Energiequellen der Zukunft

Fossile Energieträger sind endlich und setzen bei der Verbrennung viel CO2 frei – beides sind Gründe, nach Möglichkeiten zu suchen, von Kohle, Öl und Gas wegzukommen. Lesen Sie hier, welche Energiequellen es in Zukunft geben könnte.

Energie steckt überall: In der Sonne, dem Wind, dem Wasser, in der Muskelmasse von Tier und Mensch. Im Zeitalter von erhöhter Mobilität und zig Elektrogeräten um uns herum ist der Energiehunger so groß wie nie - mit steigender Tendenz. So wuchs der weltweite Energieverbrauch von etwa 1.000 Mtoe (Megatonne Öleinheiten = das Äquivalent von 1.000 Tonnen Erdöl) im Jahr 1900 auf über 12.000 Mtoe im Jahr 2010. Die Menschheit muss demzufolge immer weitere Energiequellen erschließen.

Auf einen Blick

    Das Wichtigste für Sie zusammengefasst!

    Auf dieser Seite erfahren Sie:

    • Wie lange die fossilen Energieträger noch reichen könnten
    • Ob Atomenergie doch eine Lösung sein könnte
    • Alles zu den erneuerbaren Energien
    • Warum Speicherung und Transport von Ökostrom eine Herausforderung sind
    • Infos zu anderen Technologien wie Methanhydrat, Geothermie, Kernfusion und die Möglichkeiten im Weltall

    Was ist eine Energiequelle?

    Energiequellen erzeugen Strom, Wärme und Licht und sind daher eine Notwendigkeit für das moderne Leben. Dabei wird zwischen folgenden Formen unterschieden: Fossile Energien (Erdöl, Erdgas, Braunkohle etc.), regenerative Energien (Sonne, Wind, Wasser etc.) sowie Kernenergien (Kernspaltung und Kernfusion). Der Mensch nutzt verschiedene Energiequellen, wobei der Energiebedarf durch die Industrialisierung, den technischen Fortschritt und das Bevölkerungswachstum stark gestiegen ist.

    Wie lange reichen fossile Energieträger noch?

    ErdölförderungDie fossilen Energieträger sind endlich und irgendwann sind alle Reserven aufgebraucht.

    Um Energie in den verschiedensten Formen – etwa Strom, Wärme oder dem Antrieb von Fahrzeugen – nutzen zu können, ist der Mensch erfinderisch geworden. Am einfachsten zu handhaben und mit einem hohen Wirkungsgrad sind etwa fossile Energieträger wie Kohle, Öl und Gas. Das Problem: Sie entstanden über Jahrmillionen und sind endlich. Der Mensch muss sich also nicht nur wegen des erhöhten Ausstoßes von CO2 Gedanken um die Verwendung von fossilen Energieträgern machen. Alleine 2015 wurden 4,3 Milliarden Tonnen Erdöl gefördert. Wie lange die Ressourcen noch reichen, ist unklar. Experten nennen Zahlen zwischen wenigen Jahrzenten und ein paar Jahrhunderten. Die Fördertechniken werden immer besser, sodass man unerreichbar geglaubte Vorkommen doch erschließen kann und mit zunehmender Verteuerung der Energieträger lohnt es sich, vorher unrentabel erscheinende Reserven anzuzapfen. Dennoch geht man von aus, dass Öl als erstes zum Erliegen kommt, gefolgt von Gas und mit etwas mehr Abstand Kohle.

    Denkt man über Alternativen nach, fallen einem Kernkraftwerke, Sonne, Wind und Wasser ein. Doch welche Energiequellen könnte man in Zukunft noch nutzen? Betreiben wir ein wenig Wahrsagerei – was und wie viel der hier einzelnen vorgestellten Möglichkeiten künftig umgesetzt werden wird, kann nur die Zeit sicher zeigen.

    Atomenergie als Lösung?

    Gegen Atomstrom wehren sich viele Menschen: Zu unsicher erscheint die Technik, zu groß die Reichweite und die Konsequenzen eines Störfalles. Trotzdem wird diese Energiequelle von manchen als saubere Technologie der Zukunft bezeichnet. Angenommen, die künftige Technik könnte AKWs sicher gestalten – wäre das dann die ultimative Lösung? Nein, denn auch Atomkraftwerke benötigen Rohstoffe wie etwa Uran, und dessen Vorräte dürften in einem sehr ähnlichen Zeitraum wie die der fossilen Energieträger enden.

