Wie wird Strom erzeugt?
Elektrischer Strom ist die Bewegung elektrischer Ladungsträger, meist Elektronen, durch einen elektrischen Leiter. Der Strom transportiert dabei elektrische Energie, die von Verbrauchern zum Betrieb der verschiedensten Geräte eingesetzt wird. Die Energie, mit der die Elektronen im elektrischen Leiter in Bewegung versetzt werden, stellen üblicherweise Kraftwerke bereit. Bei der Stromerzeugung produziert der Generator des Kraftwerks Strom, indem auf einer Achse sitzende Dauermagnete gedreht werden. Das so entstehende, bewegte Magnetfeld induziert in elektrischen Spulen eine Spannung, die einen Strom fließen lässt. Die nötige Energie zum Betrieb des Generators kann dabei aus der Verbrennung eines fossilen Energieträgers wie Kohle oder Erdgas, aus der Kernspaltung oder auch aus der Bewegungsenergie des Wassers oder des Windes stammen.
Anders funktioniert die Stromerzeugung in Solaranlagen und galvanischen Zellen. In ersteren wird der Stromfluss ausgelöst, indem die elektromagnetische Energie einfallender Sonnenstrahlen Elektronen im Material der Solarzelle zur Bewegung anregt. In galvanischen Zellen (Batterien, Akkus und Brennstoffzellen) lösen elektrochemische Reaktionen den Stromfluss aus.
Sobald der Strom im Kraftwerk, der Windenergieanlage oder Solaranlage fließt, beginnt seine Einspeisung in das angeschlossene Stromnetz, aus dem elektrische Verbraucher die benötigte Energie beziehen. Voraussetzung ist dabei immer, dass genauso viel Energie ins Netz eingespeist wird, wie ihm an anderer Stelle wieder entnommen wird. Ist das nicht der Fall, kommt es zu Schwankungen in der Netzfrequenz und das Stromnetz bricht im schlimmsten Fall zusammen.
Stromerzeugung mit konventionellen und regenerativen Energien
Die zur Stromerzeugung eingesetzten Energiequellen sind vielfältig. Üblicherweise werden sie in konventionelle und erneuerbare Energien eingeteilt. Für letztere existiert auch der Begriff der regenerativen Energien. Zu den konventionellen Energiequellen zählen dabei die fossilen Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas, bei deren Verbrennung im Kraftwerk das klimaschädliche Gas CO2 und andere Schadstoffe freigesetzt werden, sowie die Kernenergie, die mit der Gefahr von atomaren Unfällen und der Problematik des radioaktiven Atommülls verbunden ist. Auch die Förderung der fossilen und nuklearen Energieträger schadet der Umwelt, vor allem durch großflächigen Kohle- und Uranbergbau.
Im Gegensatz dazu stehen die regenerativen bzw. erneuerbaren Energien in praktisch unbegrenztem Maße zur Verfügung. Zu ihnen zählen Wind- und Wasserkraft, Solarenergie, Erdwärme, Biomasse und zahlreiche weitere Energiequellen wie etwa die Gezeitenkraft oder die Meereswärme. Tatsächlich stellt die Nutzung der regenerativen Energien keine neue Idee dar: nachwachsendes Holz, eine Art der Biomasse, wurde Jahrtausende lang als Brennstoff verwendet. Zur Bewässerung von Feldern kamen Wasserräder zum Einsatz und das Korn wurde mit Windmühlen zu Mehl gemahlen. Sogar die Stromerzeugung begann regenerativ: Das erste Kraftwerk der Welt war ein 1878 errichtetes Wasserkraftwerk, das ein Landhaus im englischen Northumberland mit Strom versorgte.
Erneuerbare Energien sektorenübergreifend nutzen
In Deutschland begann die aktive Förderung der erneuerbaren Energien im Jahr 2000 mit Inkrafttreten des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG). Seither ist der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung rasant gestiegen. Im ersten Quartal 2020 lieferten sie zum ersten Mal mit 51,2 Prozent mehr als die Hälfte des in Deutschland produzierten Stroms.
Die Stromerzeugung mithilfe erneuerbarer Energien macht dabei nicht nur den Strom an sich, sondern auch Verkehr und Wärmebereitstellung umwelt- und klimafreundlicher. So sind Elektroautos erst dann wirklich umweltfreundlich, wenn der Antrieb mit nachhaltig produziertem Strom erfolgt, d. h. sie „Ökostrom getankt haben“. Und auch Wärme, die in einem (Block-)Heizkraftwerk aus der Verbrennung von Biomasse oder mithilfe von Wärmepumpen unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien produziert wird, ist nicht nur klimafreundlicher als der Einsatz von z. B. Öl- und Gasheizungen, sondern in vielen Fällen sogar völlig klimaneutral. Werden zusätzlich noch innovative Wärmequellen wie etwa die Abwasserwärme genutzt, dann lässt sich die Energieeffizienz von Wärmepumpen noch weiter steigern und Wärme zu noch geringeren Kosten für Mensch und Umwelt bereitstellen.
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