Erneuerbare Energien
Erneuerbare Energien sind Energieformen, die unendlich verfügbar sind oder sich kontinuierlich neu bilden. Im Unterschied zu fossilen Brennstoffen bieten sie umweltfreundliche Alternativen und tragen dazu bei, Treibhausgase zu verringern. Erfahrt mehr über unterschiedliche erneuerbare Energiequellen und ihre Vorzüge. Interessiert? Das und vieles mehr werdet ihr im folgenden Text entdecken!
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Grundlagen zum Thema Erneuerbare Energien
Was sind erneuerbare Energien? – für Kinder und Jugendliche einfach erklärt
Handy, Computer und Auto – kaum etwas funktioniert in unserer Welt ohne Energie. Die Energie, die wir in sämtlichen Lebensbereichen nutzen und benötigen, erhalten wir durch die Umwandlung von fossilen und erneuerbaren Energieträgern.
Doch was sind erneuerbare Energieträger? Was gibt es alles für erneuerbare Energieträger und wo nutzt man erneuerbare Energie? Was ist der Unterschied zwischen fossilen und erneuerbaren Energieträgern?
Nicht erneuerbare Energien – Definition
Bisher wurde der überwiegende Anteil unserer genutzten Energie aus fossilen Energieträgern wie Kohle, Gas oder Erdöl gewonnen. Fossile Energieträger, also urzeitlich entstandene Rohstoffe, stehen jedoch nur in begrenzter Menge für uns zur Verfügung, denn sie sind nicht erneuerbar und werden nach und nach aufgebraucht. Bislang gibt es noch einen großen Vorrat dieser Energieträger unter der Erdoberfläche, die für die Nutzung abgebaut oder gefördert werden können.
Kohle, Gas und Erdöl sind vor vielen Millionen Jahren entstanden und können deshalb nicht neu produziert werden. Da der Vorrat dieser Energieträger endlich ist, benötigen wir Alternativen für unsere zukünftige Energieversorgung.
Nicht nur aufgrund der Endlichkeit von fossilen Energieträgern brauchen wir zusätzlich eine Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien, sondern auch weil bei der Energieumwandlung von fossilen Brennstoffen zu nutzbarer Energie Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid $(\text{CO}_2)$ freigesetzt werden, was die Erderwärmung vorantreibt und unserer Umwelt und dem Klima schadet. Diese Erwärmung hat weitreichende Auswirkungen auf auf das Klima, wie häufigere und intensivere Wetterereignisse, das Abschmelzen von Gletschern und den Anstieg des Meeresspiegels. Aus diesen Gründen ist klar geworden, dass wir Alternativen zu den nicht erneuerbaren Energieträgern benötigen. So ließ sich eine Energiewende im 21. Jahrhundert zu den erneuerbaren und klimaneutralen Energien feststellen.
Erneuerbare Energieträger – Definition
Bei der Beantwortung der Frage Was sind erneuerbare Energien? hilft uns die folgende Definition:
Erneuerbare Energien (auch regenerative Energien genannt) sind Energieformen, die entweder endlos vorhanden sind oder immer wieder neu entstehen. Zu diesen Energieformen gehören die Energie aus der Sonne, die Energie aus Windkraftwerken, die Energie aus Wasser sowie die Energie aus Biomasse und Erdwärme.
Energie aus Biomasse
Spannend ist dabei, dass wir aus allem, was einmal gelebt hat, Energie gewinnen können. Das ist nicht nur bei den fossilen Rohstoffen der Fall, bei denen Pflanzen- und Tierreste unter starkem Druck, hohen Temperaturen und während einer sehr langen Zeit umgewandelt wurden, sondern auch bei lebenden Pflanzen oder bei Pflanzenresten. Die Pflanzenreste, die sogenannte Biomasse, wird mithilfe von Mikroorganismen zersetzt, sodass das Gas Methan entsteht, das wiederum zur Energiegewinnung verbrannt werden kann. Teilweise werden Pflanzen extra dafür angebaut, wie der Raps, um als Energierohstoff zu dienen.
