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Glossar

Erneuerbare Energien

In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit und Umweltschutz immer wichtiger werden, spielen erneuerbare Energien eine zentrale Rolle. In diesem Artikel erfahren Sie alles Wissenswerte über die verschiedenen Arten erneuerbarer Energien und deren Bedeutung für die Energiewende. Entdecken Sie, wie unser lokales Stadtwerk die Energiewende vorantreibt und was das für Sie bedeutet.

Kurzer Überblick - Die wichtigsten Punkte:

Inhaltsverzeichnis

Grundlagen der Erneuerbare Energien

Definition: Was genau sind Erneuerbare Energien?

Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die sich kontinuierlich durch natürliche Prozesse regenerieren. Zu diesen zählen Solarenergie, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie. Im Unterschied zu begrenzten und umweltschädlichen fossilen Brennstoffen  wie Kohle, Öl und Gas, stellen erneuerbare Energien eine nachhaltige Alternative dar.

Diese Energieformen sind essenziell für die Energiewende – den Übergang von fossilen zu nachhaltigen Energiequellen. Sie helfen, Treibhausgasemissionen zu reduzieren, die Umwelt zu schützen und eine nachhaltige Energieversorgung sicherzustellen.

Warum sind erneuerbare Energien wichtig?

Erneuerbare Energien sind aus mehreren Gründen von großer Bedeutung:

  1. Klimaschutz: Erneuerbare Energien verursachen weniger Treibhausgase als fossile Brennstoffe.
  1. Nachhaltigkeit: Diese Energiequellen sind nahezu unerschöpflich und regenerieren sich ständig.
  1. Energieunabhängigkeit: Durch die Nutzung lokaler Ressourcen wird die Abhängigkeit von Energieimporten verringert.
  2. Wirtschaftliche Chancen: Die Branche der erneuerbaren Energien schafft viele Arbeitsplätze und fördert die wirtschaftliche Entwicklung.

Vorteile und Herausforderungen

Vorteile erneuerbarer Energien sind ihre Umweltfreundlichkeit, die langfristige Kostenstabilität und ihre dezentrale Erzeugungsmöglichkeit.

Zu den Herausforderungen zählen:

  • Kosten: Hohe Anfangsinvestitionen, aber meist niedrige Betriebskosten.
  • Infrastruktur: Notwendiger Ausbau und Anpassung der Energieinfrastruktur.
  • Speicherung und Verteilung: Erneuerbare Energien sind oft wetterabhängig, daher sind effiziente Speicher und ein robustes Verteilungsnetz erforderlich.

Trotz dieser Herausforderungen überwiegen die Vorteile, und technologische Fortschritte helfen, viele Probleme zu lösen.

Wie fördert das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) die Energiewende?

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) fördert erneuerbare Energien in Deutschland durch feste Einspeisetarife und vorrangigen Netzzugang für Ökostrom-Erzeuger. Dadurch werden Investitionen in erneuerbare Energien attraktiver und planbarer. Das EEG hat maßgeblich dazu beigetragen, den Anteil erneuerbarer Energien am deutschen Strommix zu erhöhen und die Erzeugungskosten zu senken.

Hauptformen erneuerbarer Energien

Welche erneuerbaren Energieträger bieten den größten Mehrwert?

Erneuerbare Energieträger bieten je nach Region und Anwendung unterschiedliche Vorteile. Solarenergie und Windkraft haben aufgrund ihrer breiten Verfügbarkeit und sinkenden Kosten großes Potenzial. Wasserkraft ist eine zuverlässige Grundlastquelle, während Bioenergie flexibel einsetzbar ist. Geothermie bietet konstante Wärme und Strom. Die Kombination verschiedener erneuerbarer Energien ermöglicht eine stabile und nachhaltige Energieversorgung.

Hier sind die Hauptformen und ihre Nutzungsmöglichkeiten:

Solarenergie

Was ist Solarenergie und wofür wird sie genutzt?

