Energie

Die einzige wirklich “saubere” Energiequelle, die uns zur Verfügung steht, ist die Sonne.

Diese liefert uns weltweit ein Vielfaches der benötigten Energie, ist zumindest für menschliche Begriffe unendlich vorhanden und steht kostenlos allen Menschen zur Verfügung.

So erzeugt die Sonne sowohl Wärme als auch Licht; beides lässt sich vielfältig nutzen, etwa für die Erwärmung von Wasser oder für die Erzeugung von Strom in Solarzellen.

Gleichzeitig sorgt die Sonne dafür, dass Pflanzen wachsen und Biomasse erzeugen. Dabei binden sie CO2. Verbrennt oder vergärt man später diese Biomasse, wird dieses CO2 zwar wieder freigesetzt, aber insgesamt hat sich damit die CO2-Menge in der Atmosphäre nicht vergrößert.

Die Sonne, zusammen mit der Gravitation, ist letztlich auch die Ursache für die Entstehung von Wind und Regen. Warme Luftschichten steigen gegen die Schwerkraft nach oben und saugen Luft von anderen Regionen nach – dies erzeugt Wind. In höheren, kühleren Schichten kondensiert der Wasserdampf und fällt als Regen zu Boden. Er füllt die Stauseen und Flüsse und sorgt damit für die ständige Erneuerung der Wasserkraft.

Eine völlig andere Art von Energie ist die Erdwärme (Geothermie), die durch radioaktive Zerfallsprozesse im Inneren der Erdkruste erzeugt wird. Streng genommen ist sie nicht unerschöpflich, wird aber noch Millionen von Jahren weiter bestehen.

Südtirol hat sich im Energiebereich ehrgeizige Ziele gesteckt. Bis 2020 sollen drei Viertel des Energieverbrauchs im Strom- und Wärmebereich aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen werden. 56 Prozent des Energieverbrauchs im Strom und Wärmebereich werden zurzeit aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen.
Mit der höheren Energieeffizienz und der Regionalisierung der Energieversorgung sollen nicht nur Umweltbelastungen reduziert, sondern auch die heimische Wertschöpfung gesteigert und die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern, wie Erdöl oder Erdgas, verringert werden.

Biomasse ist die gesamte durch Pflanzen, Tiere und Menschen anfallende oder erzeugte organische Substanz. Sie ist aber auch chemisch gebundene Sonnenenergie. Zur Energiegewinnung aus Biomasse stehen eine Vielzahl von Ausgangsstoffen zur Verfügung. Es wird unterschieden in:

• feste (zum Beispiel Holz, Stroh)
• flüssige (zum Beispiel Pflanzenöl, Biodiesel, Alkohol)
• gasförmige (Biogas)

Die Verwendung von Biomasse zur Erzeugung von Wärme, elektrischer Energie oder Kraftstoff ermöglicht eine ausgeglichene CO2-Bilanz, da nur die Menge CO2 ausgestoßen wird, die kurz zuvor biochemisch gebunden wurde.

Holz ist, nach der Wasserkraft, der bedeutendste erneuerbare Energieträger. Insgesamt werden geschätzte 20% des Heizenergiebedarfs in Südtirol mit Holz abgedeckt. Als Brennstoff – Biomasse werden in einem Fernheizwerk unbehandelte und ungenutzte Holzabfälle wie Waldhackgut, Sägemehl, Industriehackgut und Rinde eingesetzt. Seit 1993 sind in Südtirol insgesamt 70 Fernheizwerke in Betrieb genommen worden. Weitere Anlagen sind im Bau oder in der Planungsphase, so dass in den nächsten Jahren das vorhandene Potenzial noch weiter ausgeschöpft werden kann. In Südtirol werden aber nicht nur Großanlagen gebaut, sondern vermehrt auch kleine und mittlere Anlagen, die mit Hackschnitzel, Pellets oder Stückholz betrieben werden.

= 89 Millionen l Heizölersatz/Jahr — CO2-Einsparung von ca. 259.000 Tonnen

Die Biogaserzeugung erfolgt durch die Vergärung von organischen Stoffen. Unter dem Begriff Vergärung versteht man den Abbau von biogenem Material durch Mikroorganismen in Abwesenheit von Sauerstoff, das heißt unter anaeroben Bedingungen. Mehrere Bakteriengruppen verwandeln biogenes Material in Biogas. Biogas kann u.a. direkt für Heizzwecke oder mittels eines Blockheizkraftwerks (BHKW) zur gekoppelten Produktion von Strom und Wärme genutzt werden. Brennstoffzellen können in Zukunft auch vermehrt direkt zur Verbrennung von Biogas, Klärgas, oder Deponiegas verwendet werden und liefern den höchsten elektrischen Wirkungsgrad, der derzeit bei 55% liegt. Biogas kann nach geeigneter Vorbehandlung ins Gasnetz eingespeist werden, wird aber auch als Treibstoff für Otto- oder Dual-Fuel- Motoren zum Antrieb von Fahrzeugen eingesetzt. Biogasbetriebene Fahrzeuge haben hervorragende Abgaswerte, die nur rund halb so hoch sind wie die beim Benzinbetrieb.

