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 Wasserenergien. 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