Sonnenenergie ist die Strahlungsenergie der Sonne, die auf die Erde trifft. Sie lässt sich zur Strom- und Wärmeerzeugung nutzen.

Nutzungsformen:

  • Photovoltaikanlagen: Wandeln Sonnenlicht direkt in Strom um.
  • Solarthermie: Nutzt Sonnenenergie zur Wärmeerzeugung für Heizung und Warmwasser.
  • Solarchemie: Einsatz von Sonnenenergie zur Durchführung chemischer Prozesse, z.B. Wasserstoffproduktion.
  • Aufwindkraftwerke: Nutzen warme Luft zur Stromerzeugung durch Turbinen.

Windenergie

Was ist Windenergie und wofür wird sie genutzt?

Windenergie nutzt die Bewegungsenergie des Windes zur Stromerzeugung. Sie ist eine der am schnellsten wachsenden erneuerbaren Energiequellen weltweit.

Nutzungsformen:

  • Windkraftanlagen: Konventionelle Windräder zur Stromerzeugung.
  • Flugwindwerke: Nutzen Höhenwinde zur Energiegewinnung.
  • Windmühlen: Traditionell zur mechanischen Arbeit, heute hauptsächlich zur Stromerzeugung.

Bioenergie

Was ist Bioenergie und wofür wird sie genutzt?

Bioenergie wird aus, also organischen Materialien, gewonnen und kann in verschiedenen Formen genutzt werden.

Nutzungsformen:

  • Biodiesel: Hergestellt aus Pflanzenölen und als Kraftstoff verwendet.
  • Holz: Brennstoff für Heizungen und Kraftwerke.
  • Bioethanol: Gewonnen aus zuckerhaltigen Pflanzen und als Kraftstoff eingesetzt.
  • Pflanzenöl: Direkt als Kraftstoff oder zur Biodieselherstellung genutzt.

Wasserkraft       

Was ist Wasserkraft und wofür wird sie genutzt?

Wasserkraft nutzt die Bewegungsenergie des Wassers zur Stromerzeugung. Sie ist eine der ältesten und zuverlässigsten erneuerbaren Energiequellen.

Verschiedene Typen von Wasserkraftwerken:

  • Laufwasserkraftwerke: Nutzen die natürliche Fließgeschwindigkeit von Flüssen.
  • Speicherkraftwerke: Speichern Wasser in Stauseen und nutzen die Fallhöhe zur Stromerzeugung.
  • Kleinwasserkraft: Kleinere Anlagen, oft in kleineren Flüssen, die lokal Strom erzeugen.

Geothermie

Was ist Geothermie und wofür wird sie genutzt?

Geothermie nutzt die Erdwärme zur Erzeugung von Wärme und Strom. Sie ist eine konstante und wetterunabhängige Energiequelle.

Unterschied zwischen tiefer und oberflächennaher Geothermie:

  • Tiefe Geothermie: Nutzung von Wärme aus großen Tiefen (> 400 m) zur Strom- und Wärmeerzeugung.
  • Oberflächennahe Geothermie: Nutzung von Erdwärme aus geringen Tiefen (bis 400 m) für Heizung und Kühlung.

Anwendungen in der Strom- und Wärmeversorgung:

  • Stromerzeugung: Durch Dampfturbinen in Geothermiekraftwerken.
  • Direkte Nutzung der Erdwärme: Für Heizungen und Warmwasserbereitung.
  • Wärmepumpen: Effiziente Nutzung oberflächennaher Geothermie.

Speichertechnologien für erneuerbare Energien

Effiziente Speichertechnologien sind ein wesentlicher Bestandteil der Energiewende. Sie ermöglichen die zuverlässige Nutzung erneuerbarer Energien, indem sie überschüssige Energie speichern und bei Bedarf wieder abgeben.

Verschiedene Arten von Speichern

Batteriespeicher

Batteriespeicher sind flexibel und können schnell Energie aufnehmen und abgeben. Das macht sie ideal für die Stabilisierung des Stromnetzes und die Speicherung von Solar- und Windenergie. Es gibt verschiedene Batterietypen, darunter Lithium-Ionen-, Blei-Säure- und Feststoffbatterien.

