Was sind Energieträger?

Die Energiewirtschaft unterscheidet drei Primärenergiequellen: fossile Brennstoffe, regenerative Energiequellen und nukleare Brennstoffe.
Die fossilen Energielieferanten Erdöl, Erdgas und Kohle sind derzeit mit einem Anteil von 82,3 Prozent die Hauptstütze des deutschen Primärenergieverbrauchs. Sie sind technisch gut nutzbar, weil sich die Stromproduktion in entsprechenden Kraftwerken einfach regeln und rasch an den Bedarf anpassen lässt. Die Verbrennung fossiler Energieträger gilt wegen der hohen CO2-Emissionen als Hauptverursacher des durch Menschen bedingten Klimawandels. Hohe Preise und weltweite Verknappung zwingen langfristig zur Nutzung anderer Energiequellen.

Regenerative Energien sind Quellen, die auf der Erde unbegrenzt zur Verfügung stehen, weil natürliche Kreisläufe sie ständig erneuern. Dazu zählen Sonnenstrahlung, Wind, Wasser und Erdwärme. Holz und weitere Biomasse zählen ebenfalls zu den erneuerbaren Energien, weil sie nachwachsen können. Die Nutzung dieser Quellen wird in Deutschland finanziell stark gefördert und hat sich von 1991 bis 2007 verfünffacht. Heute werden bereits 6,6 Prozent des Primärenergieverbrauchs und 14,2 Prozent des Bruttostromverbrauchs durch klimaneutrale Energiequellen abgedeckt – Tendenz steigend. Nukleare Energie wird aus den spaltbaren Metallen Uran und Plutonium gespeist. Sie werden als Brennstäbe in Kernkraftwerken genutzt und liefern in Deutschland derzeit 11,1 Prozent des Primärenergiebedarfs. Wegen der problematischen Lagerung von radioaktivem Atommüll und hoher Sicherheitsrisiken bei Störfällen überprüft zur Zeit eine Kommission aus der Kernenergie auszusteigen. Dies soll voraussichtlich bis zum Jahr 2021 abgeschlossen sein.

Kohle
(Braun- und Steinkohle) ist eine der wichtigsten Energiequellen der Welt. In Deutschland decken über 140 Kohlekraftwerke 25,9 Prozent
des benötigten Primärenergiebedarfs. Weltweit liegt der Anteil bei 25,3 Prozent. Ausgehend vom weltweiten Energiebedarf aus dem Jahr 2006 reichen die Braunkohlereserven noch mindestens 320 Jahre (Steinkohle etwa 150 Jahre). Nimmt man die noch nicht erschlossenen Kohleressourcen hinzu, so schätzt man die Reichweite auf mehr als 1.000 Jahre. Die energiereichere Steinkohle wird unter Tage in bis zu 1.500 Meter tiefen Stollen oder Schächten abgebaut. Braunkohle liegt dichter an der Erdoberfläche und wird mit Hilfe von Braunkohlebaggern im Tagebau bis zu einer Tiefe von 450 Metern großflächig abgetragen. Kohlekraftwerke erhitzen durch die Verbrennung von Kohle Wasser und erzeugen Dampf, der Turbinen antreibt. Diese treiben Generatoren an, die elektrischen Strom erzeugen.

VORTEILE

• relativ hoher Wirkungsgrad von43 bis 45 Prozent
• weltweite Kohleressourcen reichenüber 1.000 Jahre
• technisch gut nutzbar

NACHTEILE

• hohe CO2-Emissionen
• hohe Umweltschäden durchTagebau (Braunkohle)
• Abbau verbraucht ca. 10 Prozent der erzeugten Energie

Moderne Kohlekraftwerke erreichen einen Wirkungsgrad von rund 43 Prozent (Braunkohle) bis 45 Prozent (Steinkohle) und sind wegen ihrer gut steuerbaren Stromproduktion derzeit für die Sicherung der Grundlast im Stromnetz unverzichtbar. Die Effizienz von Kohlekraftwerken könnte über Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) weiter steigen. Wegen der meist abgelegenen Standorte der Kraftwerke ist die Nutzung der entstehenden Abwärme problematisch. Lange Transportwege verursachen hohe Wärmeverluste.
Im Hinblick auf den Klimawandel steht der Kohlestrom wegen der hohen CO2-Emissionen zunehmend in der Kritik. Mit neuen Technologien soll das entstehende CO2 flüssig oder als „Trockeneis“ unter der Erde eingelagert werden und auf diese Weise nicht mehr in die Atmosphäre gelangen. Der Aufwand für die Speicherung von CO2 ist immens. Dabei sind vor allem die heute noch deutlich überhöhten Kosten das Hauptproblem dieser Technologie.

