Ein Schülerblog von Maximilian Traxler.
——————————————————————————–
Warum man die Energiegewinnung revolutionieren muss?
Der Klimawandel schreitet immer weiter voran. Es wird also höchste Zeit darüber
nachzudenken, die Energiegewinnung zu revolutionieren, um den CO2 Ausstoß zu
minimieren und den Klimawandel zu verlangsamen. Es gibt dabei viele
Technologien, mit denen man dies umsetzen könnte. Von der klassischen
Solarenergie bis zur weit entfernten „Dysons Sphere“, mit der man fast 100% der
Sonnenenergie verwenden könnte, ist alles dabei. Hier werden ein paar dieser
Technologien gegenübergestellt und verglichen.
Vor- und Nachteile
Jede Technologie hat Vor- und Nachteile und mit diesen kann man sie sehr gut
vergleichen. Einige zeichnen sich mit Hoher Effizienz aus, andere mit besonderer
Sicherheit. Die Meinungen bei diesen Themen streuen sich weit, es gibt also
nicht wirklich die perfekte Energiequelle.
Klassische erneuerbare Energien
Solarenergie, Windenergie und Wasserenergie sind die bekanntesten erneuerbaren
Energien. Sie sind relativ unkompliziert, haben jedoch einige Nachteile.
Solarenergie ist sehr praktisch, da man Solarzellen so gut wie überall, wo
öfters die Sonne scheint, aufbauen kann. Privatpersonen können sie einfach
erwerben, um sich ihre Stromrechnung zu verbilligen, jedoch sind sie relativ
teuer und haben eine lange Amortisationszeit. Ein großer Nachteil ist jedoch,
dass die Sonne nicht immer scheint und dadurch der Output nicht konstant ist.
Wenn zu wenig oder zu viel Strom in das Netz eingespeist wird, kann es zu einem
Blackout kommen und es würde länger dauern, bis das Netz wieder hochfahren
könnte.
Windenergie ist relativ simpel. Die Bewegungsenergie des Windes wird in
elektrische Energie umgewandelt. Das Problem dabei ist, dass es nicht besonders
schön aussieht, außerdem ist ein Windpark ein massiver Eingriff in die Umwelt.
Auch hier gibt es denselben Nachteil wie bei der Solarenergie, da auch der Wind
nicht konstant ist.
Es gibt mehrere Arten von Wasserkraft. Die bekanntesten sind die Pump- und
Speicherkraftwerke, Laufkraftwerke und Gezeitenkraftwerke. Österreich hat sehr
viele Stellen, wo man Wasserkraft einsetzen kann, wodurch es uns leichter als
anderen Ländern fällt ,unseren Strom zu 100% aus erneuerbaren Energien zu
produzieren.
Pump- und Speicherkraftwerke sind sehr praktisch, da man damit die Menge an
Strom im Netz regulieren kann. Gibt es einen Überfluss, wird Wasser aus dem Tal
in einen Speicher auf einem Berg gepumpt. Herrscht hingegen ein Mangel, wird
Wasser durch Turbinen in das Tal geleitet. Mit diesen Kraftwerken kann man
praktisch Energie speichern, jedoch geht dabei Energie verloren, da sowohl die
Pumpen als auch die Turbinen keinen perfekten Wirkungsgrad haben.
Laufkraftwerke werden in Flüssen gebaut. Sie nutzen die Bewegungsenergie des
Wassers, um Strom zu erzeugen. Ein großer Vorteil ist, dass man den Strom, der
erzeugt wird sehr gut regulieren kann. Jedoch kann man sie nicht überall bauen,
und sie beeinflussen die Umwelt sehr stark.
Gezeitenkraftwerke machen sich Ebbe und Flut zu Nutze. Sie werden dort erbaut,
wo die Gezeiten sehr stark spürbar sind. Sie machen sich die Bewegungsenergie
des steigenden Wassers zu Nutze. Leider ist auch diese Art von Wasserkraft ein
großer Eingriff in die Umwelt.
Kernspaltung
Kernspaltung spaltet die Meinungen vieler Experten. Einige meinen, dass nur mit
Kernenergie der Klimawandel gestoppt werden kann. Andere meinen jedoch, dass die
Technologie veraltet und zu gefährlich ist. Trotz ihres eher schlechten Rufs hat
sie sehr viele Vorteile.
Wie funktioniert sie eigentlich? Im Reaktor werden schwere, radioaktive Atome in
kleinere, radioaktive Atome gespalten. Dabei wird Energie in Form von Wärme
freigesetzt. Mit dieser Wärme wird Wasser erhitzt und mit dem Dampf wird eine
Turbine angetrieben. Dabei entsteht radioaktiver Atommüll, dafür werden keine
Schadstoffe an die Luft abgegeben.
