Energiequellen: Nachhaltigkeit für eine sichere und saubere Zukunft

Energie benötigen wir für fast jeden Bereich des modernen Lebens. Die größten Einzelposten entfallen auf Transport und Verkehr, industrielle Produktion, Landwirtschaft und insbesondere auf den Sektor Wohnen mit Heizung und Warmwassererzeugung. Der weltweit wachsende Energieverbrauch hat enorme Auswirkungen auf Klima und Umwelt. Deshalb ist die Suche nach Lösungen für eine nachhaltige, zukunftsfähige Energieerzeugung eine zentrale Forderung an Politik, Wirtschaft und Wissenschaft.

Die Energiewende ist möglich. Zahlreiche Energiequellen stehen dafür zur Verfügung. Moderne Gebäudekonzepte zielen darauf, Strom, Wärme und andere Energieformen mit hoher Energieeffizienz zu nutzen und optimal zu kombinieren. Eine zentrale Rolle spielt der Umstieg von fossilen Energieträgern auf erneuerbare Energie aus Quellen, die auch bei intensiver Nutzung keine dauerhaften Umweltschäden verursachen.

Fossile Energiequellen nur als Übergangslösung

Erdöl, Erdgas, Steinkohle und Braunkohle sind die bedeutendsten, fossilen Energiequellen. Erdöl hat mengenmäßig aktuell noch den weitaus größten Anteil am gesamten, weltweiten Energieverbrauch. Es ist der Grundstoff für die Gewinnung der wichtigsten Kraftstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin. Ebenso für Schiffsdiesel und Heizöl als Brennmaterial, das auch zur Verstromung dient.
Die Vorräte sind ausreichend für mehrere Jahrzehnte, und es werden stetig neue Vorkommen entdeckt. Diese liegen allerdings meist an schwierig zu erschließenden Orten wie der Tiefsee, in Polnähe und in sensiblen Ökosystemen. Die Nutzung unkonventioneller Lagerstätten wie Ölsandvorkommen ist ökologisch ebenfalls sehr umstritten.
Für Erdgas bestehen ebenfalls große Reserven. Seine Bedeutung im Heiz- und Kraftstoffsektor steigt in den letzten Jahren stark an. Ein Grund ist die preiswerte Gewinnung, der einfache Transport über das öffentliche Netz und die vergleichsweise saubere und energieeffiziente Verbrennung.

Steinkohle und Braunkohle sind wichtige Energiequellen für die Stromerzeugung und dienen in vielen Regionen auch als Heizmaterial in privaten Feuerstätten. Besonders für Braunkohle existieren sehr große Vorkommen. Allerdings ist die Gewinnung im Tagebau und die Verbrennung mit enormen Umweltschäden und einem hohen Ausstoß verschiedener Schadstoffe verbunden.
Alle fossilen Energiequellen können langfristig nur als Übergangslösung für die Energieerzeugung dienen. Regenerative Energiequellen müssen sie in großem Umfang ersetzen, um die CO2-Emissionen im notwendigen Maß zu verringern.

Alternative Energien nehmen an Bedeutung zu

Regenerative Energien machen aktuell noch einen relativ kleinen Prozentsatz am weltweiten Verbrauch aus. Allerdings steigt ihr Anteil stetig und mit wachsender Geschwindigkeit.
Eine wichtige, regenerative Energiequelle ist die Solarenergie. Die direkt auftreffende Sonnenenergie lässt sich durch Photovoltaik oder Solarthermie für die preiswerte Stromgewinnung und für das einfache Generieren von Wärmeenergie nutzen.
Windenergie ist leicht verwertbar und ebenfalls eine preiswerte, überall verfügbare Energiequelle. In dicht besiedelten Regionen sind jedoch nur begrenzt Standorte dafür verfügbar.
Wasserkraft spielt je nach Region eine unterschiedlich ausgeprägte Rolle. Durch das Verbauen von Flussläufen ist sie in einigen Fällen ökologisch umstritten. Mit Pumpspeicherwerken stellt sie allerdings auch eine wichtige Speichertechnologie für die schwankenden Erträge aus Solar- und Windenergie dar.
Ein Sonderfall der Wasserkraft ist die Energieerzeugung aus Wellenbewegung und Gezeitenenergie. Die aktuelle Forschung beschäftigt sich mit innovativen Lösungen, die zukünftig eine zunehmende Rolle spielen können.

Umweltwärme und insbesondere Geothermie ist eine wichtige und energetisch sehr attraktive Form der regenerativen Energie, die sich ebenfalls ortsunabhängig nutzen lässt. Die Möglichkeit des hocheffizienten Transports von Wärmeenergie macht Wärmepumpen zu einer Schlüsseltechnologie für die Energiewende im Heizungsbereich. Mit Eisspeichern und Latentwärmespeichern bieten Wärmepumpen auch sehr attraktive Möglichkeiten für das saisonale Speichern von Wärmeenergie.
Kontinuierlich nachwachsendes Pflanzenmaterial kommt in Form von Biomasse als erneuerbare Energiequelle zum Einsatz. Das können beispielsweise Reststoffe und Abfälle sein. Besonders effizient ist es, Bioenergie aus Energiepflanzen zu gewinnen. Das erzeugt jedoch auch ökologische und soziale Herausforderungen durch Konflikte bei der Flächennutzung, Zerstörung von Regenwald und wirtschaftliche Anreize für Monokulturen. Mit nachhaltigen Regelungen für Erzeugung und Import lässt sich dies verhindern.