Voller Energie in die Zukunft

CO2

Energie im Überf luss?Sonne, Wind und Wasser liefern uns unbegrenzte Energievorräte.Problematisch ist nur, dass wir bisher vor allem Energieträger nut-zen, die endlich sind. Denn für Wärme und Motoren werden haupt -sächlich Erdöl, Erdgas und Kohle verbrannt, die über Millionen vonJahren unter hohem Druck und erhöhter Temperatur in der Erdeentstanden sind, und jetzt nur noch für eine absehbare Zeit zur Ver-fügung stehen. Diese sogenannten fossilen Brennstoffe – „fossil”kommt aus dem Lateinischen und heißt ausgegraben – werden inKraftwerken und Raffinerien in verwertbare Energie umgewandelt,also Strom oder Wärme, Heizöl oder Benzin. Doch schon bei derUmwandlung geht ein Teil der Energie verloren.

Weltmeister im EnergieverbrauchSo schön unser Wohlstand ist – er hat auchSchattenseiten, denn er verschlingt eine MengeEnergie. Und je technisierter die Gesellschaft ist,desto mehr Energie benötigt sie. Entwicklungs-länder brauchen weit weniger Energie als wir.2008 lag der Pro-Kopf-Energieverbrauch derBewohner der Industriestaaten, die in der OECD(Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeitund Entwicklung) zusammengefasst sind, beietwa 8.500 kWh pro Jahr. Dagegen benötigtenzum Beispiel die Menschen in Afrika nur durch-

schnittlich rund 570 kWh pro Person im Jahr. Der weltweite Durchschnitt beim Ener-

gieverbrauch liegt übrigens bei 2.780 kWh/Kopf.

Quelle: OECD/IEA (2010)

Unser Klima, unsere Energie

Inhalt

3 Energieverbrauch global

4 Energieverbrauch lokal

6 Energie sparen / Energieeffizienz

8 Ökologischer Fußabdruck

10 Sonne / Wind

12 Wasser / Biomasse & Erdwärme

14 Neue Technologien

16 Links / Impressum

Noch nie hat sich ein sparsamer Um-gang mit Energie mehr gelohnt, dennnoch nie waren Strom, Gas und Öl teurerals heute. Was aber noch schwererwiegt: Die Verbrennung fossiler Energie-träger und der damit verbundene Aus-stoß des Treibhausgases Kohlendioxid(CO2) ist die Hauptursache für die globaleErwärmung unserer Erde. Deshalb sindeine höhere Energieeffizienz und derAusbau von erneuerbaren Energieträgernder Schlüssel zu einer nachhaltigen Ener-giewirtschaft.

Wo sich das Sparen wirklich lohnt, wel-che innovativen Techniken in Baden-Württemberg entwickelt werden und wiehoch der Anteil verschiedener erneuerba-rer Energieträger in unserem Land ist,wird auf den folgenden Seiten gezeigt.

Franz Untersteller MdL

Minister für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft des Landes Baden-Württemberg

Alles hat ein EndeWir machen das Licht an, drehen die Heizung auf, hören Musik,sehen fern und fahren mit dem Auto, Mofa oder der Bahn. All dasbenötigt Energie und verbraucht die Ressourcen der Erde – undzwar nicht zu knapp. Wenn wir so weiter wirtschaften wie 2014, rei-chen nach Einschätzungen von Experten die Ölreserven noch etwa53 Jahre, die Gasvorkommen 55 Jahre und Kohle 113 Jahre. DasEnde unserer Rohstoffvorräte ist also absehbar und wird durch denstetig wachsenden Energiehunger der Weltbevölkerung nochbeschleunigt.

Quelle: 63. BP Statistical Review of World Energy 2014

Wir heizen dem Kl ima einJe mehr Energie benötigt wird, desto stärker steigt nicht nur derPreis, sondern auch die Umweltbelastung. Beim Verbrennen vonErdöl, Kohle und Gas in (Auto-)Motoren, Heizungen und Kraftwerkenentsteht das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2). Dieses ist mitverant-wortlich für den Klimawandel. Lag die CO2-Konzentration in der Atmosphäre in den letzten 1.000 Jahren noch relativ konstant bei 280 ppm (Teile pro Million), so stieg sie seit der Erfindung derDampfmaschine immer rascher an. 2010 lag die CO2-Konzentrationin der Atmosphäre bereits bei etwa 390 ppm. Um die Auswirkungenauf das Klima einzudämmen, hilft nur eins: Der Ausstoß von CO2

soll bis 2050 um 40 bis 70 Prozent gesenkt werden. Ziel ist, bis zumJahr 2100 den Nullpunkt zu erreichen. Nur so lässt sich die Erder-wärmung im kontrollierbaren Bereich halten.

Quelle: IPCC-Klimabericht 2013/2014

Pil len, Farben, cooles Styl ingDie permanent steigenden Benzinpreise an den Zapfsäulen machenes deutlich: Erdöl wird immer wertvoller. Es ist aber nicht nur alsKraftstoff und zum Heizen notwendig, sondern es kann viel mehr. Überall begegnen wir Erdölprodukten; zum Beispiel im Klassenzim-mer: die Fensterrahmen, Tische und Stühle aus Kunststoff, dercoole Anorak des Sitznachbarn, die Wandfarbe und der neue roteLippenstift der Lehrerin. Doch nicht nur das: Auch Medikamente,Waschmittel, Dämmstoffe, Reifen und Dünger werden aus Erdölhergestellt.

