Definition Erneuerbare Energien: Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die nachhaltig und unerschöpflich sind und die Umwelt nicht belasten. Sie werden aus natürlichen, sich ständig erneuernden Ressourcen wie Sonnenenergie, Windenergie, Biomasse, Erdwärme und Wasserkraft gewonnen. Daher werden sie auch als regenerative Energien bezeichnet. Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern wie Öl, Gas und Kohle, die nur begrenzt vorhanden sind und bei ihrer Verbrennung CO2 freisetzen, belasten erneuerbare Energien die Umwelt weniger und tragen zu einer nachhaltigen Energieversorgung bei. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Eindämmung des Klimawandels und der Förderung einer sauberen Energieversorgung.
Inhalt
Geschichte der Erneuerbaren Energien
Die Nutzung erneuerbarer Energien hat sich in Deutschland in den letzten Jahrzehnten rasant entwickelt. Seit den 1990er Jahren ist der Anteil erneuerbarer Energien am Energiemix kontinuierlich gestiegen und sie spielen heute eine wichtige Rolle in der Energieversorgung des Landes.
Im Jahr 1990 lag der Anteil der erneuerbaren Energien am Energiemix in Deutschland bei 3,4 %, der Anteil der fossilen Energieträger bei 96,6 %. Seitdem ist der Anteil der erneuerbaren Energien kontinuierlich gestiegen und lag im Jahr 2020 bei 45,2 %. Der Anteil der fossilen Energieträger ist entsprechend zurückgegangen und betrug im Jahr 2020 nur noch 54,8 %.
Diese Entwicklung ist auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen, darunter die Einführung von Fördermechanismen und die Förderung der Nutzung erneuerbarer Energien durch die deutsche Regierung. Auch der technologische Fortschritt in den Bereichen Solarenergie, Windenergie und Biomasse hat zum Anstieg der Nutzung erneuerbarer Energien beigetragen.
Die Zukunft der erneuerbaren Energien in Deutschland ist vielversprechend und es wird erwartet, dass sie weiter wachsen und eine noch größere Rolle in der Energieversorgung des Landes spielen werden. Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, seine Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 auf Null zu reduzieren, und die Nutzung erneuerbarer Energien wird dabei eine wichtige Rolle spielen.
Photovoltaik
Die Photovoltaik, also die Nutzung von Sonnenlicht zur Stromerzeugung, hat eine lange Geschichte. Bereits im 19. Jahrhundert wurde der photovoltaische Effekt entdeckt, der darin besteht, dass bestimmte Materialien bei Bestrahlung mit Sonnenlicht Elektronen freisetzen und dadurch elektrischen Strom erzeugen. Die ersten praktischen Anwendungen der Photovoltaik gab es in den 1950er Jahren, als Solarzellen zur Stromversorgung kleiner elektronischer Geräte wie Taschenrechner und Satelliten eingesetzt wurden.
In den folgenden Jahrzehnten wurde die Photovoltaik ständig weiterentwickelt und verbessert, und heute wird sie in vielen Bereichen eingesetzt, von der Stromversorgung von Ein- und Mehrfamilienhäusern über die Versorgung von Straßenbeleuchtung und Verkehrsschildern bis hin zur Stromversorgung von Industrieanlagen und Netzen in ländlichen Gebieten. Die Photovoltaik hat sich zu einer wichtigen erneuerbaren Energiequelle entwickelt und trägt zu einer sauberen, nachhaltigen und unterbrechungsfreien Stromversorgung bei.
- 1839: Der Physiker Alexander Edmond Becquerel entdeckt den Photovoltaikeffekt, der die Grundlage der heutigen Photovoltaiktechnologie bildet.
- 1954: Der amerikanische Daryl Chapin entwickelt die erste Solarzelle aus Silizium.
- 1970er Jahre: Die Ölkrise führt in Deutschland zu einer verstärkten Förderung erneuerbarer Energien, darunter auch der Photovoltaik.
- 1990er Jahre: Die Photovoltaikbranche in Deutschland boomt und es werden immer mehr Photovoltaikanlagen installiert.
- 2000er Jahre: Die Förderung der Photovoltaik wird weiter ausgebaut und es werden immer größere Photovoltaikanlagen errichtet.