Pumpspeicher

Pumpspeicherkraftwerke nutzen überschüssigen Strom, um Wasser in ein höher gelegenes Becken zu pumpen. Bei Bedarf wird das Wasser abgelassen, treibt Turbinen an und erzeugt Strom. Diese Methode ist effektiv für die Speicherung großer Energiemengen und die Bereitstellung von Spitzenlaststrom.

Power-to-Gas

Bei der Power-to-Gas-Technologie wird überschüssiger Strom zur Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse genutzt. Der Wasserstoff kann direkt verwendet oder zu Methan weiterverarbeitet werden, das in bestehenden Gasnetzen gespeichert und transportiert werden kann. Diese Methode ermöglicht die Langzeitspeicherung von Energie und die Nutzung vorhandener Gasinfrastruktur.

Innovative Speicherlösungen und aktuelle Entwicklungen

  • Schwungradspeicher: Nutzen rotierende Massen zur kurzfristigen Energiespeicherung. Sie haben schnelle Reaktionszeiten und hohe Zyklenfestigkeit.
  • Druckluftspeicher: Überschüssige Energie wird genutzt, um Luft zu komprimieren und in unterirdischen Kavernen zu speichern. Bei Bedarf treibt die Druckluft Turbinen zur Stromerzeugung an.
  • Feststoffbatterien: Versprechen höhere Energiedichten, kürzere Ladezeiten und verbesserte Sicherheit im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien.
  • Thermische Speicher: Speichern Energie in Form von Wärme, z.B. in Salzschmelzen oder speziellen Gesteinen. Diese Technologie ist besonders interessant für die Kopplung von Strom- und Wärmesektor.
  • Superkondensatoren: Können sehr schnell große Energiemengen aufnehmen und abgeben, ideal für Anwendungen, die kurze, intensive Energiestöße erfordern.
  • Second-Life-Batterien: Gebrauchte Batterien aus Elektrofahrzeugen werden in stationären Speichern weiterverwendet, was ihre Lebensdauer verlängert und Abfall reduziert.

Die Forschung an neuen Speichertechnologien schreitet stetig voran. Ziele sind höhere Effizienz, längere Lebensdauer, geringere Kosten und bessere Umweltverträglichkeit. Die Kombination verschiedener Speichertechnologien wird helfen, die Herausforderungen der Energiewende zu meistern und eine zuverlässige, nachhaltige Energieversorgung zu gewährleisten.

 Lokale Perspektive auf erneuerbare Energien in Hennigsdorf

Die Stadt Hennigsdorf konzentriert sich auf die Reduzierung der hohen CO2-Emissionen der ortsansässigen Industrie. Eine wichtige Maßnahme ist die Minimierung der Kohlendioxidemissionen bei der Fernwärmeerzeugung durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Unser Ziel ist es, die Fernwärmeversorgung möglichst klimaneutral zu gestalten.

Fernwärmeversorgung in Hennigsdorf:

  • Versorgung von etwa 80% des Stadtgebietes.
  • 54 Gewerbe- und Industriekunden sowie 35 kommunale Einrichtungen werden beliefert.
  • Ganzjährige Verfügbarkeit für Heizung und Warmwasser.
  • 50% der Fernwärme stammt aus erneuerbaren Energien (Biomasse- und Bioerdgas-Heizkraftwerk).

Meilensteine der fossilfreien Fernwärmeerzeugung:

  • 2015: Über 50% der Fernwärme stammte aus erneuerbaren Quellen wie Holzhackschnitzel, Bioerdgas und Solarthermie.
  • 2015: Modernisierung des Heizkraftwerks Zentrum (Umstellung von Kohle auf Erdgas).
  • 2019: Integration industrieller Abwärme aus dem Hennigsdorfer Elektrostahlwerk.
  • 2019: Endgültiger Kohleausstieg bei der Fernwärmeerzeugung.