Auf den Tel ler oder in den Tank?Ackerflächen wurden bisher hauptsächlich für den Anbau von Nah-rung- und Futtermittelpflanzen genutzt. Doch inzwischen werdenvermehrt auch Pflanzen angebaut, aus denen beispielsweise Bio-sprit erzeugt wird. Weltweit entsteht so eine zunehmenden Konkur-renz zwischen dem Bedarf an Lebensmitteln und der Nachfragenach Energie aus Energiepflanzen wie z. B. Raps.

Die eingesetzte Primärenergie – dassind alle Energieformen, die von derNatur zur Verfügung gestellt wer-den – verteilte sich in Deutsch landim Jahr 2013 wie folgt:

Mineralöle 33,4 %Erdgas 22,3 %Steinkohle 12,8 %Braunkohle 11,7 %Kernenergie 7,6 %Erneuerbare Energien 11,5 %Andere 1,5 %

Quelle: AGEP (AG Energiebilanzen e.V.)

Der Energiemix inDeutschland 2013

Energie-MusterländleBaden-Württemberg will auch in Sachen Energie Musterländle seinund die fossilen Energievorräte für künftige Generationen schonen.Ziel der Landesregierung ist, dass die erneuerbaren Energieträgerwie Wasser, Sonne, Wind und Biomasse die Stromlieferanten derZukunft sein werden. Den größten Anteil an der regenerativenStromerzeugung im Land stellt bisher noch die Energie aus Wasser-kraft dar. Doch auch der Ausbau von Fotovoltaik macht sich inzwi-schen deutlich bemerkbar. Mittlerweile wird knapp ein Drittel desgrünen Stroms solar erzeugt. Ebenso sind Windenergie-Anlagendeutlich auf dem Vormarsch. Je höher der Anteil der erneuerbarenEnergien steigt, desto weniger CO2 belastet bekanntlich das Klima.

Eckpunkte einer nachhaltigen Energieversorgung sind:> Energieproduktivität erhöhen > Energieverbrauch deutlich absenken> Mit der Abwärme, die bei der Stromerzeugung entsteht, heizen

(Kraft-Wärme-Kopplung)> Den Einsatz von klimafreundlicher Stromerzeugung durch Wind- und

Wasserkraft, Sonnenenergie und Biomasse erhöhen> Die Energieforschung fördern: In Baden-Württemberg, das im welt-

weiten Vergleich auf Platz vier bei angemeldeten Erfindungen undPatenten steht, soll der Schwerpunkt der Forschung vor allem bei denerneuerbaren Energien, Batterien und anderen Energiespeichernsowie Brennstoffzellen liegen.

Oscar fürs EnergiesparenEnergieeffiziente Bürogeräte für das Rathaus, intensive Energieberatungfür Bauherren oder zentrale Fahrradstationen sind nur einige Möglichkei-ten, wie Städte und Gemeinden ihre Klimapolitik effizienter gestaltenkönnen. Belohnt werden sie dafür mit einer Art Oscar für energieeffizi-ente Gemeinden: dem European Energy Award (eea). Im März 2014wurden 18 baden-württembergische Kommunen für ihre Fortschritte beider effizienten Energienutzung ausgezeichnet. 57 Städte und Gemein-den in Baden-Württemberg tragen bereits den Titel eea-Kommune.Deutschlandweit sind es sogar 260 Städte und Gemeinden sowie 30Landkreise.

Stromerzeugung aus erneuerbarenEnergieträgernBaden-Württemberg will die Versorgungder Bevölkerung mit Ökostrom erheblichsteigern. Im Jahr 2013 verteilte sich dieStromerzeugung durch erneuerbare Ener-gieträger wie folgt:

Wasserkraft 36,8 %Biomasse 28,1 %Windenergie 4,8 %Fotovoltaik (Sonne) 30,2 %

Quelle: Erneuerbare Energien in Baden-Württemberg, 2013

Der größte Energiefresser im HausWer im Winter bei gekipptem Fenster und aufgedrehten Heizkör-pern im T-Shirt rumsitzt, der hat entweder zu viel Geld oder keineAhnung von Klimaschutz! In normalen Haushalten wird fast 90 Pro-zent der Energie für Heizung und Warmwasser benötigt. Schlechtdabei, dass sich die Wärme wieder durch Wände, Fenster, Dach,Türen und Fußboden davonmacht. Deshalb sind eine gute Däm-mung und ein cleveres Energieverhalten ein richtiges Sparbuch. Schon jedes Grad weniger Raumtemperatur spart bis zu sechs Pro-zent am Energieverbrauch. Studien zeigen, dass mit einer verbes-serten Energieeffizienz ein Plus von bis zu 1.000 Euro pro Jahr aufdem Konto verbucht werden kann.

Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, 2013

Komfort kontra Kl ima?Auf ein beheiztes Zimmer, eine warme Dusche, Licht und Elektro-geräte will natürlich keiner gern verzichten, doch diese Annehmlich-keiten unseres Lebens verursachen in Baden-Württemberg etwa 27 Prozent der CO2-Emissionen. Den Rest stoßen Kraftwerke (rund27 Prozent), Industrie (etwa 15 Prozent) und Verkehr aus (fast 31 Prozent). Wem diese Werte zu abstrakt sind, findet im Internetinzwischen zahlreiche CO2-Rechner, mit denen man seine persönlicheCO2-Bilanz ausrechnen kann.