- 2010er Jahre: Die Photovoltaikbranche in Deutschland erlebt einen weiteren Boom durch die Einführung der Einspeisevergütung, die Investitionen in Photovoltaikanlagen fördert.
- Heute: Die Photovoltaik ist eine tragende Säule der Energiewende in Deutschland und spielt eine wichtige Rolle bei der Stromerzeugung des Landes. Ende 2021 sind rund 58,4 GW PV-Nennleistung in Deutschland installiert.
Windkraft
Die Nutzung von Windenergie zur Erzeugung von Strom ist eine relativ junge Technologie, die sich erst in den letzten Jahrzehnten zu einer wichtigen Alternative zu fossilen Brennstoffen entwickelt hat. Die Geschichte der Windkraft reicht jedoch weiter zurück und hat ihren Ursprung in der Nutzung von Windenergie zu anderen Zwecken, wie zum Beispiel der Fortbewegung von Schiffen oder der Antriebsenergie für Mühlen und andere Maschinen.
Die ersten Aufzeichnungen über die Nutzung von Windenergie zur Erzeugung von Strom stammen aus dem 19. Jahrhundert, als in den USA und Europa erste Windmühlen zur Stromerzeugung entwickelt wurden. Diese frühen Anlagen waren jedoch wenig effektiv und wurden hauptsächlich in ländlichen Gebieten eingesetzt, um kleine Gemeinden mit Strom zu versorgen.
In den 1960er Jahren wurden in den USA und Europa erste moderne Windkraftanlagen entwickelt, die auf Horizontalachsen-Windturbinen basierten. Diese Anlagen waren größer und effektiver als die früheren Windmühlen und wurden hauptsächlich in ländlichen Gebieten eingesetzt, um Elektrizität für Landhäuser und kleine Gemeinden zu erzeugen.
In den 1980er Jahren begann die Windkraftindustrie sich zu professionalisieren und es wurden immer größere und leistungsfähigere Windkraftanlagen entwickelt. Dies führte zu einer schnellen Expansion der Windkraftindustrie und zu einem starken Wachstum des weltweiten Kapazitätsausbaus.
Die erste Windkraftanlage, die über einen längeren Zeitraum erfolgreich in das Netz integriert wurde, war die Gedser-Windkraftanlage in Dänemark. In Deutschland wurde 1987 am Standort Growian bei Marne der erste Windpark errichtet. Dort wurden jährlich rund 19 Millionen kWh Strom produziert. Auch der allgemeine Ausbau der Windkraftanlagen in Deutschland nahm in den 1990er Jahren im Zuge des Stromeinspeisungsgesetzes zu. Der Boom war so groß, dass in der ersten Hälfte der 2000er Jahre zwei Drittel aller europäischen Windenergieanlagen in Deutschland installiert wurden. 2021 waren in Deutschland 64,07 GW an Windenergiekapazität (On- und Offshore) installiert.
Heute ist die Windkraft eine wichtige Quelle für erneuerbare Energie und eine wichtige Alternative zu fossilen Brennstoffen. Sie wird in vielen Teilen der Welt eingesetzt und trägt zur Reduktion von Treibhausgasemissionen bei. Die Technologie hat sich in den letzten Jahrzehnten stark weiterentwickelt und es gibt heute viele verschiedene Arten von Windkraftanlagen, die in unterschiedlichen Umgebungen eingesetzt werden können. Die Zukunft der Windkraft sieht vielversprechend aus und es wird erwartet, dass sie weiter wachsen und eine wichtige Rolle in der Energiewende spielen wird.
Biomasse
Die Nutzung von Biomasse als Energiequelle hat eine lange Geschichte und hat sich im Laufe der Jahrhunderte in vielen Teilen der Welt entwickelt. Biomasse ist eine erneuerbare Energiequelle, die aus biologischem Material, wie Holz, Pflanzen und organischem Abfall, gewonnen wird.
Die Nutzung von Holz als Energiequelle ist eine der ältesten Formen der Biomasse-Nutzung und wurde bereits vor Tausenden von Jahren von den Menschen genutzt. Holz wurde zum Heizen und zur Kochen verwendet und später auch zur Erzeugung von Dampf für Dampfmaschinen.
