr.

In diesem Abschnitt werden wir unvoreingenommen die verschiedenen Kategorien von Energiequellen untersuchen und ihre Vor- und Nachteile sowie ihren Einfluss auf die Umwelt berücksichtigen.

Was ist eine Energiequelle?

Eine Energiequelle ist eine natürliche Quelle oder Ressource, aus der wir die Energie beziehen, die wir für unser Leben benötigen. Mit dieser Energie können wir unsere Häuser beleuchten, unsere Autos bewegen, Wasser erhitzen oder sogar unsere elektronischen Geräte aufladen.

Es gibt verschiedene Arten von Energiequellen, wie zum Beispiel Solarenergie, die aus Sonnenlicht gewonnen wird ; Windenergie , die aus dem Wind erzeugt wird; Wasserkraft, die den Wasserfluss in Flüssen und Staudämmen nutzt; und fossile Energie, die aus Ressourcen wie Erdöl und Erdgas gewonnen wird .

Es gibt auch modernere Energiequellen, wie etwa die Kernenergie, die aus Kernreaktionen erzeugt wird, und die Geothermie , die aus der Wärme der Erde gewonnen wird . Jede Energiequelle hat ihre eigenen Vor- und Nachteile hinsichtlich Verfügbarkeit, Umweltauswirkungen und Kosten.

Arten und Klassifizierung der wichtigsten Energiequellen

Energiequellen können hauptsächlich auf zwei Arten klassifiziert werden:

  • Primäre oder sekundäre Quellen.

  • Erneuerbare und nicht erneuerbare Quellen.

Primärenergiequellen sind in der Natur vorhanden. Dazu gehören Öl , Kohle , Erdgas , Brennholz oder Biomasse, Kernbrennstoffe, Wasserkraft, Windkraft, Geothermie und Solarenergie, in der Reihenfolge der Bedeutung der aktuellen Nutzung.

Andererseits kommen sekundäre Energiequellen nicht direkt in der Natur vor und sind Ressourcen, die aus primären Quellen gewonnen werden. Zu den Sekundärquellen zählt beispielsweise Strom.

Hauptenergiequelle auf unserem Planeten

Die Sonne ist für die meisten Energieressourcen der Welt die Hauptquelle.

Energiequellen: erneuerbare und nicht erneuerbare Ressourcen

Sonnenenergie wird indirekt in Form fossiler Energie oder als direkt nutzbare Energie (z. B.  Wind ) gespeichert.

Sogar Wasserkraft wird aus Sonnenenergie gewonnen, die zur Verdunstung und anschließenden Kondensation von Wasser führt, wenn Wolken auf die Luft von Kaltwetterfronten oder hohen Bergen treffen.

Nicht erneuerbare Quellen

Nicht erneuerbare Energiequellen sind Energieressourcen, die nicht über die Fähigkeit zur Regeneration verfügen oder deren Verbrauchsgeschwindigkeit höher ist als ihre Regeneration.

Die Verfügbarkeit dieser Quellen ist derzeit noch recht hoch und dementsprechend auch die Kosten relativ gering.

Die wichtigsten nicht erneuerbaren Ressourcen sind die folgenden:

Fossile Brennstoffe

Als fossile Brennstoffquelle liefert die Verbrennung von Kohle oder Kohlenwasserstoffen wie Methan oder Öl die maximale Energiemenge, die teils für Verbrennungsheizsysteme, teils für den Betrieb von Motoren, vor allem aber für die Erzeugung elektrischer Energie genutzt wird.

Kernenergie

Die Kernenergie kann als Mutter aller Energien angesehen werden, auf der Erde und sogar im Universum. Tatsächlich sind alle Energien, von Solarenergie bis zu fossilen Energien , von Wind bis Wasserkraft, nichts anderes als ein Nebenprodukt der Umwandlung dieser Energieart.

Es gibt zwei Arten von Kernreaktionen: Spaltung und Fusion. Heutzutage sind alle Kernreaktoren aus technischen Gründen Spaltreaktoren. 

Die Kernspaltungsenergie basiert auf der Spaltung eines schweren Atomkerns (normalerweise Uran-235), um zwei kleinere Kerne zu erhalten, die weniger wiegen als der ursprüngliche Kern. Durch den geringen Massenunterschied kann eine große Energiemenge erzeugt werden. 

Kernspaltungsanlagen produzieren derzeit 16 % des weltweiten Stroms.

Erneuerbaren Energiequellen

Erneuerbare Energiequellen sind Energiearten, die unerschöpflich sind. Seine Verwendung bedeutet keine Verringerung der Ressource.