Schaffen, sparen, Häusle sanierenBesonders viel CO2 stoßen Heizung und Warmwasserbereitungälterer Gebäude aus. Das vorhandene Einsparpotenzial ist häufigunbekannt oder wird unterschätzt. Eine Energiediagnose bringtTransparenz in die Energiekosten. Am 11. März 2015 wurde das neue Erneuerbare-Wärme-Gesetz(EWärmeG) verabschiedet. Häuslesbesitzer, die ihre Heizungsanlageaustauschen, müssen ab Juli 2015 mit mindestens 15 Prozent Öko-wärme heizen, zum Beispiel mit Sonnenkollektoren, Holzpelletöfen,mit Erdwärme oder Wärmepumpen. Der Pflichtanteil erneuerbarerEnergien lag zuvor bei zehn Prozent.Auch eine gute Fassadendämmung oder Fernwärme aus Kraft-Wärme-Kopplung oder Blockheizkraftwerken gelten. Wer sein Hausentsprechend der gesetzlichen Vorgaben renoviert, schont nicht nurdie Umwelt, sondern auch seinen Geldbeutel. Auch kann er dafürGeld vom Staat erhalten: Denn Bund und Land unterstützen dieSanierung älterer Gebäude zur Energie einsparung.

Quelle: Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, EWärmeG, 2015

Wärmedämmungspart EnergieWer Energiekosten sparen will, musserst mal investieren. Aber die Investitio-nen zahlen sich schnell aus, denn durchfolgende Wärmedämm-Maßnahmenkann viel Energie (kWh) eingespart wer-den:

Neue Fenster 25 %Dachdämmung 30 %Wanddämmung 35 %Bodendämmung 10 %

Quelle: Broschüre “Wärmedämmung”,

Verbraucherzentrale Bundesverband e.V. (vzbv), 2014

Energie intel l igent nutzenStrom und Wärme, die nicht gebraucht werden, müssen auch nichterzeugt werden und vermindern damit schädliche Treibhausgase, dennKlimaschutz beginnt beim bewussten Umgang mit Energie. Das bedeu-tet nicht Verzicht auf Lebensqualität, sondern Verzicht auf Energiever -schwen dung. Niemand muss in dicken Wollsocken bei Kerzenlicht Zei -tung lesen und im Winter die Butter aufs Fensterbrett legen. Expertengehen davon aus, dass man drei Viertel des Energieverbrauchs im Haus-halt durch neue Technologien und Verhaltensänderungen vermeidenkann, ohne dass der Komfort leidet.

Ausschalten und sparenAllzeit bereit warten Fernseher, Sound-Systeme, WLAN-Router undComputer im Stand-by-Betrieb auf ihren Einsatz. Und auch wennman sie mit der Fernbedienung ausmacht, fressen sie noch kräftigStrom. Es gibt sogar ganz heimtückische Geräte, die selbst dannStrom aus der Leitung ziehen, wenn sie ausgeschaltet sind – dasnennt man Scheinaus.Und diese Stromfresser haben ihren Preis: Sieerhöhen die Stromrechnung eines Privathaushaltes im Durchschnittum etwa 71 Euro im Jahr. In Deutschland werden jährlich mehr als22 Milliarden Kilowattstunden von Elektrogeräten in Wartestellungvöllig nutzlos verbraucht – das entspricht der Leistung von zweiGroßkraftwerken! Deshalb:

> Geräte bei Nichtgebrauch ganz abschalten; am besten über eineschaltbare Steckerleiste.

> Bei Neukauf darauf achten, dass die Geräte einen „echten“ Aus-knopf besitzen und sich möglichst trotzdem die Einstellungenmerken.

> Mit einer schaltbaren Steckerleiste lassen sich mehrere Gerätezusammen ein- und ausschalten.

Energiespart ipps fürs traute Heim> Beim Lüften Fenster weit, aber nur kurz öffnen, und dabei die Heizung

ausdrehen, statt das Fenster den ganzen Tag gekippt lassen (Stoßlüf-ten statt Dauerlüften).

> Nachts die Heizung runterdrehen und die Rollläden runterlassen. Sobleibt die wertvolle Wärme im Zimmer und geht nicht durch die Schei-be verloren.

> Heizungen runterdrehen, wenn niemand im Zimmer ist.> Heizkörper nicht mit schweren Gardinen oder Wäsche zuhängen bzw.

Möbel zustellen. > Duschen statt Baden spart Wasser – vor allem warmes.

Kohle(ndioxid) sparenSoviel „Kohle” (Euro pro Jahr) bleibtübrig, wenn man ein paar einfache Ener-giespartricks nutzt:

Sparduschkopf benutzen 290 EuroWäscheleine statt Trockner nutzen 110 EuroMit Deckel kochen 46 EuroWasser im Kocher erhitzenstatt auf der Herdplatte 40 EuroRaumtemperatur um ein Grad senken 135 EuroMit Eco-DrivingKraftstoffverbrauch senken 180 Euro

Quelle: WWF Deutschland, 2015

Die Technik machtsEine gute Wärmedämmung und effiziente Heizsysteme, Energiespar-lampen und verbrauchsarme Elektrogeräte lassen die alljährliche Ener-gieabrechnung schrumpfen und schonen die Umwelt. Moderne Energie-sparlampen zum Beispiel brauchen bei gleicher Leistung 80 Prozentweniger Strom als klassische Glühbirnen und leben zehnmal länger. Undeine Gefriertruhe der Klasse A+++ verbraucht im Jahr nur gut ein Dritteldessen, was ein gleichgroßes A-Modell verschlingt. Gute Beispiele alsofür hohe Energieeffizienz.