Die Nutzung von Biogas als Energiequelle hat ebenfalls eine lange Geschichte. Biogas wird durch die Vergärung von organischem Material, wie Gülle oder Abwasser, produziert und kann zur Erzeugung von Strom und Wärme verwendet werden. Die ersten Aufzeichnungen über die Nutzung von Biogas stammen aus dem 19. Jahrhundert, als in Indien erste Biogasanlagen entwickelt wurden.
In den letzten Jahrzehnten hat sich die Biomasse-Industrie weiter entwickelt und es gibt heute viele verschiedene Arten von Biomasse-Anlagen, die zur Erzeugung von Strom, Wärme und Treibstoffen eingesetzt werden. Biomasse hat sich zu einer wichtigen erneuerbaren Energiequelle entwickelt und trägt zur Reduktion von Treibhausgasemissionen bei. Die Zukunft der Biomasse sieht vielversprechend aus und es wird erwartet, dass sie weiter wachsen und eine wichtige Rolle in der Energiewende spielen wird.
Geothermie
Die Geothermie, also die Nutzung von geologischen Wärmequellen, ist eine der ältesten Formen der erneuerbaren Energien. Schon in der Antike nutzten die Menschen die natürliche Wärme von heißen Quellen und Thermalbädern zur Linderung von Schmerzen und zur Verbesserung der Gesundheit. Auch heute noch wird die Geothermie in vielen Teilen der Welt genutzt, um Wohngebäude und andere Gebäude zu beheizen oder um Strom zu erzeugen.
Die Geothermie kommt in Form von geologischen Wärmequellen in der Nähe der Erdoberfläche oder in tieferen Schichten vor. Die Wärme wird entweder direkt genutzt, um Wohngebäude oder andere Gebäude zu beheizen, oder sie wird mithilfe von Dampf- oder Wasserdampfturbinen in Strom umgewandelt.
Die Geothermie hat viele Vorteile, darunter die Tatsache, dass sie eine fast unerschöpfliche Energiequelle darstellt und keine Emissionen von Schadstoffen verursacht. Sie ist auch weit verbreitet und kann fast überall auf der Welt genutzt werden. Allerdings gibt es auch einige Herausforderungen bei der Nutzung der Geothermie, darunter die Tatsache, dass es teuer sein kann, geothermische Anlagen zu bauen und zu betreiben.
Wasserkraft
Die Nutzung von Wasserkraft zur Erzeugung von Strom ist eine der ältesten Formen der Energiegewinnung und hat ihren Ursprung in der Nutzung von Flüssen und Bächen zur Antriebsenergie für Mühlen und andere Maschinen. Die ersten Aufzeichnungen über die Nutzung von Wasserkraft zur Stromerzeugung stammen aus dem 19. Jahrhundert, als in den USA und Europa erste Wasserkraftwerke entwickelt wurden.
In den folgenden Jahrzehnten wurde die Technologie der Wasserkraftwerke weiter verbessert und es wurden immer größere Anlagen entwickelt, die zur Stromerzeugung eingesetzt wurden. Heute gibt es verschiedene Arten von Wasserkraftwerken, die in unterschiedlichen Umgebungen eingesetzt werden können, darunter Staudämme, Flusskraftwerke und Meereskraftwerke.
Wasserkraft ist eine wichtige erneuerbare Energiequelle und trägt zur Reduktion von Treibhausgasemissionen bei. Sie wird in vielen Teilen der Welt eingesetzt und hat sich zu einer wichtigen Alternative zu fossilen Brennstoffen entwickelt. Die Zukunft der Wasserkraft sieht vielversprechend aus und es wird erwartet, dass sie weiter wachsen und eine wichtige Rolle in der Energiewende spielen wird.
Wasserkraft als Energiespeicher
Wasserkraft kann auch als Energiespeicher eingesetzt werden, indem sie als sogenanntes Pump-Speicher-Kraftwerk genutzt wird. In einem Pump-Speicher-Kraftwerk wird überschüssiger Strom genutzt, um Wasser von einem unteren zu einem oberen Becken zu pumpen. Wenn der Strombedarf hoch ist, wird das Wasser wieder zurück in das untere Becken geleitet und dabei treibt es eine Turbine an, die Strom erzeugt.