Vor- und Nachteile der erneuerbaren Energieträger
Bereits heute haben wir zahlreiche Technologien entwickelt, um Energie aus beispielsweise der Sonne oder dem Wind zu gewinnen und für unseren Gebrauch nutzbar zu machen. Die scheinbar unbegrenzte Verfügbarkeit macht diese Energieformen zu einer perfekten Alternative zu fossilen Energieträgern. Durch die Nutzung von erneuerbaren Energien werden fossile Brennstoffe geschont und außerdem wird die Luftverschmutzung reduziert. Doch auch bei diesen erneuerbaren Energieträgern gibt es nicht nur Vorteile, sondern auch Nachteile, die du in der folgenden Tabelle aufgelistet findest:
| Vorteile erneuerbarer Energien | Nachteile erneuerbarer Energien |
|---|---|
| Fossile Brennstoffe werden geschont. | Der Aufbau von Kraftwerken (z. B. Wasserkraft- oder Biomassekraftwerk) für eine erneuerbare Energiegewinnung beansprucht Ressourcen, Energie und Zeit. Zudem sind anfangs kostspielige Investitionen nötig. |
| Erneuerbare Energieträger sind klimaneutral und helfen, Treibhausgase zu reduzieren. | Pflanzen, die für die erneuerbare Energiegewinnung angebaut werden, beanspruchen Platz und Ressourcen, die man ggf. für die Lebensmittelgewinnung benötigt. |
| Es besteht eine unbegrenzte Verfügbarkeit, da entweder der Energieträger endlos vorhanden ist oder nachwachsen bzw. neu entstehen kann. | Die produzierte Leistung aus z. B. Wind- und Sonnenenergie unterliegt natürlichen Schwankungen. |
Ausblick – das lernst du nach Erneuerbare Energien
Vertiefe dein Verständnis zu den erneuerbaren Energien mit den Themen Alternative Energien und Woher kommt der Strom?. Informiere dich außerdem zum Klimawandel und dem Treibhauseffekt und hilf mit, der globale Erderwärmung entgegenzuwirken.
Zusammenfassung – Erneuerbare Energien
- Zur Energiegewinnung wurden in der Vergangenheit vermehrt fossile Energieträger genutzt. Diese sind endlich, nicht neu produzierbar und nur begrenzt verfügbar. Außerdem schaden sie der Umwelt und dem Klima und fördern die globale Erderwärmung.
- Erneuerbare Energien sind Energieformen, die unbegrenzt vorhanden sind oder oder immer neu entstehen. Erneuerbare Energie können wir beispielsweise aus Sonnenlicht, Wind, Wasser, Biomasse und Erdwärme gewinnen.
- Im 21. Jahrhundert spricht man von einer Energiewende, die dem Umstieg von fossiler Energiegewinnung zu erneuerbaren Energien beschreibt.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Erneuerbare Energien
Transkript Erneuerbare Energien
Bis heute wird die meiste Energie aus Kohle, Öl oder Gas gewonnen. Diese drei Stoffe sind im Laufe von Jahrmillionen entstanden. Aus Bäumen und anderen Pflanzen die Kohle, und aus Kleinstlebewesen im Wasser, Plankton genannt, ein standen Öl und Gas. Mit viel Druck durch immer dickere Erd- und Gesteinsschichten, die sich über die Pflanzen oder Lebewesen gelegt haben, entstanden im Laufe von Millionen Jahren die fossilen Energieträger: Kohle, Öl und Gas. Diese fossilen Energieträger sind zwar noch in großen Mengen vorhanden, aber die Vorräte auf der Welt sind endlich. Irgendwann werden sie zur Neige gehen und dann wird es keine Energien mehr aus fossilen Energieträgern geben. Spätestens dann brauchen wir andere Energiequellen. Doch auch schon jetzt macht das Verfeuern fossile Energieträger Probleme. Wenn wir alle Vorräte an Kohle, Öl und Gas auf die übliche Art verfeuern, würde das nach Meinung des Weltklimarates dazu führen, dass so viel CO2 entsteht, dass das Klima sich dramatisch verändert. Mit kaum absehbaren, drastischen Folgen für die Menschen. Ein guter Weg aus dieser Zwickmühle ist der verstärkte Einsatz erneuerbarer Energien. Unter erneuerbaren Energien versteht man Energieformen, die nahezu endlos vorhanden sind oder immer wieder entstehen und eben nicht endlich sind, wie die fossilen Energieträger Kohle, Öl und Gas. Die bekanntesten erneuerbaren Energien sind Sonnen- und Windenergie. Aber auch andere erneuerbare Energien werden immer interessanter. Genialerweise kann man aus fast allem, was mal gelebt hat, vor allem aus Pflanzen oder Pflanzenresten aller Art, Strom und Wärme machen. Dazu wird die Biomasse, also Pflanzenreste aller Art, aber auch Exkremente von Tieren oder Menschen, mithilfe von Mikroorganismen zersetzt. Das heißt, Bakterien bilden aus der Biomasse CH4, Methan. Dabei entsteht ein Rest, der meist noch als Dünger dienen kann. Das entstehende Methangas wird aufgefangen und verbrannt. Damit kann ein Generator angetrieben werden, der Strom produziert. Die dabei zwangsläufig entstehende Wärme kann zusätzlich genutzt werden. Da Pflanzen immer wieder nachwachsen können, spricht man auch hierbei von erneuerbaren Energien. Zwar entsteht auch bei der Verbrennung des Methans CO2, Kohlendioxid, jedoch mussten die Pflanzen eine entsprechende Menge an Kohlendioxid vorher aus der Luft entnehmen, um zu wachsen. Und deswegen sind erneuerbare Energien, auch Biomasse, klimaneutral. Erneuerbare Energien werden deshalb als ein wichtiger Beitrag gegen einen immer dramatischeren Klimawandel gesehen.
Erneuerbare Energien Übung
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Bestimme fossile Energieträger.
TippsDrei Abbildungen sind korrekt und zeigen fossile Energieträger.