    Brennendes Eis: Methanhydrat in den Tiefen der Ozeane

    Am Meeresgrund lagern gewaltige Mengen an Methanhydrat. Dabei handelt es sich um stark komprimiertes Gas, das im Eis eingeschlossen ist. Doch den Rohstoff zu fördern, bleibt anspruchsvoll und gefährlich. Das Hydrat findet sich besonders an Kontinentalhängen, weil hier Temperatur und Druckstärken optimal sind. Und hier liegt auch das Problem: Das Gas existiert hauptsächlich in einer Wassertiefe von 500 Metern. Außerdem zerfällt das Gemisch aus Wassereis und Methan sehr schnell wieder in seine Einzelteile - das Gas entweicht. Und das stellt auch eine Gefahr für die Schiffe dar. Seinen Namen trägt das Gemisch übrigens, weil die Eisbrocken mit einer rötlichen Flamme brennen. Sowohl Japan als auch China sind sehr engagiert bei der Erschließung des brennenden Eises. Auch Kanada und die USA haben bereits Versuche unternommen, den Rohstoff zu fördern.

    Aber nicht nur die Förderung an sich birgt Gefahren. Welche Auswirkungen der Abbau der Methanhydratvorkommen haben könnte, schätzen einige Experten als extrem gefährlich ein. So könnten ganze Hänge abrutschen, wodurch Tsunamis entstehen könnten. Klimaschützer kritisieren den Abbau, weil durch die Verbrennung später wieder mehr Treibhausgas ausgestoßen wird, was entgegen aller Klimapläne stünde.

    AKW Gundremmingen

    Atomkraftwerke in Deutschland

    Hier erfahren Sie, wo in Deutschland Atomkraftwerke stehen und wie deren Zukunft aussieht.

    Zur Infoseite "Atomkraftwerke in Deutschland"
    Energiewende

    Atomenergie-Ausstieg

    Welche Möglichkeiten es gibt, um selber keinen Atomstrom mehr zu nutzen, lesen Sie hier.

    Zum Ratgeber "Aus der Atomenergie aussteigen"
    windradErneuerbare Energien gelten als zukunftsfähige Energiequelle.

    Erneuerbare als Energiequelle der Zukunft

    Wichtig scheint somit zu sein, dass wir künftig auf erneuerbare Energien setzen. Wind, Sonne und Wasserströmung stehen quasi in unendlichen Mengen zur Verfügung und müssen „nur“ in nutzbare Energie umgewandelt werden. Auch in Wasserkraftwerke und Geothermieanlagen lohnt es sich zu investieren, da diese beständig Strom liefern können. Weiterhin erscheint Energie aus Biomasse eine interessante Möglichkeit – wobei hier die Konkurrenz der Energie- zur Nahrungspflanze bedacht werden sollte.

    So entstehen immer neuere Techniken und Geschäftsmodelle, um effizienter Energie aus Erneuerbaren zu gewinnen. Beispielsweise entwickelt die Firma Ewicon bereits Windräder, die ohne bewegliche Teile auskommen und Strom mithilfe von elektrisch geladenen Wassertropfen erzeugen. Andere Firmen arbeiten an der Weiterentwicklung und Umsetzung von schwimmenden Windkraftanlagen, die auf hoher See mehr Energie produzieren können.

    Die Herausforderung: Speicherung und Transport von Ökostrom

    Das größte Problem stellt sich derzeit in der Speicherung von großen Energiemengen und dem Transport von A nach B. Wind und Sonne sind unbeständig, an einem Tag wird viel Strom produziert, an einem anderen wenig bis gar keiner. Künftig müssen somit unser Stromnetz ausgebaut und Speichermöglichkeiten verbessert werden. Großräumige Netze über ganz Europa würden etwa helfen, Schwankungen zu kompensieren. Projekte hierzu gibt es schon: In Deutschland entstehen mehrere große Trassen, die den Strom transportieren sollen. Ein Beispiel ist die gigantische Stromautobahn "SuedLink", mit welcher der im Norden in großen Mengen produzierte Windstrom in den Süden des Landes gelangen soll. Mit der Stromleitung "NordLink", die durch die Ostsee verlaufen soll, können Deutschland und Norwegen deutschen Wind- und norwegischen Wasserstrom bei Bedarf oder Überschuss an das jeweils andere Land liefern.