Pump-Speicher-Kraftwerke sind eine wichtige Möglichkeit, um überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energiequellen, wie Solar- oder Windenergie, zu speichern und ihn bei Bedarf wieder zu nutzen. Sie sind eine wichtige Ergänzung zu anderen Formen der Energiespeicherung und tragen dazu bei, die Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten.
Die Nutzung von Pump-Speicher-Kraftwerken als Energiespeicher ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Sie benötigen große Mengen an Wasser und sind daher in bestimmten Gebieten begrenzt einsetzbar. Außerdem können sie umweltbelastend sein, insbesondere wenn sie in der Nähe von Schutzgebieten oder Naturschutzgebieten errichtet werden. Trotzdem spielen sie eine wichtige Rolle bei der Integration von erneuerbaren Energien und werden in vielen Teilen der Welt eingesetzt.
Häufige Fragen zu Erneuerbaren Energien
Sind erneuerbare Energien wirklich umweltfreundlich?
Erneuerbare Energien haben im Vergleich zu fossilen Brennstoffen wie Öl, Gas und Kohle den Vorteil, dass sie keine Emissionen von Treibhausgasen verursachen und somit zur Verringerung des Klimawandels beitragen können. Allerdings gibt es auch Umweltauswirkungen, die bei der Nutzung von erneuerbaren Energien berücksichtigt werden müssen, wie zum Beispiel die Beeinträchtigung von Landschaften durch Windkraftanlagen oder die Auswirkungen der Biomasseproduktion auf die Bodenfruchtbarkeit.
Sind erneuerbare Energien wirtschaftlich tragfähig?
Die Einstandskosten für erneuerbare Energien haben in den letzten Jahren deutlich abgenommen, aber sie sind teilweise noch höher als die Kosten für fossil betriebene Energiequellen. Es gibt jedoch auch Fördermaßnahmen und Steuererleichterungen, die die Nutzung von erneuerbaren Energien für Unternehmen und private Haushalte attraktiv machen. Die langfristigen wirtschaftlichen Vorteile von erneuerbaren Energien, wie die Reduktion von Emissionen und die Energieunabhängigkeit, sollten auch berücksichtigt werden.
Können erneuerbare Energien den Bedarf an Energie decken?
Erneuerbare Energien haben das Potenzial, einen wichtigen Beitrag zur Energieversorgung zu leisten, aber sie sind derzeit noch nicht in der Lage, den gesamten Energiebedarf zu decken. Die Nutzung von erneuerbaren Energien muss daher aktuell noch mit anderen Energiequellen kombiniert werden, um eine zuverlässige und stabile Energieversorgung sicherzustellen.
Könnten erneuerbare Energien zu einer Verteilungsungerechtigkeit führen?
Die Nutzung von erneuerbaren Energien kann zu einer Verteilungsungerechtigkeit führen, wenn die Kosten für den Ausbau und die Nutzung von erneuerbaren Energien ungleich verteilt sind. Es ist wichtig, dass Maßnahmen ergriffen werden, um sicherzustellen, dass die Nutzung von erneuerbaren Energien für alle zugänglich ist.
Wie werden erneuerbare Energien finanziert?
Erneuerbare Energien werden auf verschiedene Weise finanziert, zum Beispiel durch private Investitionen, öffentliche Fördermaßnahmen und Steuererleichterungen. Es gibt auch Mechanismen wie den Emissionshandel, bei dem Unternehmen, die mehr Treibhausgase emittieren als erlaubt, von Unternehmen, die weniger emittieren, Emissionszertifikate kaufen können.
Wie wirken sich erneuerbare Energien auf die Beschäftigung aus?
Die Nutzung von erneuerbaren Energien kann zu einer Schaffung von Arbeitsplätzen führen, insbesondere in den Bereichen der Energieerzeugung und -übertragung, der Herstellung von Solarzellen und Windturbinen und der Einrichtung von Biomasseanlagen. Allerdings kann es auch zu Jobverlusten in der fossilen Energiebranche kommen.
Wie kann die Nutzung von erneuerbaren Energien erhöht werden?
