Category: Regenerative Energien

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz, kurz EEG trat in Deutschland bereits im Jahr 2000 in Kraft und wurde das letzte Mal im Jahr 2012 erneuert. Nach dem EEG soll die Einspeisung von Strom, der durch erneuerbare Energien entstanden ist, geregelt werden. Dabei ist ebenfalls festgelegt, wie die Erzeuger zu vergüten sind.

Die Inhalte des EEG

Durch die Einführung des EEG wurde der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland forciert. Nach dem Gesetz werden die Betreiber von regenerativen Stromerzeugungsanlagen mit einem fest garantierten Vergütungssatz pro Kilowattstunde bezahlt. Dies geschieht für eine Dauer von 20 Jahren nach Errichtung der Anlage. Wie hoch die Vergütung im Einzelnen ist richtet sich nach verschiedenen Faktoren wie:

• Standort
• Größe der Anlage
• Art der Stromerzeugung

Der Vergütungssatz, der sich ergibt, verändert sich dann über die gesamten 20 Jahre nicht mehr.

Die Sätze unterliegen einer jährlichen Degression.

Der garantierte Vergütungssatz wird also niedriger je später eine Anlage zur Stromgewinnung aus erneuerbaren Energien in Betrieb genommen wurde. Der Degressions-Satz wurde im EEG verankert, weil so erreicht werden soll, dass Anlagen schneller an das Netz gehen.

Das EEG regelt auch, dass Strom, der aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, vorrangig in das Versorgungsnetz eingespeist werden muss. Daher haben Anlagen-Betreiber ein Vorrecht darauf, schnellstmöglich an das Netz angeschlossen zu werden, damit die Abnahme des Stroms unverzüglich erfolgt.

Sollte die Netzkapazität nicht ausreichend sein, muss diese sogar vom Betreiber erweitert werden.

Sinn des EEG

Das EEG hat zum Ziel, regenerative Energien in Deutschland zu fördern und weiter zu entwickeln.

Dass dieses Ziel erreicht wurde, zeigen nicht zuletzt die aktuellen Zahlen. Während beispielsweise im Jahr 2000 nur 6,4 % des Stroms aus erneuerbaren Energien enstammten, ist diese Zahl im Jahr 2012 auf 25 % und im Jahr 2017 bereits auf 36 % angestiegen. Zielsetzungen zufolge sollen bis zum Jahr 2025 in Deutschland 40-45 % des verbrauchten Stroms aus erneuerbaren Energien stammen.

Daraus resultierte auch eine Einsparung von etwa 75 Millionen Tonnen Treibhausgas (bis zum Jahr 2010).

Des Weiteren wurden durch die „Erneuerbare Energien“ auch über 380.000 neue Arbeitsplätze geschaffen.

Derzeit wird an einem neuen Energiemarktdesign gearbeitet. Denn durch die Subventionierung der Erneuerbaren Energien durch das EEG müssen sie sich nicht mit den Marktpreisen messen. Die Herstellung der Wettbewerbsfähigkeit ist damit die Herausforderung, die es in den nächsten Jahren zu lösen gilt.

Bereits im Altertum haben die Menschen begonnen mit Wassermühlen Energie zu erzeugen. Damit gehört die Wasserenergie zu den ältesten Energiequellen der Menschheit.

Auch in der heutigen Zeit stellt die Wasserenergie eine der bedeutendsten Energiequellen dar. Weltweit wird der Strombedarf bereits zu 18 Prozent durch den Nutzen von Wasser gewonnen und ist damit gleich auf mit der Kernenergie.

Der Hauptbestandteil der Wasserenergie liegt in seinem regenerativen Kreislauf. Dabei verdunstet das Wasser und es entstehen Regenwolken. Der daraus resultierende Regen lässt das Wasser von höheren Lagen in niedrigere ablaufen. Die Energie, welche das Wasser während des Ablaufens erzeugt, nutzen Menschen zur Stromerzeugung.

Umwandlung der Strömungsenergie in elektrische Energie

So genannte Wasserkraftwerke machen sich so die Strömungsenergie des Wassers zu Nutzen und wandeln diese in elektrische Energie um. Dabei staut ein Wehr Wasser auf, lässt es in die Kanäle zu den Turbinen laufen und von den Turbinen zu dem Generator, welcher die Energie mit einem sehr hohen Wirkungsgrad umwandelt. Umweltschützer können aufatmen, denn diese Energieerzeugung erfolgt ganz ohne Schadstoffe. Das genutzte Wasser wird, ohne jegliche Veränderung, nach dem Durchlaufen in das ursprüngliche Flussbett zurück geleitet.

Die Anzahl der verschiedenen Wasserkraftwerke beläuft sich allein in Deutschland auf ca. 8000. Diese erzeugen so viel Energie, um 6 Millionen Haushalte mit Strom zur versorgen. Das bedeutet, etwa 3,5 Prozent des Gesamtbedarfs an Strom wird in Deutschland durch Wasserenergie gewonnen. Zudem ist der Ausbau noch lange nicht beendet. In den nächsten Jahren sollen etwa 2000 Megawatt Strom durch weitere Wasserkraftwerke generiert werden.

Dabei spielt insbesondere die Modernisierung und Wiederinbetriebnahme bereits vorhandener Anlagen eine wesentliche Rolle. Nicht zuletzt, weil viele Verbraucher in der Wasserenergie eine beliebte regenerative Energiequelle sehen, sondern auch weil der Bau von neuen Kraftwerken, verbunden mit Eingriffen in das ökologische Gleichgewicht, hohe Investitionen erfordert.

