Die Zukunft der globalen Energieversorgung
Der Wandel des Erdölzeitalters und die Chancen der erneuerbaren Energien
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Jens Bahnsen
- Abgabedatum: Juli 2008
- Umfang: 117 Seiten
- Dateigröße: 738,4 KB
- Note: 1,7
- Institution / Hochschule: Leuphana Universität Lüneburg Deutschland
- Bibliografie: ca. 57
- ISBN (eBook): 978-3-8366-2046-8
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Bahnsen, Jens Juli 2008: Die Zukunft der globalen Energieversorgung, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Erdöl, Energie, Erneuerbare Energie, Globalisierung, Erdölzeitalter
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Diplomarbeit von Jens Bahnsen
Einleitung:
Erdöl und Erdgas sind weltweit die wichtigsten primären Energieträger. Der Fortschritt der Moderne beruht auf der in Erdöl und Erdgas gespeicherten Antriebskraft des Kohlenwasserstoffs. Vor allem die ökonomische, politische und gesellschaftliche Weiterentwicklung des letzten Jahrhunderts ist mittelbar oder unmittelbar mit der geballten, durch Verbrennung freigesetzten Energie fossiler Kraftstoffe verbunden. Der Energieverbrauch pro Kopf ist in den letzen zweihundert Jahren exorbitant angestiegen, wodurch ein relativ hoher Lebensstandard erreicht werden konnte. Nicht zuletzt die heutige Weltwirtschaft hängt von der steten Versorgung mit fossiler Energie ab. Besonders der Sektor des Verkehrswesens ist auf eine zuverlässige Belieferung mit Benzin und weiteren Brennstoffen angewiesen. Es wäre kaum auszudenken, was passieren würde, wenn durch eine massive Verknappung der fossilen Energieträger das Transportwesen und damit die Weltwirtschaft lahmgelegt wird.
Doch genau mit diesem Thema beschäftigt sich diese Arbeit. Die naive Vorstellung der 70er Jahre, es werde schon genug Rohöl auf der Erde geben, weicht langsam der Ernüchterung. Die Endlichkeit der fossilen Ressourcen wurde schon vor langer Zeit prophezeit. Doch erst seit einigen Jahren dringt diese Darstellung der Tatsachen verstärkt in das Bewusstsein der Weltbevölkerung. Eine genaue Schätzung, wie lange die fossilen Reserven noch reichen werden, ist schwer zu verifizieren. Entscheidender als die Frage nach den Reserven ist jedoch die Feststellung des Zeitpunkts für das weltweite Fördermaximum, dem sogenannten Peak Oil. Hierbei handelt es sich um den Augenblick, in dem weltweit keine Erhöhung der Förderquote mehr möglich ist und damit einhergehend die Ölproduktion rückläufig wird. Da der Energiehunger in den nächsten Jahren vermutlich weiter ansteigen wird, zusätzlich angeheizt durch das enorme Wirtschaftswachstum in Indien und China, wird die Produktionserhöhung möglicherweise bald an ihre Grenzen stoßen. Eine Folge daraus wäre beispielsweise die Beeinträchtigung des westlichen Lebensstils.
Eines der größten Probleme stellt momentan die Abhängigkeit der Industrienationen vom Erdöl dar. Vor allem die Abhängigkeit der westlichen Länder vom Ölexport des Nahen Ostens wird von vielen Experten mit Sorge betrachtet. Die Kombination von schwindenden Ölreserven und der wachsenden Militanz unter jungen Muslimen bedroht unter Umständen die wirtschaftliche und politische Stabilität aller Nationen. Mit Bezug auf den Konflikt zwischen Israel und den Palästinensern könnten islamische Fundamentalisten versuchen, Druck auf ihre Regierungen auszuüben, damit diese das Erdöl als Waffe gegen die USA und andere westliche Länder einsetzen, um auf diese Weise die Unterstützung für Israel zu unterbinden. Zu ähnlichen Handlungen kam es bereits 1973, weil die USA während des Jom-Kippur-Krieges Israel unterstützten. Als Folge dessen entstand die erste Ölkrise.