Behagl ich warm und dabei spar’nBei vielen Energieumwandlungsprozessen entsteht Abwärme, Ener-gie, die ungenutzt verpufft. Bestes Beispiel ist eine ganz nor maleGlühbirne: Nur drei Prozent der elektrischen Energie wird in Licht-energie umgewan delt. Der Rest ist die Energie, die benötigt wird,um den Glühfaden in der Birne soweit zu erhitzen, bis er glüht.

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird die bei der Stromerzeugunganfallen de Abwärme als Fernwärme zum Heizen benachbarterWohngebiete genutzt. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anla-gen) haben einen hohen Wirkungsgrad und arbeiten sehr umwelt -freundlich, da sie durch die gemeinsame Herstellung der gleichennutzbaren Energiemenge weniger Brennstoffe brauchen als her -kömmliche Kraftwerke. So sparen sie mindestens zehn ProzentPrimärenergie und CO2-Emissionen – oft sogar deutlich mehr.

Gemeinsam sparen lohnt doppeltIn Industriebetrieben ist ein effizienter Umgang mit Energie ebenfallsangesagt. Insgesamt haben private Haushalte und die deutsche Wirt-schaft im Jahr 2012 rund 775 Mio. Tonnen CO² in die Luft geblasen.Darin sind die durch die Stromerzeugung verursachten CO²-Emissionenenthalten. Eine enorme Menge, die deutlich reduziert werden kann.Bespielsweise durch eine Steigerung der Energieeffizienz: Durch soge-nannte lernende Unternehmensnetzwerke sollen die Einsparungen auf 2 bis 3,5 Prozent pro Jahr gesteigert werden. Energieeffizienz wirdzunehmend auch zum Wettbewerbsfaktor.

Quelle: Umweltbundesamt, 2014 / Modell Hohenlohe, 2015

Ist Geiz gei l?Energieeffiziente Geräte sind manchmalbeim Kauf etwas teurer, dafür lassen siedie jährliche Stromrechnung schrump-fen. Das lässt sich pro Jahr im Haushalt-sparen:

LCD-Fernseher 47 EuroSparsamer Rechner 25 EuroHaushaltsgeräte mit Energie-effizienz-Klasse A+++ 160 EuroEnergiesparlampe stattGlühlampe 100 Euro

Quelle: dena Deutsche Energie-Agentur, 2015

Eine Erde reicht uns nicht . Oder?Wer Energie spart , schont nicht nur seinen Geldbeutel , sondernhandelt verantwortungsbewusst – für sich, seine Mitmenschenund künft ige Generat ionen. Denn wenn weltweit al le so r iesigeökologische Fußabdrücke hinterl ießen, wie wir in Deutschland,bräuchten wir fast drei Erden! Der ökologische Fußabdruck zeigt ,wie sich unsere tägl ichen Gewohnheiten auf die Erde auswirken.Da wir mit unserem einen Planeten zurecht kommen müssen undauch unsere Kinder und Enkel s ich darauf wohl fühlen sol len,müssen wir unseren Al l tag überdenken. Unter www.footprint-deutschland.de kann jeder herausf inden, auf wie großem Fuße ereigentl ich lebt .

...denn der Anbau von Gemüse benötigtweit weniger Ressourcen und landwirt-schaftliche Fläche, als die Tierzucht. Istauch logisch: Entweder kann ein Menschvon Soja und Gemüse satt werden, odereine Kuh. Und wenn Kühe pupsen und rülpsen, wird es richtig schlimm, dennKühe produzieren Methangas und das ist21-mal klimaschädlicher als CO2.

... dann kann er was erzählen – muss sich aber vorher überle-gen, welches Verkehrsmittel er nutzt. Bei kürzeren und mittle-ren Strecken haben das Rad, die Bahn und der Bus in SachenKlimaschutz die Nase vorn. Für Fernreisen gibt es zum Flug-zeug oft keine Alternative. Dennoch kann für den Klimaschutzetwas getan werden, indem freiwillige Ausgleichszahlungenfür Umweltprojekte geleistet werden. Wer zum Beispiel eineReise nach Rio de Janeiro in Brasilien unternimmt, muss dafürca. 140 Euro als CO2-Kompensation berappen.

Wenn einer eine Reise tut , . . .

Vegetarier schonendas Kl ima, . . .

... ist ein Ladegerät auch dann noch, wenn es nachdem Laden in der Steckdose bleibt. Das Ladegerätgehört zu den ganz heimtückischen elektronischenGeräten, denn wer würde denken, dass es noch Strombraucht, wenn es nicht mehr lädt? Deshalb: Steckerraus und aus die Maus!

Permanent unter Strom . . .

Googlen kostet jede Menge Energie

Mal ehrlich: Wer genießt es nicht langeund warm zu duschen? Doch dabei wirdrichtig viel Energie für die Bereitung deswarmen Wassers benötigt. Für eine bes-sere Klimabilanz empfiehlt es sich kürzerzu duschen und beim Einseifen dasWasser auszudrehen.