Erreichte Emissionsreduktionen:

  • Jährliche Vermeidung von etwa 30.000 Tonnen CO2-Ausstoß durch erneuerbare Energien.
  • Zusätzliche Reduktion um ca. 4.000 Tonnen CO2 jährlich durch Kohleausstieg.
  • Senkung des Schwefeldioxidausstoßes um gut 30 Tonnen und des Stickoxidausstoßes um knapp 10 Tonnen pro Jahr.

Rolle der Stadtwerke in der regionalen Energiewende:

  • Vorreiter bei der Umstellung auf erneuerbare Energien.
  • Aktive Reduzierung von CO2-Emissionen.
  • Kooperation mit lokalen Akteuren zur Erreichung der Klimaschutzziele.
  • Beitrag zur Umsetzung der Klimaschutzziele des Regionalen Wachstumskerns RWK im Landkreis Oberhavel.

Die Stadtwerke Hennigsdorf leisten durch ihre innovative und umweltbewusste Fernwärmeversorgung einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz und zur regionalen Energiewende.

Zukunftsperspektiven erneuerbare Energien

Herausforderungen und Chancen

Erneuerbare Energien stehen vor vielen Herausforderungen und Chancen, die ihre Entwicklung bestimmen. Zu den größten Herausforderungen zählen die Integration der Energiequellen in bestehende Infrastrukturen, die Bewältigung der Schwankungen in der Energieproduktion und die Senkung der Kosten für Erzeugung und Speicherung. Gleichzeitig bieten sie enorme Chancen für technologische Innovationen, die Schaffung von Arbeitsplätzen und die Verbesserung der Energieunabhängigkeit.

Ausblick auf zukünftige Entwicklungen

Die Zukunft der erneuerbaren Energien ist vielversprechend. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Technologie und den sinkenden Kosten wird erwartet, dass ihr Anteil am globalen Energiemix weiter steigt. Regierungen weltweit setzen auf ehrgeizige Ziele zur Reduktion von Treibhausgasemissionen und zur Förderung erneuerbarer Energien. Diese politischen Maßnahmen und die steigende Nachfrage nach umweltfreundlicher Energie werden die Entwicklung und den Ausbau erneuerbarer Energien weiter vorantreiben.

Neue Technologien und Forschung im Bereich erneuerbare Energien

Die Forschung und Entwicklung konzentriert sich auf mehrere Schlüsselbereiche:

  • Photovoltaik: Neue Materialien und Technologien zur Verbesserung der Effizienz und Senkung der Produktionskosten.
  • Floating Solar: Solaranlagen auf Wasserflächen zur effizienteren Flächennutzung.
  • Perowskit-Solarzellen: Kostengünstige Alternative zu Silizium-Solarzellen.
  • Windenergie: Entwicklung größerer und effizienterer Turbinen sowie Offshore-Windparks.
  • Schwimmende Windkraftanlagen: Erschließung von Offshore-Gebieten mit größeren Wassertiefen.
  • Energiegewinnung aus Meeresströmungen und Wellen: Nutzung der Kraft der Ozeane.
  • Bioenergie: Optimierung der Produktion und Nutzung von Biomasse, einschließlich neuer Biokraftstoffe.
  • Geothermie: Verbesserte Bohrtechnologien und Systeme zur Nutzung tiefer Geothermiequellen.
  • Künstliche Photosynthese: Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie.
  • Verbesserte Batterietechnologien: Entwicklung von Feststoffbatterien und anderen innovativen Speicherlösungen.

Diese technologischen Fortschritte werden die Kosten weiter senken und die Effizienz der erneuerbaren Energien erhöhen, was deren breitere Akzeptanz und Nutzung fördert.

Bedeutung erneuerbarer Energien für Verbraucher und Umwelt

Für Verbraucher:

  • Langfristige Preisstabilität: Unabhängigkeit von schwankenden fossilen Brennstoffpreisen.
  • Energieautonomie: Möglichkeit zur eigenen Stromerzeugung, z.B. durch Photovoltaikanlagen.
  • Gesundheit: Reduzierung von Luftverschmutzung und damit verbundenen Gesundheitsrisiken.
  • Partizipation: Beteiligung an Bürgerenergiegenossenschaften und lokalen Energieprojekten.

