Vergleich: Nicht Erneuerbare vs. Erneuerbare Energiequellen

Nicht Erneuerbare Energiequellen

Kohle

Kohle ist ein fossiler Brennstoff in fester Form, der aus großen Waldflächen entstanden ist, die unter der Erde eingeschlossen blieben. Sie war der erste Brennstoff, der in großem Umfang genutzt wurde, und gilt als eine der günstigsten Methoden zur Energiegewinnung. Die Steinkohlevorkommen sind schätzungsweise zehnmal so groß wie die Vorkommen an Erdöl und Erdgas.

Vorteile der Kohle

• Die Extraktion kann im Tagebau durchgeführt werden.
• Hohe Rentabilität in Wärmekraftwerken. Die hohe Wärme, die durch die Verbrennung gewonnen wird, wird zur Dampferzeugung genutzt, um Turbinen anzutreiben.
• Es gibt große Reserven.

Nachteile der Kohle

• Starke Auswirkungen auf die Landschaft.
• Freisetzung von CO2 und Schwefel.
• Erhöht den Treibhauseffekt und die Bildung von saurem Regen.
• Abfälle kontaminieren Erdreich und Grundwasser.

Erdöl

Erdöl ersetzte Kohle als Hauptenergieträger im frühen zwanzigsten Jahrhundert. Erdöl ist eine ölige Substanz, die aus einem komplexen Gemisch von Kohlenwasserstoffen besteht. Diese Stoffe können in halbfester, flüssiger oder gasförmiger Form (Erdgas) vorliegen.

Erdöl und Erdgas entstehen durch die Zersetzung organischer Substanzen (Meeresplankton), die in Sedimenten des Meeresbodens eingeschlossen wurden.

Vorteile von Erdöl

• Aus Rohöl werden gasförmige Produkte (wie Methan und Butan), Heizöl, feste Abfälle (wie Asphalt, Wachs) und Flüssigkeiten (wie Diesel, Kerosin und Benzin) gewonnen. Auch andere Produkte wie Kunststoffe und Düngemittel werden hergestellt.
• Die Verteilungsinfrastruktur ist hoch entwickelt.
• Die Gewinnung ist relativ einfach.
• Produziert einen hohen Heizwert.

Nachteile von Erdöl

• Die Verbrennung erzeugt Schadstoffe, was den Treibhauseffekt und den sauren Regen verstärkt.
• Hohes Risiko der Kontamination mariner Ökosysteme.
• Die Reserven sind begrenzt.
• Schafft Konflikte zwischen Ländern.

Erdgas

Erdgas kommt oft in Erdölfeldern vor und bildet die gasförmige Fraktion, die sich im oberen Teil des Reservoirs ansammelt. Der Transport erfolgt zunehmend über unter Druck stehende Rohrleitungen oder in großen Tankschiffen.

Vorteile von Erdgas

• Die Extraktion ist einfach und günstig.
• Geringere Umweltverschmutzung im Vergleich zu Kohle und Öl.
• Pipelines haben ein geringeres Risiko.
• Es werden keine festen Partikel bei der Verbrennung erzeugt.

Nachteile von Erdgas

• Transport in flüssiger Form per Schiff ist riskant, da sich gefährliche Gaswolken bilden können.
• Die Reserven sind begrenzt.
• CO2-Emissionen entstehen bei der Verbrennung.

Kernenergie

Radioaktive Mineralien enthalten Elemente, die durch Kernspaltung Energie freisetzen. Das am häufigsten verwendete radioaktive Erz ist Uran. Wenn Uran mit Neutronen beschossen wird, setzt es eine große Anzahl weiterer Neutronen frei. Dies löst eine Kettenreaktion aus, die enorme Energiemengen erzeugt.

Eine nukleare Anlage erfordert eine sehr genaue Kontrolle. Moderatoren werden verwendet, um freigesetzte Neutronen zu absorbieren. Das Bombardement von Uran oder Plutonium findet im Reaktor statt, einem Gebäude mit dicken Betonmauern. Die dabei entstehende Hitze wird genutzt, um Wasser zu erhitzen. Der entstehende Dampf treibt Turbinen an, die mit Generatoren verbunden sind und elektrische Energie erzeugen.

Hinweis: Es besteht die Möglichkeit, eine nukleare Explosion zu verursachen, weshalb höchste Sicherheitsstandards gelten.

Vorteile der Kernenergie

• Kernkraftwerke haben eine sehr hohe Leistung.
• Sie emittieren keine direkten Schadstoffe in die Atmosphäre (während des Betriebs).

Nachteile der Kernenergie

• Hohe Kosten für Bau und Wartung.
• Risiko von Leckagen, Unfällen und Strahlung.
• Erzeugt radioaktive Abfälle, die Tausende von Jahren gelagert werden müssen.

Erneuerbare Energiequellen

Solarenergie

Das Potenzial der Solarenergie kann durch die Nutzung von thermischer Energie oder Photovoltaik erschlossen werden.

Thermische Solarenergie (Wärmenutzung)

Hierbei wird Sonnenenergie absorbiert, um eine Flüssigkeit zu erwärmen. Dieser Prozess findet in sogenannten Solarkollektoren statt. Die Kollektoren bestehen aus einem flachen Kasten mit einer Abdeckung aus Klarglas und innenliegenden, schwarz lackierten Rohren, durch die Wasser zirkuliert.

Konzentrierende Solarkollektoren

Diese Technologie bündelt das direkte Licht über weite Strecken auf einen Punkt, wodurch eine sehr hohe thermische Energie gewonnen wird. Diese Wärme wird in solarthermischen Kraftwerken oder in Metallhütten eingesetzt.

Photovoltaik

Photovoltaik ist die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom mithilfe von Solarzellen. Dies nutzt den photovoltaischen Effekt: Die Lichtenergie (Photonen) wird von Elektronen absorbiert, die sich daraufhin bewegen und durch ein elektrisches Feld Strom erzeugen.

Vorteile der Solarenergie

• Quelle freier und unerschöpflicher Energie.
• Die photovoltaische Umwandlung benötigt kein Wasser und der Wartungsaufwand ist minimal.
• Verursacht keine Umweltverschmutzung.

Nachteile der Solarenergie

• Solarpaneele sind teuer in der Anschaffung.
• Benötigt viel Platz für die Installation.
• Erfordert ein Minimum an Sonneneinstrahlung.
• Erzeugt eine visuelle Auswirkung auf die Landschaft.

Windenergie

Windenergie kann genutzt werden, um Strom durch Windkraftanlagen (Aerogeneratoren) zu erzeugen. Diese Anlagen sind mit rotierenden Rotorblättern ausgestattet, die durch die Einwirkung des Windes in Bewegung gesetzt werden. Sie sind mit einem Generator (Lichtmaschine) gekoppelt, der die mechanische Energie in Elektrizität umwandelt. Es können sowohl kleine Windkraftanlagen als auch große Windparks genutzt werden.

Vorteile der Windenergie

• Niedrige Betriebskosten.
• Geringe Umweltverschmutzung.

Nachteile der Windenergie

• Rentabilität ist nur gegeben, wenn der Wind eine Mindestgeschwindigkeit (z. B. 5 m/s in 10 Metern Höhe) erreicht.
• Der Wind muss konstant sein.
• Turbulenzen reduzieren die Effizienz.
• Verursacht eine visuelle Auswirkung auf die Landschaft.
• Kann die Bodenfeuchtigkeit reduzieren und Bodenerosion fördern.