    Was die Speicherung von Ökostrom angeht, existieren bereits neue Ansätze und andere sind wiederum in der Entwicklung. So gibt es Konzepte, bei denen ausrangierte alte Elektroauto-Batterien als gigantische Speicher für Solarstrom dienen. Daneben werden E-Autos, die gerade nicht genutzt werden, in bestehenden Projekten als flexible Speicher eingesetzt, auch mit dem Ziel, E-Autos bundesweit als mobile Speicher einzusetzen.

    Auf privater Ebene bieten Energieversorger neben festinstallierten Stromspeichern den Betreibern von Solaranlagen mittlerweile sogenannte Solar-Clouds an. Eigenstromerzeuger können ihren Stromüberschuss bei solchen Verträgen virtuell speichern und zu einem anderen Zeitpunkt wieder einfordern.

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    Die EEG-Umlage

    Die Förderung von Strom aus erneuerbaren Energien und damit der Energiewende wird durch die EEG-Umlage gefördert. Da die Umlage von den Stromverbrauchen getragen wird, führt sie regelmäßig zu Unmut.

    Mehr zur EEG-Umlage
    Atomstrom-Ende

    Die Energiewende

    Die Energiewende ist ein Ziel, welches nicht nur in Deutschland eine Rolle spielt. Es geht vor allem darum, dass Klima und somit die Gesundheit zu schützen. Dafür wird vor allem auf die Energiegewinnung geachtet.

    Mehr zu Energiewende
    Solarenergie Windenergie

    Erneuerbare Energien

    Erneuerbare Energien sind jene Energieträger, die sich verhältnismäßig schnell erneuern und die quasi unerschöpflich sind. Sie gelten als Energiequelle der Zukunft.

    Mehr zu den erneuerbaren Energien

    Geothermie mal anders

    Erdwärme als praktisch nie versiegende Energiequelle ist schon länger bekannt, aber man kann die Idee immer weiter auf die Spitze treiben: Aktuell wird in Island daran geforscht, die Wärme eines Vulkans anzuzapfen. In dessen Umgebung ist das Gestein so heiß, dass man keine Abkühlung feststellen wird, egal wie viel Wärme und damit Energie man zum Beispiel durch Erhitzen von Wasser nach oben schafft. Jedoch ist das gar nicht so leicht, denn in einer Tiefe von über vier Kilometern, um die es hier geht, herrschen Extrembedingungen – vor allem wenn man versehentlich auf Magma trifft…

    Wärmepumpe

    Heizen mit Erdwärme

    Die Erde selber steckt voll ungenutzer Energie, unter anderem in Form von Wärme. Bereits in nur 100 Metern Tiefe herrscht das ganze Jahre über stabil eine Temperatur von zehn Grad. diese Wärme kann mit Hilfe der Geothermie zum Heizen genutzt werden.

    Mehr zum Thema "Heizen mit Erdwärme"
    Wärmepumpe Erdwärme

    Experten-Interview

    Hier finden Sie ein Interview mit dem Bundesverband Wärmepumpe e.V. zu den unterschiedlichen Techniken, den Vor- und Nachteilen und den möglichen Kosten der Wärmepumpe. Schließlich gilt diese als eine klimaschonende Heizmöglichkeit.

    Zum Interview "Die Wärmepumpe"

    Kernfusion – Es werde Licht

    Blickt man etwas weiter Richtung technischer Innovation, stößt man früher oder später auf das Konzept der Kernfusion. Dabei handelt es sich im weitesten Sinne um eine andere Form der Solarenergie: Das heißt, man versucht, genau wie unser Lieblingsstern, Wasserstoff unter riesigem Druck und höllischer Temperatur zu Helium zu fusionieren.