Für die Umwelt:

  • Klimaschutz: Drastische Reduzierung von CO2-Emissionen und Begrenzung der globalen Erwärmung.
  • Ressourcenschonung: Verringerung des Verbrauchs endlicher fossiler Rohstoffe.
  • Biodiversität: Schutz von Ökosystemen durch Vermeidung von Umweltverschmutzung und Bergbau.
  • Wasserhaushalt: Geringerer Wasserverbrauch im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken.

Insgesamt bieten erneuerbare Energien eine nachhaltige Lösung für die Energiebedürfnisse der Zukunft. Mit fortschreitender Technologie und wachsender Unterstützung durch Politik und Gesellschaft werden sie eine zentrale Rolle in der globalen Energieversorgung einnehmen und sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile bieten.

FAQ: Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die sich natürlich regenerieren oder praktisch unerschöpflich sind. Dazu gehören Solarenergie, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie.

Erneuerbare Energien sind wichtig für den Klimaschutz, da sie weniger Treibhausgase produzieren als fossile Brennstoffe. Sie fördern auch die Energieunabhängigkeit und schaffen wirtschaftliche Chancen durch neue Arbeitsplätze.

 

Zu den Vorteilen gehören Umweltfreundlichkeit, langfristige Kostenstabilität, dezentrale Erzeugungsmöglichkeiten und die Schonung endlicher Ressourcen.

Herausforderungen sind hohe Anfangsinvestitionen, notwendiger Ausbau und Anpassung der Infrastruktur sowie die Speicherung und Verteilung von Energie aufgrund ihrer wetterabhängigen Natur.

Das EEG ist ein deutsches Gesetz, das den Ausbau erneuerbarer Energien durch feste Einspeisetarife und vorrangigen Netzzugang für Ökostrom-Erzeuger fördert.

Die Hauptformen sind Solarenergie, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie.

Solarenergie nutzt die Strahlungsenergie der Sonne zur Strom- und Wärmeerzeugung durch Photovoltaikanlagen, Solarthermie, Solarchemie und Aufwindkraftwerke.

Windenergie nutzt die Bewegungsenergie des Windes zur Stromerzeugung durch Windkraftanlagen, Flugwindwerke und Windmühlen

Bioenergie wird aus Biomasse gewonnen und in Formen wie Biodiesel, Holz, Bioethanol und Pflanzenöl zur Energieerzeugung genutzt.

Wasserkraft nutzt die Bewegungsenergie des Wassers zur Stromerzeugung durch Laufwasserkraftwerke, Speicherkraftwerke und Kleinwasserkraftanlagen.

Geothermie nutzt die Erdwärme zur Erzeugung von Wärme und Strom durch tiefe und oberflächennahe Geothermie-Anlagen sowie Wärmepumpen.

Wichtige Speichertechnologien sind Batteriespeicher, Pumpspeicherkraftwerke und Power-to-Gas-Anlagen. Innovative Lösungen umfassen auch Schwungradspeicher und thermische Speicher.

Hennigsdorf reduziert CO2-Emissionen durch klimaneutrale Fernwärme, nutzt erneuerbare Energiequellen wie Biomasse und Bioerdgas und hat den Kohleausstieg in der Fernwärmeerzeugung vollzogen.

Die Zukunft sieht vielversprechend aus mit technologischen Fortschritten, sinkenden Kosten und steigender Effizienz. Neue Technologien wie Perowskit-Solarzellen und schwimmende Windkraftanlagen werden entwickelt.

Verbraucher profitieren durch langfristige Preisstabilität, Möglichkeiten zur eigenen Stromerzeugung und verbesserte Luftqualität. Zudem können sie sich an lokalen Energieprojekten beteiligen.

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