Die wichtigsten erneuerbaren Energiequellen sind die folgenden:

Brennholz und Biomasse

Die Verbrennung von Biomasse, Holz oder anderen leicht verfügbaren organischen Materialien stellt die älteste Art der Wärme- und damit Energieerzeugung dar.

In letzter Zeit hat jedoch ein erneutes Bewusstsein im Kampf gegen den Klimawandel in Verbindung mit einer wachsenden Sorge um die Suche nach Energieressourcen diese Energiequelle wieder in den Vordergrund gerückt.

Solarenergie

Sonnenenergie ist tatsächlich der Motor aller Aktivitäten auf der Erde : Sogar Öl ist indirekt Sonnenenergie, die durch die Photosynthese alter Pflanzen angesammelt wird, deren organisches Material sich vermutlich im Laufe ganzer geologischer Zeitalter unter der Erde angesammelt und umgewandelt hat.

Solarenergie kann auf drei Arten genutzt werden:

Windkraft

Windenergie ist eine der ältesten Energiequellen: Windmühlen werden seit dem 7. Jahrhundert n. Chr. genutzt, um Windenergie in mechanische Energie umzuwandeln.

Energiequellen: erneuerbare und nicht erneuerbare RessourcenHeutzutage werden Windkraftanlagen zur Stromerzeugung eingesetzt. Eine Turbine besteht aus einem großen Rotor mit drei Flügeln, der vom Wind in Bewegung gesetzt wird.

Die Nachteile sind die geografische Lage, der große Platzbedarf für die zentrale Produktion und die Umweltbelastung.

Wasserkraft

Wasserkraft ist eine saubere Energie, die die potenzielle Energie von Wasser in großen Höhen in Bergbecken nutzt, das beim Fallen auf eine Turbine einwirkt und Strom erzeugt. Das Prinzip ist das gleiche wie in einem thermoelektrischen Kraftwerk: Der Unterschied besteht darin, dass das Medium, das die Turbine dreht, Wasser und nicht Dampf ist.

Derzeit stammen 16 % des weltweiten Stroms aus Wasserkraft: Einer der Nachteile der Wasserkraft sind jedoch gerade die ökologischen und sozialen Auswirkungen des Baus von Staudämmen.

Geothermische Energie

Geothermie ist Energie, die durch geologische Wärmequellen erzeugt wird und als eine Form erneuerbarer Energie betrachtet werden kann. Es basiert auf der thermodynamischen Nutzung der inneren Wärme der Erde  , gespeist durch die Wärmeenergie, die bei den nuklearen Zerfallsprozessen radioaktiver Elemente wie Uran, Plutonium oder Thorium freigesetzt wird.

Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur allmählich an und steigt in der Erdkruste um etwa 30 °C pro km.

Die Nutzung dieser Quelle besteht bei geothermischen Quellen mit hoher Enthalpie darin, die Dämpfe aus unterirdischen Wasserquellen zu speziellen Turbinen zu leiten, die zur Erzeugung elektrischer Energie dienen. Und bei der Wiederverwendung von heißem Wasserdampf für städtische Heizung, Gewächshauskulturen und Thermalismus.

Meeres- oder Meeresenergie

Unter Meeresenergie versteht man die Energiemenge, die in verschiedenen Formen in den Meeren und Ozeanen enthalten ist. Diese immense Energiemenge kann mit verschiedenen Technologien aus Meerwasser gewonnen werden: basierend auf der kinetischen Energie von Flüssigkeiten (Strömungen, Wellen, Gezeiten) und auf dem Gefälle (thermisch und salzig). Heutzutage sind viele Energiegewinnungssysteme getestet und einige befinden sich bereits in einem vorkommerziellen Stadium.

Kernfusion

Die Kernfusion  ist eine Variante der Kernenergie . Dabei handelt es sich um den Prozess der Verbindung der Kerne zweier Wasserstoffatome, bei dem eine enorme Energiemenge freigesetzt wird.

Durch diesen Prozess entsteht die Energie der Sonne. Dabei entstehen große Mengen Wärme , die zur Stromerzeugung genutzt werden könnten. Aufgrund der zur Aufrechterhaltung der Fusion erforderlichen Temperaturen und Drücke ist dieser Prozess jedoch nur sehr schwer zu kontrollieren.

Einer der potenziellen Vorteile der Kernfusion ist die theoretische Möglichkeit, große Energiemengen sicher und mit relativ geringer Umweltverschmutzung zu liefern.

Der Brennstoff für die Kernfusion ist Wasserstoff. Aufgrund der enormen Präsenz von Wasserstoff auf dem Planeten würde die Kernfusion als erneuerbare Energiequelle gelten.

Autor:
Veröffentlichungsdatum: 21. Februar 2022
Letzte Überarbeitung: 25. Oktober 2023