Von Warmduschern und Dauerduschern

„Warte mal, ich google das mal kurz!“ Im Informationszeitalter ist das vermut-lich einer der häufigsten Sätze. Den meisten von uns ist nicht bewusst, dassSuchmaschinen wahre Stromfresser sind: Pro Suchanfrage im Internet werdenSchätzungen zufolge rund vier Watt pro Stunde verbraucht – das ist so vielStrom wie eine Energiesparlampe in einer Stunde braucht. Und jetzt rechnetmal hoch, was das pro Tag und pro Kopf ausmacht ... da kommt ganz schönwas zusammen! Quelle: Umweltbundesamt, 2009: Computer, Internet und Co – Geldsparen und Klima schützen

Bis aus der Baumwolle aus Kasachstan eine Jeanshose wird,die wir in Deutschland kaufen können, muss ganz schön vielBenzin und Kerosin aufgewendet werden: Die Hose fliegtfast einmal um die Welt, bevor sie zu uns kommt. Die meisteEnergie wird nicht für die Herstellung des Kleidungsstücksgebraucht, sondern für dessen Transport von Produk tionsortzu Produktionsort. Aber auch das häufige Waschen undBügeln trägt einiges bei zum gar nicht so kleinen ökologi-schen Rucksack der Jeanshose. Quelle: Gesamttextil, 2001: Lebenslauf von Textilien

Einmal um die ganze Welt

Die Sonne anzapfen . . .Alles Gute kommt von oben? Im Fall der Sonne ganz bestimmt. Ohneihre Energie gäbe es kein Leben auf unserem Planeten. Pflanzen nutzendas Sonnenlicht, um zu wachsen (Fotosynthese) und speichern somitdie Lichtenergie. Da fossile Energieträger aus Algen, Pflanzen undKleinstlebewesen vergangener Zeiten bestehen, nutzen wir, wenn wirsie verbrennen, indirekt ebenfalls Sonnenenergie. Heute können wir dieSonnenenergie der Gegenwart direkt anzapfen – ohne schädliche Emis-sionen.

. . . für warmes Wasser Bei der Solarthermie wird die Wärme, die von der Sonne ausgeht, mit-tels Sonnenkollektoren genutzt. Bei Sonnenschein erwärmt sich dieFlüssigkeit in den Kollektoren. Diese Wärme wird durch einen Wärme -tauscher an das Brauchwassersystem weitergegeben.

Eine optimal dimensionierte Solaranlage kann den Warmwasserbedarfeines Haushalts außerhalb der Heizperiode in der Regel vollständig ab -decken. So lassen sich im Jahr etwa 60 Prozent der für die Trink wasser -erwärmung benötigten Energie einsparen. Für einen 4-Personen-Haus-halt werden etwa vier bis sechs Quadratmeter Kollektorfläche benötigt.

. . . für elektr ischen Strom Bei der Fotovoltaik wird das Sonnenlicht in Solarzellen in elektrischenStrom umgewandelt. Normalerweise fließt der gewonnene Strom insallgemeine Stromnetz, inzwischen ist es aber möglich, dass die Hausbe-sitzer ihn selbst nutzen. Wegen der festgelegten Vergütung, dieEigentümer pro Kilowattstunde Solarstrom bekommen, lohnt es sich,Fotovoltaikmodule auf dem Dach zu installieren.

Wüstenstrom made im Ländle?!Wenn für jeden Menschen 20 Quadratmeter Wüste mit Spiegel- oderSolarfeldern solarthermischer Kraftwerke ausgestattet wären, wäre derStrombedarf Tag und Nacht gedeckt. Ein großes Problem war bisher,den in der Wüste erzeugten Strom bis nach Europa zu transportieren.Dank moderner Stromleitungen ist es nun möglich, Solarstrom in dernordafrikanischen Wüste für das ferne Europa zu erzeugen. Fortschrittmade in Schwaben. Denn die grundlegenden Studien zu einem Wüsten-strom-Projekt namens Desertec wurden in Stuttgart angefertigt. ErsteAnlagen in Spanien zeigen, dass die Technologie funktioniert, interes-sierte Investoren stehen bereit und trotzdem haben wir noch keinenWüstenstrom – auch wegen der politischen Rahmenbedingungen in vie-len afrikanischen Ländern.

Quelle: www.desertec.org, 2015

30 Minuten reichenfür ein ganzes JahrDie Sonneneinstrahlung, die in einer hal-ben Stunde auf die Erde auftrifft, würdetheoretisch reichen, um den Energiehun-ger der gesamten Weltbevölkerung ineinem ganzen Jahr zu stillen.

Quelle: BINE-Informationsdienst, 2015

Den Wind fangenDie mechanische Kraft des Windes wurde schon seit jeher genutzt, umin Windmühlen Mahlsteine und Schöpfräder anzutreiben. Die modernendreiflügeligen Rotoren nutzen nicht das Widerstands-, sondern das Auf-triebsprinzip. Der vorbeiströmende Wind erzeugt an den Flügeln derAnlage einen Auftrieb und versetzt sie so in Rotation.

Am wirkungsvollsten arbeiten die Riesen-Windräder in Küstengebieten,aber auch auf dem Land und in den Bergen grüßen die dreiarmigenGesellen weithin sichtbar. Moderne Windenergieanlagen an Land (On-shore) erreichen Leistungen von 2,5 Megawatt und mehr. In der Nord-see wurden bereits mehrere Windkraftanlagen errichtet, die jede Mengeregenerativen Strom erzeugen. Mit dabei eine Firma aus dem LandkreisEsslingen, die zurzeit einen Offshore-Park mit 80 Windkraftanlagenerrichtet. Mit einer Leistung von jeweils fünf Megawatt könnte damiteine ganze Großstadt für ein Jahr mit regenerativem Strom versorgtwerden. Kraftig gebaut wird schon an einem Windpark eines anderenbaden-wurttembergischen Unternehmens. Den ersten kommerziellenOstsee-Windpark konnte die EnBW 2011 in Betrieb nehmen.