Die Nutzung von erneuerbaren Energien kann durch Maßnahmen wie Fördermaßnahmen, Steuererleichterungen und die Einführung von Emissionshandelssystemen erhöht werden. Es ist auch wichtig, die Infrastruktur für die Nutzung von erneuerbaren Energien auszubauen und Technologien zur Stromspeicherung zu entwickeln. Die Einbeziehung von Gemeinden in Entscheidungsprozesse und die Sensibilisierung der Öffentlichkeit für die Vorteile von erneuerbaren Energien können ebenfalls dazu beitragen, die Nutzung von erneuerbaren Energien voranzutreiben.
Erneuerbare Energien : Weitere Quellen
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Erneuerbare Energien sind ein wichtiger Teil der wirtschaftlichen Entwicklung und des Klimaschutzes. In Deutschland stehen sie im Fokus der Bundesregierung und werden in vielen Bereichen eingesetzt. Laut aktuellen Daten tragen sie zu etwa 40 Prozent zur Energieversorgung des Landes bei. Eine wichtige Rolle spielen hierbei Sonne, Wind und Wasser als Energieträger.
Eine Vielzahl von Projekten im Bereich erneuerbare Energien werden von der Bundesregierung unterstützt und gefördert. Dazu gehören beispielsweise die Nutzung von Solaranlagen auf Dächern und Flächen sowie die Errichtung von Windkraftanlagen. Auch die Bioenergie und der Einsatz von Wasserstoff als Energieträger spielen eine wichtige Rolle.
Die Zusammenarbeit von Industrie, Bundesregierung und Wissenschaft ist für den Erfolg von erneuerbaren Energien von großer Bedeutung. In zahlreichen Publikationen und themenbezogenen Serviceangeboten werden Informationen und Hintergründe zu diesem Bereich bereitgestellt. Eine Reihe von Links führen zu weiterführenden Informationen und Projekten.
Ziel der Bundesregierung ist es, den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromversorgung bis 2030 auf 65 Prozent zu erreichen. Auch im Verkehr sollen erneuerbare Energien eine größere Rolle spielen. Hierzu werden Gemeinschaftsprojekte und die Förderung von Wasserstoff-Technologien durch das EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) unterstützt.
Um den Einsatz erneuerbarer Energien weiter auszubauen, sind auch in den kommenden Jahren zahlreiche Projekte und Maßnahmen geplant. So sollen bis zum Jahr 2025 zusätzliche 15 Gigawatt an Kapazitäten in diesem Bereich erreicht werden. Die Bundesregierung setzt sich gemeinsam mit der Industrie und der Wissenschaft für den Ausbau erneuerbarer Energien ein und zeigt damit ihren starken Willen zum Klimaschutz.
Fazit zu Erneuerbaren Energien
Erneuerbare Energien sind eine wichtige Alternative zu fossilen Brennstoffen und spielen eine wichtige Rolle bei der Energieversorgung. Sie umfassen Technologien wie Solarenergie, Windenergie, Wasserkraft und Biomasse, die alle auf natürliche Ressourcen zurückgreifen und keine Emissionen von Treibhausgasen verursachen.
Die Elektromobilität hat das Potenzial, eine wichtige Rolle bei der Energieumwandlung und -speicherung zu spielen. Elektrofahrzeuge (EVs) können von erneuerbaren Energien betrieben werden und tragen somit zu einer Reduktion von Emissionen bei. Allerdings hängt die Umweltverträglichkeit von EVs auch von der Art der Stromerzeugung ab, die zur Aufladung der Batterien verwendet wird. Wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt, können EVs eine emissionsarme Alternative zu fossil betriebenen Fahrzeugen sein.
Insgesamt ist die Verwendung von erneuerbaren Energien und die Förderung der Elektromobilität wichtig, um die Emissionen von Treibhausgasen zu reduzieren und den Klimawandel zu bekämpfen. Es gibt jedoch noch viele Herausforderungen und Hürden, die es zu überwinden gilt, um eine breitere Annahme von erneuerbaren Energien und Elektromobilität zu erreichen. Dazu gehören unter anderem die Kosten für die Entwicklung und den Ausbau von erneuerbaren Energien, die Notwendigkeit von Infrastrukturinvestitionen und die Entwicklung von Technologien zur Stromspeicherung.
