Zum Hauptinhalt springen

Erneuerbare Energie und ihre Formen

Derzeit decken wir unseren Energiebedarf vor allem aus fossilen Energiequellen. Die Energieträger Kohle, Öl und Gas werden aus der Tiefe der Erde gefördert und genutzt. Ursprünglich sind auch sie aus biologischen Quellen entstanden, z.B. durch die Ablagerung von Algen. Nur liegt der Zeitpunkt ihrer Entstehung so lange zurück (Millionen von Jahren), dass wir sie nicht einfach wieder erneuern können.

Erneuerbare Energiequellen sind also jene, die zumindest im zeitlichen Kontext einer menschlichen Generation wieder zur Verfügung stehen.

Es gibt nur wenige Urquellen von Energie, das sind unsere Sonne, unsere Erde und auch unser Mond. Streng genommen stammt auch die Energie der Erde und des Mondes aus der Entstehung unseres Sonnensystems.

Die Sonne als Energiequelle

Die Sonne strahlt Energie in Form elektromagnetischer Wellen in das Weltall. Diese Strahlung hat ein breites Frequenzspektrum von langwelliger Wärmestrahlung über das sichtbare Licht und UV bis hin zu kurzwelliger Strahlung.

Wie viel Energie liefert die Sonne der Erde?

Die Strahlungsleistung der Sonne, die auf die Erde trifft, ist die sogenannte Solarkonstante und beträgt 1367 W/m².

Die ständig auf die projizierte Fläche der Erdscheibe einstrahlende Leistung beträgt demnach circa 175 PW. Das ergibt über ein Jahr die Energie von 5,5 * 1024 Joule.

Der technische Gesamtenergieumsatz der Menschen liegt derzeitig bei circa 500 EJ. Das bedeutet, dass circa das 10.000-Fache unseres technischen Energiebedarfes von der Sonne eingestrahlt wird.

Nach dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik würde die Strahlungsleistung der Sonne die Erdkugel kontinuierlich erwärmen. Bei überschlägiger Berechnung mit dem gesamten Erdvolumen und einer angenommenen Wärmespeicherfähigkeit, die der von Granit entspricht, würde sich die Erde um circa 2 Tausendstel Grad pro Jahr erwärmen. Nachdem die Erde bereits mehrere Milliarden Jahre alt ist, müssten hier Temperaturen von mehreren Millionen Kelvin herrschen. Da das nicht der Fall ist, muss es noch eine weitere Größe geben, die wir in unserer Bilanz berücksichtigen müssen, und das ist die thermische Abstrahlung der Erde. Die Erde strahlt kontinuierlich Wärme in das Weltall ab. Diese infrarote Strahlung hält zusammen mit der eingestrahlten Sonnenenergie die Erde in einem thermischen Gleichgewicht.

Diese Wärmebilanz gilt aber nur bei einer Betrachtung des gesamten Erdvolumens als Wärmespeicher und über eine Zeit von vielen tausend Jahren. Sie darf nicht verwechselt werden mit der Klimaerwärmung, die sich sehr viel kurzfristiger und als thermische Welle vorerst nur auf eine dünne Schicht der Erdkruste auswirkt und deshalb deutlich größere jährliche Temperaturänderungen verursacht.

Die Erde als Energiequelle

Die Erde selbst leitet kontinuierlich eine Wärmeleistung von circa 63 mW/m² an ihre Oberfläche. Diese Leistung setzt sich zu etwa gleichen Teilen aus radioaktiven Zerfallsprozessen im Erdinneren und in der Erdkruste gespeicherter Wärme aus der Zeit der Erdentstehung zusammen.

Summiert über die gesamte Erdoberfläche und ein Jahr ergibt das die Gesamtenergie von circa 1 * 1021 Joule, das Doppelte des Gesamtenergiebedarfes der Menschen.

Das heißt, zusammen mit der Sonnenenergie wäre unsere Energieversorgung mehr als ausreichend sichergestellt.

 

Sie dürfen:
Teilen — das Material in jedwedem Format oder Medium vervielfältigen und weiterverbreiten.
Der Lizenzgeber kann diese Freiheiten nicht widerrufen, solange Sie sich an die Lizenzbedingungen halten.
Unter folgenden Bedingungen:
Namensnennung — Sie müssen angemessene Urheber- und Rechteangaben machen, einen Link zur Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden. Diese Angaben dürfen in jeder angemessenen Art und Weise gemacht werden, allerdings nicht so, dass der Eindruck entsteht, der Lizenzgeber unterstütze gerade Sie oder Ihre Nutzung besonders.
Nicht kommerziell — Sie dürfen das Material nicht für kommerzielle Zwecke nutzen.
Weitergabe unter gleichen Bedingungen — Wenn Sie das Material remixen, verändern oder anderweitig direkt darauf aufbauen, dürfen Sie Ihre Beiträge nur unter derselben Lizenz wie das Original verbreiten.
Keine weiteren Einschränkungen — Sie dürfen keine zusätzlichen Klauseln oder technische Verfahren einsetzen, die anderen rechtlich irgendetwas untersagen, was die Lizenz erlaubt.
Hinweise zur Namensnennung/Zitierweise:
Texte: Autor_innen des Lernfelds/ Fallbeispiel/ Kurswoche, Erscheinungsjahr, Titel des Lernfelds/ Fallbeispiel/ Kurswoche. Hrsg.: e-genius – Initiative offene Bildung, www.e-genius.at”
Bilder: „Name der Rechteinhaberin/des Rechteinhabers/ Name des Fotografen www.e-genius.at“