Quelle: www.offshore-windenergie.net, 2015

Woher kommt der Wind?Unglaublich, aber wahr: Auch der Wind kommt von der Sonne. DieSonne erwärmt die Luft, diese steigt auf, weil sie leichter ist als kalteLuft. Wenn die Sonne verschiedene Stellen unterschiedlich starkerwärmt, strömt von unten kalte Luft nach: der Wind. Die Landmasseim Inland erwärmt sich schneller als das Wasser des Meeres. Deshalbweht die Brise an der Küste steifer.

Riesendynamo im High-Tech-LandIm Prinzip funktioniert ein modernes High-Tech-Windrad genau wie einFahrraddynamo. Im Innern des Kopfes dreht sich in einem Generator einstarker Magnet, der durch die Drehung des Rotors bewegt wird. Drumherum sind Drahtspulen angebracht. Dadurch entsteht Strom. Einemoderne Windenergieanlage erzeugt in einer Stunde mehr Strom, alseine Familie im Jahr braucht; also mehr als 5.000 Kilowattstunden. DieEvolution der Windräder ist ebenfalls beeindruckend: Heutige Hochleis-tungswindräder sind nicht nur mehr als 17-mal so hoch wie die Windge-neratoren von 1982, sondern auch über 350-mal so leistungsstark!

Quelle: Bundesverband WindEnergie e.V., 2015

Stolze 117.900 Jobs...stellt die Windenergie-Branche imJahr 2012 bereits zur Verfügung. So pro-duzierten 2013 mehr als 23.600 Wind-energieanlagen mit einer installiertenLeistung von gut 33.700 Megawatt sau-beren Strom für Unternehmen undHaushalte.

Quelle: Bundesverband WindEnergie e.V., 2015

Die Kraft des Wassers Die Nutzung der Wasserkraft ist eigentlich ein alter Hut. Mühlen undSägewerke wurden früher meist an Flüssen oder Bächen errichtet unddas vorbeifließende Wasser für den Antrieb von Turbinenrädern genutzt.Heute dient die Wasserkraft ausschließlich der Stromerzeugung. Welt-weit werden etwa 16 Prozent des Strombedarfs durch Wasserkraftgedeckt, in Deutschland sind es 19,9 Prozent (2014).

Wasser f l ießt rund um die UhrWasserkraft steht, im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energien,rund um die Uhr zur Verfügung. Während bei Flaute und an wolkigenTagen weniger Strom aus Wind und Sonne ins Netz eingespeist wer-den, liefern Wasserkraftwerke kontinuierlich Strom. Und die Wasser-kraft ist sogar speicherbar. Denn wenn die Sonne kräftig scheint oderder Wind bläst und dadurch viel Strom vorhanden ist, wird an manchenOrten das Wasser in einen höher gelegenen Speichersee gepumpt. Indiesen Pumpspeicher-Kraftwerken bleibt es, bis wieder mehr Strombenötigt wird. Steigt der Strombedarf an, wird das Wasser über Fallroh-re in die Turbinen „geschickt” und liefert so wieder Energie.

Am Meeresrauschen berauschenDas Meer ist in ständiger Bewegung: Wellen und Gezeiten bringen Strö-mungen mit sich, die – ähnlich wie bei Windenergie – in elektrischenStrom umgewandelt werden können. Die Universität Stuttgart ent-wickelt gemeinsam mit einem Heidenheimer Unternehmen Turbinenund Generatoren, die die Bewegungsenergie des Wassers nutzen. BeiWellenkraftwerken bewirken die in ein offenes Bauwerk hinein- und her-ausströmenden Wellen einen Luftstrom. Dieser setzt eine Turbine inGang. Für moderne Gezeitenkraftwerke werden auf dem Meeresbodenoder an Brückenpfeilern Turbinen verankert. Egal, ob die Flut Wasser-massen Richtung Land drückt oder das Wasser bei Ebbe vom Landwegströmt, die Turbinen drehen sich in beide Richtungen und erzeugendadurch immer Strom.

Quelle: www.ihs.uni-stuttgart.de/20.html, März 2015

Wasser marschWasserkraft kann auf vielseitige Weise inStrom umgewandelt werden. Es können dreiTypen von Wasserkraftwerken unterschiedenwerden:

Speicherkraftwerke ...... nutzen den Höhenunterschied zur Stromge-winnung. Daher findet man sie in den Bergen.Das gespeicherte Wasser wird über Druckrohr-leitungen zu den Kraftwerken im Tal geleitet.

Laufwasserkraftwerke ...... nutzen die Strömung eines Flusses oderKanals. Die entscheidende Rolle spielt hier dieMenge an Wasser und nicht der Höhenunter-schied.

Gezeitenkraftwerke ...... nutzen die Meeresströmung, die durchEbbe und Flut verursacht wird. Der Gezeiten-hub in Deutschland reicht nicht aus, um einsolches Kraftwerk zu betreiben.

Eine Kuh macht muh...viele Kühe machen Mühe – und ganzschön viel Mist obendrein! Der Mistvon 4 Kühen reicht aus, um im Jahr soviel Biomasse zu erzeugen, die derEnergie von 1.000 Liter Heizöl ent-spräche.