ANGABEN KOHLE UND ERDÖL AUF BASIS
BMWi: Energie in Deutschland, 2008
BMWi: Primärenergieverbrauch nachEnergieträgern, 2007
IEA: Key World Energy Statistics, 2007

Erdöl
Erdöl ist ein Gemisch unterschiedlicher Kohlenwasserstoffe und wird über Pumpen aus bis zu 2.500 Meter Tiefe gefördert. Das Rohöl wird in
Raffinerien hauptsächlich zu Kraftstoffen und Schmiermitteln verarbeitet und dient als Ausgangsstoff für viele Kunststoffe und Medikamente. Erdöl deckt in Deutschland 33,9 Prozent des Primärenergiebedarfs ab, weltweit liegt der Anteil bei 35 Prozent. Wegen der einfachen Handhabung wird Erdöl überwiegend als Treibstoff für Verbrennungsmotoren für Transport und Mobilität verbraucht. Außerdem erzeugen Haushalte mit Heizöl Raum- und Wasserwärme. Die Herstellung von elektrischem Strom mit Hilfe von Dieselgeneratoren ist in Deutschland mit einem Anteil von 1,3 Prozent sehr gering. Öl verbrennt zwar sauberer als Kohle, ist aber trotzdem sehr CO2- und
schadstoffintensiv. Die Ölreserven reichen bei konventioneller Förderung noch geschätzte 42 Jahre, mit neuen Fördermethoden noch etwa 65 Jahre.

VORTEILE

• sehr energiereich
• liefert zahlreiche Kraftstoffe
• als Flüssigkeit leicht zu lagern und sehr flexibel einsetzbar

NACHTEILE

Erdgas
Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan, das in riesigen Blasen 1.000 bis 3.500 Meter tief im Erdreich eingeschlossen liegt. Über Pipelinenetze mit einer Gesamtlänge von mehreren 100.000 Kilometern wird das Gas vom Förderort zu den Abnehmern gepumpt oder als Flüssiggas in Tankern verschifft. Das energiereiche Gas ist wenig verunreinigt und wird zur Stromerzeugung in Gasturbinenkraftwerken und zum Heizen in Haushalten genutzt. In jüngster Zeit setzt sich Erdgas auch als günstiger und sauberer Kraftstoff für Verbrennungsmotoren durch. Deutschland deckt 22,5 Prozent des Primärenergiebedarfs mit Erdgas, weltweit sind es derzeit 20,7 Prozent.
Erdgas produziert wegen des hohen Wasserstoffanteils wesentlich weniger CO2 als Erdöl. Allerdings ist unverbrannt in die Atmosphäre gelangtes Methan ein etwa 25-mal wirksameres Klimagas als Kohlendioxid. Das farblose Gas lässt sich unter hohen Drücken (bis 150 bar) stark komprimieren und bei niedrigen Temperaturen verflüssigen (ca. –161,5 Grad Celsius), was die Lagerung und den Transport vereinfacht. Gasturbinenkraftwerke sind mit einem Wirkungsgrad von 55 bis 60 Prozent sehr effizient und können zudem ihre Leistung kurzfristig hochfahren oder reduzieren. Die konventionell geförderten Gasreserven reichen nach aktuellen Prognosen noch etwa 62 Jahre. Durch die Förderung von bisher unerschlossenen Gasressourcen könnte der Brennstoff noch ungefähr 130 Jahre zur Verfügung stehen.

VORTEILE

NACHTEILE

• hohe CO2-Emissionen
• Unverbranntes Erdgas (Methan) ist hochschädliches Klimagas
• Abhängigkeit der Weltwirtschaft von Gasimporten
• Unfälle und Havarien beim Transport schädigen die UmweltNukleare Brennstoffe
  In Kernkraftwerken dienen spaltbare Isotope der Elemente Uran, Plutonium oder Thorium als Brennstoff. Bei der Kernspaltung wird ein Atomkern in zwei oder mehr Bestandteile zerlegt. Dabei entsteht eine gewaltige Energiemenge.
  Diese Energie wird in Kernreaktoren mit Hilfe von Wasserdampf- oder Gasturbinen (bei Hochtemperaturreaktoren) in elektrischen Strom umgewandelt. Weltweit decken rund 440 Kernkraftwerke etwa 6,6 Prozent des Primärenergiebedarfs. In Deutschland liegt der Anteil bei 11,1 Prozent. Wegen der kontinuierlichen Verfügbarkeit sind Atomkraftwerke hervorragend für die Deckung der Grundlast des Stromnetzes geeignet. Hier lag der Anteil der Kernenergie 2007 in Deutschland bei 45 Prozent. Die Herstellung von Atomstrom ist zwar frei von klimaschädlichen Abgasen, dafür ist die Lagerung der hochgiftigen radioaktiven Abfälle ein ungelöstes Problem: Hochradioaktiver Müll muss mindestens 250.000 Jahre* sicher aufbewahrt werden, ehe die Strahlung auf ein für Mensch und Tier ungefährliches Maß abgebaut
  ist. Hierzu werden die verbrauchten Brennstäbe in Glas eingegossen und in 300 bis 2.000 Meter tiefen Salzstöcken gelagert. Die Reichweite der Uranreserven wird auf 60 bis 70 Jahre geschätzt, mit hohem technischen Aufwand könnten die nuklearen Brennstoffe noch bis zu 280 Jahre halten. Neben den schwer kalkulierbaren Risiken ist Atomstrom sehr teuer. Die Internationale Energie-Agentur (IEA) kalkuliert derzeit bei Kernreaktoren Investitionen von 2.000 US-Dollar je Kilowatt. Zum Vergleich: Moderne Gaskraftwerke liegen bei 500 US-Dollar je Kilowatt.

VORTEILE