Im Zuge des geplanten Energiewandels werden verschiedene Energiesektoren gestärkt und Entwicklungen im Bereich der Nachhaltigkeit vorangetrieben. Es entstehen jedoch auch Fragen rund um die unterschiedlichen Formen der Erzeugung erneuerbarer Energien. Das gilt insbesondere für das von Tagebau und Kernkraftwerken geprägte Deutschland.
Energiesektoren
Aufgrund zunehmender Umweltprobleme und des stetig schwerer werdenden Abbaus soll die Nutzung fossiler Energien in Zukunft nach und nach zurückgefahren werden. Bislang stellt Braunkohle mit 23% nach wie vor den größten und Steinkohle mit 17% den zweitgrößten Energieträger der Bundesrepublik dar. Diese sind dicht gefolgt von dem Energiegewinn aus Atomkraftwerken mit einem Anteil von immer noch 13%. Es folgen Erdgas (12%), Windenergie (10%), Biomasse (7%) und Photovoltaik/Solarenergie (6%).
Demzufolge werden nach wie vor knapp zwei Drittel des in Deutschland produzierten Stroms aus fossilen Energieträgern hergestellt. Dabei geht die Nutzung von Kohlekraftwerken mit dem 12-18fachen CO2-Ausstoß und dem 5-fach so hohen Ausstoß von Schwefeldioxid einher wie die jeweils nächst ausstoßreiche erneuerbare Energieform. Schon deshalb erscheint ein Wechsel zu weniger umweltschädlichen Energiequellen eins der wichtigsten deutschen und internationalen Projekte der Zukunft. Eine weitere, zurzeit jedoch wenig bedeutsame Möglichkeit der Energiegewinnung besteht in der oberflächennahen Geothermie in Privathaushalten und der Tiefengeothermie im Rahmen von zurzeit neun kommerziell betriebenen Anlagen.
Nachwachsende Rohstoffe – Bioenergie
Zu den nachwachsenden Rohstoffen, die zur Energieproduktion genutzt werden, zählen neben Biomasse auch biogene Anteile des Hausmülls und Holzkraftwerke. Wichtig ist, dass die Ausgangsstoffe möglichst einfach, energiereich und schadstoffarm zu Strom umgewandelt werden können. Dies kann durch Biogas- beziehungsweise Biogäranlagen sowie Verbrennungskraftwerke geschehen. Ausgangsstoffe können jedwede Materialien sein, die schnell und mit möglichst geringen Investitionen nachwachsen, beispielsweise Holz oder verschiedene Feldfrüchte wie Raps, Zuckerrüben oder Stärkepflanzen. Neben eigens angebauten Produkten eignen sich auch Abfallprodukte aus dem Haushalt sowie der Land- und Forstwirtschaft, beispielsweise Holzpellets oder Stroh. Zudem lassen sich tierische Abfallprodukte wie Gülle und Reste, die sich nicht zum menschlichen und tierischen Verzehr eignen, nutzen. Schlussendlich können die Faulgase, die in Kläranlagen entstehen, zur Energiegewinnung verbrannt werden und beispielsweise Fernwärme produzieren. Welche Pflanzen sich für diesen Zweck eignen, ist auch vom geographischen Standort abhängig – in Deutschland wird vorwiegend Raps genutzt.
Biogasanlagen können sowohl zentral betrieben und an Blockheizkraftwerke angeschlossen als auch von einzelnen Landwirten eingerichtet werden, um Methan in das Gasnetz einzuspeisen. Es existieren sehr unterschiedliche Anlagen, die auf verschiedenen Ausgangssubstraten, Fermentierungswegen und Prozessen beruhen. Dezentral verfügt vor allem China über Haushaltsanlagen, die Familien in ländlichen Gebieten mit Heiz- und Kochmöglichkeiten ausstatten. Neben diesen positiven Wirkungen gibt es jedoch eine Reihe kritischer Auswirkungen. In allen Fällen, in denen keine reinen Abfall- und Reststoffe, sondern Energiepflanzen genutzt werden, steht diese Nutzung in Konkurrenz zur Gewinnung von Nahrungsmitteln. Dies ist – in Anbetracht des nach wie vor schwerwiegenden Welthungerproblems – von großer Bedeutung. Ebenso problematisch ist es Anbauflächen, die zur Nahrungsmittelproduktion genutzt werden könnten, für die Energieerzeugung zu reservieren.
Atomausstieg
In vielen Ländern, die Energie aus Atomkraftwerken generieren, ist ein Atomausstieg in der Diskussion oder bereits geplant. Dies liegt zum einen in der ungeklärten Frage einer sicheren Endlagerstätte für die radioaktiven Überreste begründet. Zum anderen wird, insbesondere nach den schweren Atomunfällen in Tschernobyl und Fukushima, die Gefahr durch Naturkatastrophen, Sabotage oder menschliches Versagen als zu hoch angesehen. In Deutschland soll der Atomausstieg schrittweise bis spätestens 2022 vollzogen werden, wobei ältere Kraftwerke früher aus dem Netz genommen werden als die jüngeren Datums. Daher wurden in den vergangenen Jahren bereits zwei der insgesamt 19 der Energieerzeugung dienenden Kernkraftwerke in der Bundesrepublik heruntergefahren. Gemeinsam mit einem wünschenswerten Ausstieg aus der Kohlekraft stehen demzufolge große Herausforderungen für die deutsche Energiewirtschaft bevor. So würden allein geschätzte 4400 Windräder benötigt, um ein Atomkraftwerk zu ersetzen, sofern man die Nennleistung zugrunde legt. Ein Umstieg würde also nur durch eine geschickte Kombination aller erneuerbaren Energien, verbunden mit einer Weiterentwicklung der jeweiligen Technik zügig ermöglicht.
Klimawandel
Um die gesetzten Klimaziele einhalten zu können, ist es unbedingt notwendig den Emissionsausstoß zu verringern. So werden zurzeit nach wie vor ca. 306 Millionen Tonnen CO2 jährlich allein bei der Energieerzeugung in Deutschland produziert. Hinsichtlich der ausgestoßenen klimagefährlichen Gase ist vor allem eine Abkehr von fossilen Brennstoffen geplant, deren Kohlendioxid- und Schwefeldioxidausstoß den aller erneuerbaren Energien übersteigt.
Ausblick
Bezüglich der Nutzung erneuerbarer und nachwachsender Energie bietet die derzeitige Entwicklung viele interessante Aussichten. So wurden neue Windkraftanlagen-Modelle entwickelt, die effizienter sind und beispielsweise Verwirbelungen nutzen können sowie besser gegen Vogelschlag geschützt sind. Neue Photovoltaikanlagen wie Solarziegel versprechen eine höhere Effizienz bei der Ausnutzung. Solarprojekte in den Wüstengebieten Afrikas könnten bei einer Kooperation mit Europa einen erheblichen Anteil der Stromversorgung beider Kontinente decken. Weitere Entwicklungsbereiche bestehen in der Geothermie, deren effektive Nutzung jedoch vom jeweiligen geographischen Standort abhängt.
Im Fall von Biogasanlagen, die Abfälle und andere Biomasse verwerten, liegt der Fokus vor allem auf der Optimierung bei der Erschließung aller verfügbaren Ressourcen. Auch die Entwicklung effizienterer und umweltfreundlicher Techniken ist einer der Schwerpunkte. Letztendlich gilt es die Akzeptanz zu erhöhen, indem die Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion, sowohl auf die Flächen als auch auf die genutzte Biomasse bezogen, vermieden wird.