Vorteile der Atomenergie ist, dass sie sehr effizient ist. Dabei erzeugt ein
Kilogramm Natururan so viel Strom wie 16000 Kilogramm Steinkohle. Außerdem gibt
es auf der Erde viele Uranvorkommen, mit denen man die komplette Menschheit über
2000 Jahre mit Strom versorgen kann. Ein anderer Vorteil ist, dass keine
Schadstoffe an die Luft abgegeben werden. Außerdem können sie, nachdem sie erst
einmal erbaut wurden, ziemlich kosteneffizient laufen. Man kann die Erzeugung
der Energie sehr gut regulieren, wodurch man vor allem einen Mangel an Energie
sehr gut ausgleichen kann.
Natürlich hat diese Technologie auch einige Nachteile. Der bekannteste ist das
Problem mit dem radioaktiven Atommüll. Das Problem daran, dass er viele Jahre
nach der Entstehung noch radioaktiv ist, wodurch man ihn sehr lange sicher
lagern muss. Ein anderes Problem ist, dass die meisten Kraftwerke veraltet sind,
da die meisten in den 1970er gebaut wurden. Viele haben auch Bedenken mit der
Sicherheit von Atomkraftwerken. Objektiv betrachtet ist Kernspaltung jedoch sehr
sicher.
Kernfusion
Die Kernfusion ist eine vielversprechende Art der Energiegewinnung. Derzeit ist
diese Technologie leider noch nicht ausgereift, weswegen man noch abwarten muss,
ob man sie wirklich einsetzen kann. Über die Kernfusion wurde schon ein Blog
verfasst, weswegen hier nicht so sehr darauf eingegangen wird. Auch diese
Technologie hat einige Vorteile, aber auch Nachteile.
Ein großer Vorteil dieser Technologie ist, dass man dadurch sehr viel Energie
gewinnen kann. Die Isotope, die dafür verwendet werden, findet man in großen
Vorkommen auf der Erde. Damit könnte man die Menschheit für sehr lange Zeit mit
viel Energie versorgen. Ein weiterer Vorteil ist die Sicherheit. Die Kraftwerke
können weder explodieren, noch die Umwelt dabei verpesten. Die Reaktion würde
sofort abrechen, sobald ein Loch oder sonstiges entstehen würde.
Ein wichtiger und großer Nachteil ist, dass die Technologie noch nicht
ausgereift ist. Man muss sehr viel Geld darin investieren, um die Forschung
voran zu bringen. Es ist noch ein weiter Weg bis zur Serienreife von
Kernfusionskraftwerken.
Dyson‘s Sphere
Die Dyson’s Sphere ist ein Megakonstrukt, mit dem wir fast 100% der Energie der
Sonne verwenden könnten. Es existieren schon Skizzen und Ideen, wie ein
derartiges Konstrukt aussehen könnte. Diese Technologie wird jedoch erst weit in
der Zukunft realisierbar sein.
Eines der realistischsten Modelle einer Dyson’s Sphere, ist ein Ring aus
Spiegeln. Dabei wird ein Ring aus Spiegel in unmittelbare Nähe der Sonne
geschossen. Diese reflektieren die Strahlung der Sonne auf einen Punkt, wo sie
in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Diese Spiegel müssen jedoch sehr
robust und lange haltbar sein, was schon ein Problem darstellt. Noch dazu muss
man einen ganzen Planeten abbauen, um die Ressourcen für eine Dyson’s Sphere zu
erlangen. Der Bau würde sehr lange dauern und man müsste eine Basis auf Merkur
bauen, von wo man die Spiegel abschießen könnte.
Der Vorteil daran ist, dass man praktisch unendlich Energie für sehr lange Zeit
hätte. Durch eine Dyson’s Sphere würden der Menschheit ganz neue Möglichkeiten
eröffnet werden. Man könnte zum Beispiel einen Antrieb, der das ganze
Sonnensystem bewegen könnte, antreiben.
Natürlich ist diese Technologie noch weit entfernt. Sie ist aber rein
theoretisch möglich. Das Problem ist nicht die Komplexität, sondern der
Ressourcenaufwand.
Man sollte optimistisch in die Zukunft sehen und irgendwann wird die Menschheit
bereit sein, solche Konstrukte zu erbauen und zu nutzen.
Quellen
* https://www.youtube.com/watch?v=CtD7xLLNODg&t=113s
[https://www.youtube.com/watch?v=CtD7xLLNODg&t=113s]
* https://www.youtube.com/watch?v=9PugxoigU8U
* https://www.youtube.com/watch?v=V3OrmIuN_QQ
* https://www.youtube.com/watch?v=Vq3f3sNyXuk
* https://www.youtube.com/watch?v=lj4IC70kDIU
* https://www.leifiphysik.de/kern-teilchenphysik/kernspaltung-und-kernfusion/grundwissen/kernfusion
* https://www.wasserkraftverband.de/pages/wissenswertes-zur-wasserkraft/verschiedene-arten-von-wasserkraftwerken.php
* https://www.youtube.com/watch?v=pP44EPBMb8A&t=486s
[https://www.youtube.com/watch?v=pP44EPBMb8A&t=486s]
* http://www.solarkraft-umwelttechnik.de/solarkraftumwelttechnik.de/Willkommen.html
[http://www.solarkraft-umwelttechnik.de/solarkraft-umwelttechnik.de/Willkommen.html]