Quelle: www.schule-bw.de

Die Energie aus Wald und FeldHolz wurde schon in grauer Vorzeit zum Feuermachen verwendet,um Essen zu kochen und sich zu wärmen. Heute erlebt die Biomas-se, das sind z.B. Holzabfälle, Essensreste, Gülle oder pflanzlicheRohstoffe, als Energieträger einen ganz neuen Wert. Ob nun alsHolzpellets oder Biogas zum Heizen oder in Form von Ethanol undBiodiesel im Tank – die Energie aus Biomasse gibt es in vielen For-men. So kann sie in einigen Bereichen fossile Energieträger ergän-zen oder sogar ganz ersetzen.

Strom aus Abfal l und Pf lanzenUnterschieden wird bei der Biomasse zwischen zwei Kategorien:organischer Abfall wie Bioabfälle und Gülle, bei deren VergärungBiogas entsteht, und nachwachsende Rohstoffe. Zu diesen zählenneben Holz landwirtschaftliche Pflanzen wie Stroh, Mais oder China-gras. Sie werden zur Strom- und Wärmeerzeugung meist verbrannt.Es fällt zwar Kohlendioxid an, aber nur die Menge, die die Pflanzenzum Wachs tum benötigen und zuvor der Atmosphäre ent nommenhaben. Übrigens: Holz ist nur dann ein nachwachsender Rohstoff,wenn dort, wo es gefällt wurde, auch wieder aufgeforstet wird.Gerade bei Tropenholz ist dies nicht immer der Fall.

Ärmel hoch fürs BioenergiedorfWenn alle mit anpacken, kann sich ein ganzes Dorf mit Bioenergieversorgen. Das zeigen die rund 30 Bioenergiedörfer in Baden-Würt-temberg. Diese Orte versorgen sich mit Strom und Wärme aus Bio-masse und anderen erneuerbaren Energiequellen wie Solarenergieund sind somit unabhängig von den weltweiten Rohstoffmärkten.Grundstein sind eine Biogasanlage und ein Holzhackschnitzelheiz-kraftwerk. Von dort wird der Strom in das vorhandene Stromnetzeingespeist beziehungsweise die Wärme über ein Nahwärmenetz inder Gemeinde verteilt. Einige Orte schaffen es sogar, mehr Bioener-gie zu erzeugen als sie selbst benötigen. Sie machen aus Mist Geld.

Quelle: www.wege-zum-bioenergiedorf.de, März 2015

Wärme aus Luft und BodenIn unseren Breiten herrscht bereits in wenigen Metern Tiefe ganz -jährig eine konstante Temperatur von circa 10 °C. Mit einer Erdwär-mesonde wird die Erdwärme für das Heizen eines Hauses nutzbargemacht. Die Temperatur von circa 10 °C reicht aus, um eine mitder Erdwärmesonde gekoppelte Wärmepumpe wirtschaftlich loh-nend zu betreiben. Die Wärmepumpe arbeitet wie ein Kühlschrank –nur andersherum. Aus der verwendeten Antriebsenergie kann etwadie 3- bis 4-fache Menge an Wärmeenergie gewonnen werden. DieWärme der Erde wird also nicht nur in Thermalbädern genutzt, son-dern auch für Heizungsanlagen. Im Sommer kann damit auchgekühlt werden.

Jobmotor mit erneuerbarer EnergieIn Zeiten steigender Rohstoffpreise, steigender CO2-Emissionen undsteigenden Energiebedarfs ist Umdenken angesagt. Baden-Württem-berg ist im Energiebereich auf einem guten Weg. Wissenschaftler undinnovative Entwickler in der Industrie arbeiten gemeinsam an Lösungenfür die Zukunft. Bereits 2013 waren nach Schätzungen des Bundesmini-steriums für Wirtschaft und Energie rund 371.400 Arbeitnehmer in derErneuerbare-Energien-Branche beschäftigt – Tendenz steigend.

Vom Knal l zum StromEiner der effizientesten Autoantriebe, den wir derzeit kennen, ist dieBrennstoffzelle. Sie wandelt die frei werdende Energie bei der Reaktionvon Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser in elektrischen Strom um.Die Arbeitsweise der Brennstoffzelle be geistert aus zwei Gründen:Erstens schont der gute Wirkungsgrad die Ressourcen und verringertden Ausstoß von Treibhausgasen. Um einen Brennstoffzellen-PKWanzutreiben, benötigt man nur halb so viel Energie wie für einen konven-tionellen Wagen mit Otto-Motor. Zwei tens sind Brennstoffzellen elektro -chemische Energiewandler, die ohne offene Flamme und hohe Verbren -nungstemperaturen auskommen. So entstehen keine Stickoxide. Größ-tes Problem ist bislang noch der Wasser stoff. Dieser ist nur in gebunde-ner Form anzutreffen. Derzeit dient vorneh mlich Erdgas als Wasserstoff-lieferant. In Zukunft könnte Wasserstoff klimafreundlich aus Biomasseoder mithilfe von überschüssigem regenerativ erzeugtem Strom durchWasserelektrolyse gewonnen werden.

Mit Stroh im Tank unterwegsStatt Benzin könnten künftig Stroh und Biomüll im Tank landen. Daranarbeiten jedenfalls Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).Sie entwickeln ein Verfahren, mit dem Biomasse zunächst am Ort, wosie entsteht, in eine transportfähige Flüssigkeit (sog. Bio-Slurry) umge-wandelt wird. Anschließend wird in einer zentralen Anlage ein Synthese-gas hergestellt, welches zu Kraftstoffen weiterverarbeitet werden kann.Wenns klappt, können wir demnächst an der Zapfsäule zwischen Diesel,Benzin und bioliq wählen.