Wasserkraft und Sonnenenergie gehören zu den erneuerbaren Energien.
LösungKohle, Erdgas und Erdöl gehören zu den fossilen Energieträgern. Wie du in dem Diagramm sehen kannst, wird ein Großteil unserer Energie noch aus ihnen gewonnen. Es ist jedoch das Ziel, immer mehr Energie aus erneuerbaren Energien zu gewinnen.
-
Zeige die Entstehung der fossilen Energieträger auf.
TippsAus Kleinstlebewesen im Wasser, sogenanntem Plankton, entstanden Öl und Gas.
Erdgas lagert über Erdöl unter dem Meer.
Kohle entstand durch Bäume und Pflanzen.
Kohle entstand durch den Druck von Erd- und Gesteinsschichten und lagert unter diesen.
LösungAuf der Abbildung erkennst du die Lagerstätten von Erdöl, Erdgas und Kohle und kannst erschließen, wie diese entstanden sind.
Erdöl und Erdgas
- Über Jahrmillionen entstanden aus Kleinstlebewesen im Wasser, dem Plankton, durch sehr viel Druck von Erdschichten und Wasser Erdöl und Erdgas.
- Hierbei lagert das Erdöl unter dem Erdgas.
Kohle
- Kohle entstand unter anderem aus Holz und Pflanzen. Dabei lagerten sich im Laufe von Jahrmillionen immer dickere Erd- und Gesteinsschichten über das Holz und die Pflanzen und übten immer mehr Druck aus.
- Man unterscheidet unter anderem zwischen Braunkohle und Steinkohle, die beide in Deutschland zu finden sind. Hiervon hast du bestimmt schon gehört.
-
Erkläre die Problematik von fossilen Energieträgern.
TippsFossile Energieträger können nicht nachwachsen.
Schaue dir die oben stehende Abbildung an. In den Abgasen befindet sich viel CO₂.
LösungBei der Benutzung von fossilen Energieträgern gibt es folgende Probleme:
- Sie sind endlich und können nicht nachwachsen.
- Der Vorrat an fossilen Energieträgern wird irgendwann aufgebraucht sein.
- Bei der Energiegewinnung aus Kohle, Erdöl und Erdgas wird viel CO₂, welches maßgeblich am Klimawandel beteiligt ist, freigesetzt.
-
Stelle erneuerbare Energien dar.
TippsSonne und Wind können nicht aufgebraucht werden.
In der Abbildung siehst du ein Wasserkraftwerk, das an das Stromnetz angeschlossen ist.
Auf der Abbildung siehst du die Rapspflanze. Diese kann zur Energiegewinnung verwendet werden.
LösungDu hast nun viel über erneuerbare Energien gelernt. Hier siehst du nun noch einmal eine Zusammenstellung wichtiger Informationen.
Erneuerbare Energien
- Sie können nicht verbraucht werden.
- Sie sind endlos vorhanden oder können immer nachwachsen.
- Bekannte erneuerbare Energien sind die Windenergie, die Sonnenenergie und die Wasserkraft.
- Der Anteil an der Energienutzung aus Sonnen- und Windenergie hat in den letzten Jahren stark zugenommen (siehe Abbildung).
- Auch aus Pflanzen und Exkrementen kann Energie gewonnen werden.
- Aus der Rapspflanze wird beispielsweise Biodiesel gewonnen.
-
Ordne die Energieformen zu.
TippsBei zwei Energien handelt es sich um erneuerbare Energien.
Die erneuerbaren Energien können nicht erschöpfen. Zum Beispiel hört die Sonne nicht auf zu scheinen.
LösungZu den fossilen Energieträgern zählen:
- Kohle
- Erdöl
- Erdgas
Die häufigsten erneuerbaren Energien sind:
- Windenergie
- Sonnenenergie
Es gibt jedoch noch weitere erneuerbare Energien wie z. B. die Wasserkraft oder Biogas.
-
Erläutere Klimaneutralität.
TippsDie oben stehende Abbildung hilft dir weiter.
Bei klimaneutralen Prozessen wird nicht mehr Treibhausgas produziert als vorher verbraucht wurde. Es wird also wieder ausgeglichen.
Automobile mit Benzinmotoren produzieren viel CO₂.
LösungKlimaneutralität bedeutet, dass entweder keine Treibhausgase entstehen oder diese kompensiert werden. Bei der Verbrennung von Biotreibstoff entsteht auch CO₂, jedoch haben die verwendeten Pflanzen vorher mindestens genau so viel CO₂ aus der Luft aufgenommen. Daher ist diese Energienutzung klimaneutral.
Auch in deinem Alltag kannst du darauf achten, klimaneutral zu leben (siehe Abbildung). Möglichkeiten hierfür sind z. B.
- die Verwendung von öffentlichen Verkehrsmitteln und des Fahrrads,
- die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Energien wie der Windkraft sowie
- die Nutzung von energieeffizienten Elektrogeräten.
Vielleicht schaffst du ja etwas hiervon in deinen Alltag zu integrieren.
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