Energieträger sind die dem Menschen zur Verfügung stehenden Energieressourcen und können als solche zur Verrichtung von Arbeit und/oder zur Wärmeerzeugung genutzt werden.
Die heute für die Stromerzeugung verwendeten Quellen sind im Wesentlichen die Verbrennung fossiler Brennstoffe (Kohle oder Kohlenwasserstoffe), Wasserkraft, Kernkraft, Wind, Erdwärme und Sonnenenergie.
Derzeit ist der Hauptzweck die Erzeugung elektrischer Energie, aber diese Ressourcen werden häufig auch verwendet, um mechanische Arbeit (Autos) oder Wärme (Heizung) zu gewinnen.
Was ist die wichtigste Energiequelle auf unserem Planeten?
Die meisten Energieressourcen der Welt haben die Sonne als Hauptquelle.
Sonnenenergie wird indirekt in Form von fossiler Energie oder als direkt nutzbare Energie (z. B. Windenergie) eingespart.
Sogar Wasserkraft stammt aus Sonnenenergie, die Wasser verdunstet und kondensiert, wenn Wolken auf Luft von kalten Wetterfronten oder hohen Bergen treffen.
Wie werden Energiequellen klassifiziert?
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, Wind, Geothermie und Solarenergie, geordnet nach der Bedeutung der derzeitigen Nutzung.
Andererseits sind Sekundärenergiequellen nicht direkt in der Natur vorhanden und sind Ressourcen, die aus Primärquellen gewonnen werden. Sekundärquellen sind beispielsweise Strom.
nicht erneuerbare Quellen
Nicht erneuerbare Energiequellen sind Energieressourcen, die nicht regenerierbar sind oder deren Verbrauchsrate höher ist als die ihrer Regeneration.
Die Verfügbarkeit dieser Quellen ist derzeit noch recht hoch und dementsprechend die Kosten relativ gering.
Die wichtigsten nicht erneuerbaren Ressourcen sind die folgenden:
Fossile Brennstoffe
Als Quelle fossiler Energieträger liefert die Verbrennung von Kohle oder Kohlenwasserstoffen wie Methan oder Öl die maximale Energiemenge, die teils für Verbrennungsheizungen, teils für den Betrieb von Motoren, vor allem aber für die Erzeugung von elektrische Energie.
Kernenergie
Kernenergie kann als die Mutter aller Energien angesehen werden, auf der Erde und sogar im Universum. Tatsächlich sind alle Energien, von der Sonnenenergie bis zu den fossilen Energien, von der Windkraft bis zur Wasserkraft, nichts anderes als ein Nebenprodukt der Umwandlung dieser Energieart.
Es gibt zwei Arten von Kernreaktionen: Spaltung und Fusion. Heute sind aus technischen Gründen alle Kernreaktoren Kernreaktoren.
Die Kernspaltungsenergie basiert auf dem Aufbrechen eines schweren Atomkerns (normalerweise Uran-235), um zwei kleinere Kerne zu erhalten, die weniger wiegen als der ursprüngliche Kern. Der kleine Massenunterschied ist in der Lage, eine große Energiemenge zu erzeugen.
Kernspaltungsanlagen produzieren derzeit 16 % des weltweiten Stroms.
Erneuerbaren Energiequellen
Erneuerbare Energiequellen sind solche unerschöpflichen Energien. Seine Verwendung impliziert keine Verringerung der Ressource.
Die wichtigsten erneuerbaren Energiequellen sind:
Brennholz und Biomasse
Die Verbrennung von Biomasse, Holz oder anderen leicht verfügbaren organischen Materialien stellt die älteste Art der Wärme- und damit Energiegewinnung 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 die Nachrichten gebracht.
Solarenergie
Sonnenenergie ist eigentlich der Motor jeder Aktivität auf der Erde: sogar Öl ist indirekt Sonnenenergie, die durch die Photosynthese uralter Pflanzen angesammelt wurde, deren organische Materie sich vermutlich während ganzer geologischer Zeitalter im Untergrund angesammelt und umgewandelt hat.
Solarenergie kann auf drei Arten genutzt werden:
Photovoltaik-Solarenergie unter Ausnutzung des photovoltaischen Effekts in den Siliziumplatten.
Solarthermie, direkte Nutzung der Sonnenwärme.
Solarthermodynamik, eine Form der Solarthermie, die Sonnenwärme nutzt, um Dampf zu erzeugen und eine Dampfturbine anzutreiben. Sein Zweck ist die Stromerzeugung.
Windkraft
Windkraft ist eine der ältesten Energiequellen: Seit dem 7. Jahrhundert n. Chr. werden Windmühlen genutzt, um Windenergie in mechanische Energie umzuwandeln.
Die Nachteile sind die geografische Lage, der große Platzbedarf für die zentralisierte 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 wirkt und Strom erzeugt. Das Prinzip ist dasselbe wie bei einem thermoelektrischen Kraftwerk: Der Unterschied besteht darin, dass das Medium, das die Turbine antreibt, Wasser ist, nicht Dampf.
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 kann als eine Form erneuerbarer Energie betrachtet werden. Sie basiert auf der Nutzung der Erdinnenwärme (Geothermie), gespeist aus der thermischen Energie, die bei den nuklearen Zerfallsprozessen radioaktiver Elemente wie Uran, Thorium und Kalium, die natürlicherweise in der Erde enthalten sind, freigesetzt wird.
Wenn es tiefer eindringt, wird die Temperatur allmählich höher und steigt in der Erdkruste um etwa 30 °C pro km an.
Die Nutzung dieser Quelle besteht im Fall von geothermischen Quellen mit hoher Enthalpie darin, die aus unterirdischen Wasserquellen kommenden Dämpfe zu speziellen Turbinen zu treiben, die zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden. Und bei der Wiederverwendung von heißem Wasserdampf für Fernwärme, Gewächshauskulturen und Spas.
Meeres- oder Meeresenergie
Ozeanische Energie bezieht sich auf die Menge an Energie, die in verschiedenen Formen in den Meeren und Ozeanen enthalten ist. Diese immense Energiemenge kann mit unterschiedlichen Technologien aus dem Meerwasser gewonnen werden: basierend auf der kinetischen Energie von Flüssigkeiten (Strömungen, Wellen, Gezeiten) und auf dem Gradienten (Thermal und Salzwasser). Heute sind viele Energieextraktionssysteme getestet und einige befinden sich bereits in einem vorkommerziellen Stadium.
Kernfusion
Die Kernfusion ist eine Variante der Kernkraft. Es ist der Prozess der Verbindung der Kerne zweier Wasserstoffatome, bei dem eine enorme Energiemenge freigesetzt wird.
Bei diesem Prozess entsteht die Energie der Sonne, die große Mengen an Wärme erzeugt, die zur Stromerzeugung genutzt werden könnte. Die zur Aufrechterhaltung der Verschmelzung erforderlichen Temperaturen und Drücke machen es jedoch zu einem sehr schwierig zu kontrollierenden Verfahren.
Einer der potenziellen Vorteile der Fusion 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 angesehen.