Popeyes Rezept für grünen StromWelche Energie in Spinat steckt, haben wir alle von Popeye gelernt.Amerikanische Forscher haben das leckere Grünzeug nun auch alsStromlieferanten entdeckt: Während die Pflanzen bei der natürlichenFotosynthese Licht in Zucker umwandeln, nutzen die Forscher nur einenTeil dieses Prozesses. Für die biologischen Solarzellen haben sie denSpinatzellen die Eiweißmoleküle entnommen, die Elektronen freisetzen,wenn Sonnenlicht auf sie trifft. Künftig könnten beispielsweise Note-books mit Spinatenergie betrieben werden.

Quelle: USDA

Tankstelle auf dem DachNicht nur Rohstoffe, auch Flächen sindrar. Deshalb haben Stuttgarter Forscherausgerechnet, dass es theoretisch weni-ger Fläche benötigt, Elektroautos mitFotovoltaik-Strom aufzuladen, als Biodie-selautos zu betanken. Das Garagendachreicht rechnerisch aus, während derAnbau von Energiepflanzen eine vielgrößere Feldfläche benötigt. Einziges Pro-blem ist die Speicherung von Strom. Ander Entwicklung von schnell aufladbarenund leistungsstarken Batterien für Elektro-autos wird bereits mit Hochdruck gearbei-tet. Ende 2014 liefen in Baden-Württem-berg die ersten Lithium-Ionen-Zellen fürHybridautos vom Forschungsband.

Quelle: Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-For-

schung Baden-Württemberg (ZSW), 2015

Wohin mit zu viel Strom.. . „Zu viel Strom“ – klingt eigentlich paradox. Wenn es aber gerade malsehr windig ist, kann wegen der vielen Windparks ein Überangebot ent-stehen. Theoretisch könnten die großen Stromversorger dann ihre Kraft-werke abschalten. Das wäre aber extrem teuer. Momentan wird dieserüberschüssige Strom an der Leipziger Energiebörse frei gehandelt oderGroßkunden bekommen sogar Geld dafür, wenn sie den Strom abneh-men. Mehrere baden-württembergische Institute forschen deshalb anleistungsfähigen Batterien und Speichern.

Quelle: European Energy Exchange (EEX), 2015

. . . und überschüssiger Wärme?Bei der verlustarmen Wärmespeicherung ist der Fall genau so kompli-ziert. Im Sommer liefern die Sonnenkollektoren mehr als genug Wärme,während sie im Winter mangels Sonnenkraft keine ausreichende Heiz-kraft liefern. Doch in Crailsheim haben clevere Ingenieure eine Lösungentwickelt. Dort heizt eine gesamte Wohnanlage mit 2.000 Bewohnernzur Hälfte mit Sonnenwärme und erspart der Umwelt dadurch 1.000Tonnen CO2. Das ist möglich durch zwei zukunftsweisende Wärmespei-cher: Um die Wärme von Solarkollektoren kurzfristig zu speichern, dientein großer Wassertank. Er funktioniert ähnlich wie eine überdimensio-nierte Thermoskanne. 100 Kubikmeter Wasser werden darin unterDruck bei einer Temperatur von 108 Grad Celsius aufbewahrt. Wärmefür den Winter speichert der momentan größte Erdsondenwärmespei-cher Deutschlands. Zwei 55 Meter lange Rohre (die Erdsonden) gebendie angenehmen Sommertemperaturen während der heißen Monate andie Erde ab. Im Winter entziehen Wärmepumpen die Wärme demBoden wieder und heizen die Häuser.

Quelle: Stadtwerke Crailsheim

Leise rol len die Rol ler und AutosKünftig müssen wir wohl noch mehr aufpassen, wenn wir über dieStraße wollen. Denn Elektroroller und -autos gleiten flüsterleise undohne lästigen Gestank über den Asphalt. Richtig umweltfreundlich sindsie, wenn sie mit Ökostrom aus erneuerbaren Energiequellen fahren.Wenn wir erst alle mit Elektroautos zum Einkaufen oder zum Badeseefahren, könnten Elektroautos noch eine zusätzliche wichtige Rolle beimKlimaschutz spielen. Forscher am Fraunhofer Institut denken darübernach, die Elektroautos zu rollenden Stromspeichern zu machen. Drehensich in der Nacht die Windräder, könnten die Akkus der Autos geladenwerden. Ist zu wenig Strom vorhanden, können die Autobatterien denStrom wieder ans Netz abgeben. Angenommen, zehn Prozent derPKWs in Deutschland wären Elektroautos mit jeweils einer Kilowattstun-de Speicher, käme bereits so eine Energiemenge von 4,6 Gigawattstun-den zusammen.

Quelle: Fraunhofer Gesellschaft, 2010

20,33 Milliarden Euro... wurden 2012 in Baden-Württemberg in Forschung und Entwicklung investiert.Unter den Schwerpunktthemen sind dieerneuerbaren Energien ganz vorne mitdabei. Damit ist Baden-Württemberg imVergleich zur restlichen Bundesrepublikauf der Spitzenposition in Sachen For-schungsförderung!

Quelle: Statistisches Landesamt Baden-Württemberg, 2014

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