Die Strahlungsenergie, die täglich von der Sonne zur Erde gelangt, kann mit Hilfe einer thermischen Solaranlage für verschiedene Einsatzgebiete verwendet werden:
– Trinkwassererwärmung für sanitäre Zwecke
– Gebäudeheizung
– Prozesswärmebereitstellung für technologisch benötigtes Heißwasser
– Wassererwärmung für Schwimmbäder
– Solare Nahwärmeversorgung mit saisonalem Speicher
– Erwärmung von Luft zu Heizzwecken oder für Trocknungsprozesse 

Die thermische Energie der Sonnenstrahlung wird durch solarthermische Kollektoren nutzbar gemacht.

Bei der Photovoltaik (PV) wird in Solarzellen – dies sind spezielle Halbleiterbauelemente – Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umgewandelt.  Um höhere Leistungen zu erzielen, werden einzelne Solarzellen zu Solarmodulen zusammengeschaltet. Ein wachsender Markt, Fortschritte in der Halbleiterindustrie und steigende Wirkungsgrade reduzierten kontinuierlich die Kosten von Solarzellen, so dass diese für immer mehr Anwendungen attraktiv wurden. Der internationale Markt für Photovoltaik hat sich innerhalb des letzten Jahrzehnts vor allem auf Grund zahlreicher Fördermaßnahmen verhältnismäßig stark entwickelt.

Die Wasserkraft gehört zu den Erneuerbaren Energien.  Die Wasserkraftanlage nutzt das Gefälle eines Flusses oder eines Staudamms indem das Wasser in Rohrleitungen oder Kanälen zu einer Turbine geführt wird. Diese wird in Rotation versetzt und ein Generator, der mit der Turbine verbunden ist, erzeugt daraus Strom. Es gibt Laufwasserkraftwerke (Flusskraftwerke), Speicherkraftwerke (Talsperren, Stauseen) und Pumpspeicherkraftwerke. Laufkraftwerke, meist mit Kaplanturbinen ausgestattet, wandeln die Kraft des fließenden Wassers in elektrische Energie um.  Für ein Speicherkraftwerk ist das Vorhandensein eines Stausees Voraussetzung, von dem aus das gespeicherte Wasser zum Krafthaus geleitet werden kann. In der Regel wird dort eine Pelton- oder eine Francisturbine angetrieben. Da Speicherkraftwerke innerhalb weniger Minuten ein- und ausgeschaltet werden können, liefern sie sehr rasch elektrische Energie und decken Bedarfsspitzen. Ein Pumpspeicherkraftwerk ist ein Wasserkraftwerk, das in erster Linie dazu dient, in Spitzenlastzeiten zusätzlichen Strom in das Netz einzuspeisen. Das Wasser wird mit elektrischer Energie in einen höher gelegenen Speichersee gepumpt und kann später zum Antrieb der Kraftwerksturbinen genutzt werden.

Geothermie oder Erdwärme ist Wärme, die von dem schmelzflüssigen Kern im Erdinneren an die Erdoberfläche dringt. Dabei werden sowohl die auf dem Weg nach oben liegenden Gesteins- und Erdschichten als auch unterirdische Wasserreservoirs erhitzt.  An manchen Stellen dringen heißes Wasser und Dampf als heiße Quelle oder Geysir bis an die Erdoberfläche. us den Tiefen unseres Planeten steigt täglich ein Mehrfaches des weltweiten Energiebedarfs auf und macht sich ungenutzt in den Weltraum davon. Diese Energieressource lässt sich praktisch überall nutzen. Um die Wärme aus dem Untergrund gewinnen zu können, braucht man gewöhnlich ein Transportmittel.
Das grundlegende Prinzip ist einfach: Entweder ist dieses Transportmittel in Form von Dampf oder heißem Wasser bereits im Untergrund vorhanden. Dann wird es an die Oberfläche befördert, ausgekühlt und normalerweise wieder in den Untergrund zurückgeschickt oder es muss erst z. B. Wasser in die Tiefe gepumpt und erhitzt wieder nach oben gebracht werden. Die gewonnene Wärme lässt sich unmittelbar zur Beheizung von Gebäuden oder anderer Wärmeverbraucher einsetzen. Attraktiv ist aber auch die Verwendung der Erdwärme zur Stromerzeugung, denn Erdwärme ist rund um die Uhr verfügbar und bedarfsgerecht regelbar. Die Geothermie gehört weltweit zu den ergiebigsten erneuerbaren Energiequellen. 

Windkraftwerke nutzen die Bewegungsenergie des Windes, der einen Rotor in Bewegung setzt. Der Rotor dreht über eine Welle einen Generator, der Strom erzeugt. Die geografische Lage bestimmt die örtlichen Windverhältnisse, so werden über Wasserflächen und Tiefebenen ohne Hindernisse viel höhere Windgeschwindigkeiten erreicht als im Binnenland. Die Entwicklungen auf den Gebieten der Aerodynamik, des Elektromaschinenbaus, der Regelungstechnik und der Elektronik stellen die technischen Grundlagen für die heutigen Windenergieanlagen dar. Seit 1980 geht der Trend zu immer größeren und besseren Windenergieanlagen in einem Tempo voran, das sonst nur aus der Computertechnik bekannt ist. Die größten Windkraftanlagen erzielen heute eine Nennleistung von über 5 MW.