    Kernfusion ist unterm Strich also das Gegenteil der Kernspaltung aus unseren heutigen AKWs, jedoch um Welten sicherer. Gibt es im Fusionsreaktor einen Störfall, hört die Reaktion einfach auf, weil weder Druck noch Temperatur aufrechterhalten werden. Zwar sind auch hier (leicht) radioaktive Rohstoffe und Abfälle zu erwarten, deren Halbwertszeit beträgt jedoch Jahrzehnte statt der Jahrmillionen und -milliarden, die man von Uran kennt. Könnte dies die Energiequelle der Zukunft sein?

    Ganz so einfach ist die Nutzung der Kernfusion dann doch nicht. Wurde die auf dem gleichen Prinzip aufbauende Wasserstoffbombe schon im Kalten Krieg perfektioniert, kämpft die zivile Nutzung der Technologie seit Jahren damit, dass unterm Strich kein Plus an Energie erreicht wird, weil man unter kontrollierten Bedingungen arbeiten muss. Auch in Deutschland wird aktiv an dieser Möglichkeit der Energiegewinnung geforscht: Prominentestes Beispiel ist der Forschungsreaktor Wendelstein 7-X in Greifswald, der vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik betrieben wird. Ein weiterer Standort befindet sich in Garching bei München.

    Greifen nach den Sternen

    EnergiequellenIm Weltall schlummern unendliche Mengen an Rohstoffen und Energiequellen.

    Selbst die Kernfusion kennt Grenzen, auch wenn der zugrundeliegende Rohstoff in großen Mengen auf der Erde vorkommt – im Wasser. Irgendwann gehen uns also viele Energieformen und auch andere Rohstoffe, wie seltene Erden für unsere moderne Technik, aus. Jeder, der häufiger mit Science Fiction in Berührung kommt, kennt auf dieses Problem eine mögliche Antwort: Auf zu den Sternen! Vielleicht liegen unsere Energiequellen der Zukunft nämlich gar nicht auf der Erde?

    Als kurzes Beispiel sei unser treuester Begleiter, der Mond, genannt. Auf ihm schlummern gewaltige Mengen Helium-3, die in einer zweiten Generation funktionsfähiger Kernfusionsreaktoren zu Energie umgewandelt werden könnten, aber auch weitere Anwendungen zum Beispiel als Kühlmittel finden könnten.

    Wenn uns die kostbaren Metalle und Halbmetalle für Smartphone und Co. ausgehen, finden wir im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter möglicherweise Ersatz in sizilium- oder eisenhaltigen Gesteinen. Direkt danach kommt man in den Orbit des Jupiters, dessen Monde große Mengen an Ressourcen enthalten – nicht zuletzt Wasser. Wie bald man in die Tiefen des Sonnensystems vordringt und vor allem wie, ob mit menschlicher Basis oder Robotern, ist aktuell nicht abzusehen.

    Was bleibt auf der Erde zu tun?

    Auch näher an unserer Haustür lässt sich im All noch einiges machen. So könnte man sich leicht Solaranlagen vorstellen, die im Weltall ohne störende Atmosphäre und mit viel Platz deutlich effizienter wären. Einziger Haken: Wie bekommen wir die Energie hier herunter? Um nur einen der bisweilen skurrilen Vorschläge zu nennen, könnte man einen stark konzentrierten Laser nutzen, um die Energie zu Boden zu schicken. Das Zielen dürfte mit heutiger Technik zwar schwierig, aber machbar sein, jedoch ist der Wirkungsgrad eines Lasers zur Energieübertragung nicht der beste.

    Generell haben wir auf der Erde noch einiges zu tun. Nach der Kardaschow-Skala, die die Entwicklung außerirdischer Zivilisationen klassifiziert, erreichen wir nicht einmal den Typ I. Das heißt, dass wir weit davon entfernt sind, all die Energie zu nutzen, die von der Sonne jeden Tag zur Erde gesandt wird. Könnten wir alle Energie, die auf dem Planeten verfügbar ist, direkt oder indirekt nutzen, würden wir zu Typ I aufsteigen. Auf der interkosmischen Skala sind wir damit aller Wahrscheinlichkeit nach aber immer noch sehr kleine Lichter.