Mit der zunehmenden Knappheit der fossilen Energieträger gewinnen erneuerbare Energieträger wie Geothermie und Biomasse zunehmend an Bedeutung. In Anbetracht der globalen Erderwärmung und der Knappheit der fossilen Energieträger können gerade diese Energieformen, aber auch Sonnenenergie, Wind- und Wasserkraft in der Zukunft eine bedeutende Rolle bei der Energieversorgung einnehmen.

Biomasse

Biomasse besteht aus organischen Stoffen, aus denen sich Energie gewinnen lässt und die pflanzlichen oder tierischen Ursprungs (Holz, Stroh, Gülle, etc.) sind. Biomasse wird in zwei Gruppen unterteilt: regenerierbare Rohstoffe und organischer Abfall.

Energieträger aus Biomasse sind beispielsweise: Brennholz, Pellets und Bioethanol. Biomasse wird beispielsweise zur Wärmeversorgung in großen Anlagen eingesetzt oder auch zur Fernwärmeversorgung.

Geothermie

Geothermie, auch Erdwärme genannt, ist in der Erdkruste gespeicherte Energie. Diese Energie wird immer noch unterschätzt, doch in der Tiefe liegt viel Kraft. Der größte Anteil der Erdmasse ist an die 1000 Grad Celsius heiß. Das bedeutet, unter der Erde ist viel Wärme gespeichert. Und sofern diese zugänglich und nutzbar ist, zählt die Geothermie zu den regenerierbaren Energieformen, die zum Heizen Verwendung finden kann, aber auch zur Erzeugung von elektrischem Strom.

Vorteile der Energieformen

Beide regenerativen Energieformen, also sowohl Geothermie als auch Biomasse, sind grundlastfähig und damit dort einsetzbar, wo immer momentan Nachfrage besteht. Dies ist ein Vorteil gegenüber der Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen, die von der eingestrahlten Sonnenenergie abhängig ist. Durch die Nutzung von Biomasse und Geothermie werden fossile Energieträger geschont. So ist beispielsweise bei einer Pelletheizung Holz anstatt Kohle der Brennstoff.

Vergleich Biomasse und Geothermie – Fazit

Bei der Verwendung von Biomasse sind hohe Temperaturen möglich, allerdings sind die Rohstoffpreise relativ hoch und Biomasse ist knapp. Im Vergleich dazu ist Geothermie im Überfluss vorhanden. Die Erschließung ist zwar sehr zeitaufwendig, dafür aber sehr preisstabil. Angesichts der Knappheit der fossilen Rohstoffe und der Tatsache, dass weniger schädliche Emissionen in die Umwelt gelangen, gehören Biomasse und Geothermie zu den zukunftsweisenden Energieträgern.

Außerdem ist zu beachten, dass auch Biogase und Biokraftstoffe aus Biomasse hergestellt werden. Für eine zukunftsweisende Verwendung sollten beide Energieträger, wenn möglich mit optimierter Speichertechnik, eingesetzt werden. So könnten die Vorzüge beider Energieträger in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und der technischen Möglichkeiten miteinander verknüpft werden.

Im Zuge der Energiewende und der Förderung erneuerbarer Energien rückt eine Energieform immer mehr in den Fokus der Aufmerksamkeit: das Biogas. Erzeugt wird es in unterschiedlich großen Biogasanlagen durch das Vergären von Biomasse. Der Begriff Biomasse beinhaltet sowohl Abfall- und Reststoffe wie Speisereste, Klärschlamm, Gülle und Mist, als auch nachwachsende pflanzliche Rohstoffe, zum Beispiel Mais, Gras, Futter- und Zuckerrübe.

Die Biogasanlage

Um das Ausgangsprodukt Biomasse zur Gärung zu bringen, wird es im sogenannten Fermenter mit anaeroben Bakterien versetzt, die Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette hauptsächlich in Methangas und CO2 umwandeln. Der Fermenter selbst ist ein hermetisch abgedichteter, wärmeisolierter Behälter aus Stahl oder Beton.

In seinem Innenraum befindet sich ein Rührwerk, das die Biomasse bei einer Temperatur von 35 – 40 Grad Celsius gleichmäßig durchmischt. Das bei der Gärung entstandene Gasgemisch wird nun entschwefelt, getrocknet und mit Frischluft versetzt. Danach wird es in einen Gasmotor geleitet, entzündet und verbrannt. Mit der freiwerdenden Energie wird eine Kurbelwelle in Gang gesetzt, die ihrerseits mit einem Generator gekoppelt ist. Dieser erzeugt nun den elektrischen Strom.

Vorteile und weitere Verwendung von Biogas

Die Erzeugung und Verbrennung von Biogas ist CO2-neutral. Die Verwendung von Biogas ausschließlich zur Stromerzeugung ist wirtschaftlich und klimatechnisch ebenso wenig zielführend wie seine rein thermische Verwertung. Am sinnvollsten genutzt wird Biogas dann, wenn es gleichzeitig zur Strom und Wärmeerzeugung eingesetzt wird. Mit der Technik der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) weist es die beste Klimabilanz auf.

Biogas wird wie Erdgas auch zum Heizen und in der Küche verwendet, da es entsprechend aufbereitet ohne Probleme in das Erdgasnetz eingeleitet werden kann. Auch Kraftfahrzeuge mit Erdgasmotor können mit Biogas betrieben werden.

Lokal kann die bei der Biogaserzeugung anfallende Abwärme ebenfalls sehr leicht genutzt werden. Das kommt vor allem kleineren und landwirtschaftlichen Betreibern sehr entgegen.