Vor allem aber der enorme Anstieg der Energiekosten macht der Bevölkerung und der Wirtschaft zu schaffen. Da die Energiekosten bei der Herstellung von vielen Produkten des täglichen Lebens eine entscheidende Rolle spielen, verteuern sich Waren in nahezu allen Bereichen. Dieser Preisanstieg könnte auch dazu führen, dass Ölkonzerne auf noch umweltschädlichere Energieträger zurückgreifen, um die rückläufige Erdöl- und Erdgasförderung mit Kohle, Schweröl und Ölsanden auszugleichen. Das wiederum würde aber den CO2-Ausstoß weiter erhöhen und den drohenden Klimawandel vorantreiben.
Vor den geschilderten Hintergründen wird nun seit mehreren Jahrzehnten versucht, Alternativen für die fossilen Brennstoffe zu finden. Eine neue Form der Energieversorgung stellen die erneuerbaren Energien dar. Die Entwicklung dieser neuen Energieformen steht aber noch am Anfang und muss effizienter gestaltet werden, um den zukünftigen Bedarf decken zu können. Auch die Umstellung wird sich noch über einen langen Zeitraum erstrecken. Allerdings ist schon heute erkennbar, dass ein Wendepunkt unmittelbar bevorsteht. Ein neues Energiezeitalter steht wahrscheinlich bevor, in dem fossile Brennstoffe eine geringe Rolle spielen werden und neue Energieformen als primäre Quellen genutzt werden können. Doch noch stehen die fossilen Energieträger im Vordergrund. Da der Bedarf und damit die Nachfrage auch in naher Zukunft weiter steigen werden, sind weitere Preiserhöhungen kaum mehr auszuschließen. Vor allem die Abhängigkeit der Weltwirtschaft und die Sorgen vor einer drohenden Rezession veranlassen viele Regierungen, eine neue Energiepolitik zu betreiben, in der die Sicherung der Energiereserven zur zentralen Aufgabe gehört. Auf der anderen Seite können sich die Besitzer der fossilen Energiequellen über steigende Einnahmen aus den immer teuerer werdenden Rohstoffen erfreuen. Der Zugang und der Besitz dieser Energiequellen werden also auch in Zukunft über die weltweiten Machtverhältnisse entscheiden. Denn wer am Ölhahn drehen und entscheiden kann, wie viel gefördert wird und an wen das Öl geliefert wird, der kann über den Aufstieg oder Untergang einer Wirtschaft mitentscheiden.
Zu den großen Herausforderungen der Zukunft zählt also eine weiterhin einwandfrei funktionierende Energieversorgung der Weltwirtschaft und eine Stabilisierung der Energiepreise auf den Weltmärkten. Durch dauerhafte Engpässe bei der Energiebelieferung oder zu stark steigenden Preisen könnte das gesamte Wirtschaftsgefüge aus dem Gleichgewicht geraten und in eine weltweite Rezession stürzen. Um dieses Ausmaß zu verhindern, ist es also um so wichtiger, die Energiereserven effektiver zu nutzen, um damit die Energieversorgung langfristig aufrecht zu erhalten. Dennoch ist es fraglich, ob die heutigen Erdöl- und Erdgasreserven diese Versorgung langfristig aufrecht erhalten können. Zudem ist auch ungewiss, welche Energieformen in Zukunft an deren Stelle treten sollen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit richtet sich also auf die Entwicklung der globalen Energieversorgung. Dabei sollen unterschiedliche Fragen, die während und nach dem Erdölzeitalter entstehen, erörtert und beantwortet werden. Im Mittelpunkt der Analyse steht die folgende Forschungsfrage: Wo wird die Energie herkommen, wenn die endliche Ressource Erdöl nicht mehr den Bedarf der heutigen Zeit decken kann?
Daran anknüpfend soll geklärt werden, ob die Erdölära wirklich vor dem Ende steht und ob die fossilen Brennstoffe noch rechtzeitig durch alternative Energieformen ersetzt werden können, um die Bedürfnisse der wachsenden Weltbevölkerung auch im 21. Jahrhundert befriedigen zu können. Ein Schlüsselfaktor ist hierbei auch die Zeit, die benötigt wird, um einen grundlegenden Strukturwandel in der Energieversorgung sicherzustellen. Das Hauptaugenmerk der Arbeit liegt daher auf der Analyse des Erdölzeitalters und dem Entwicklungspotenzial der erneuerbaren Energien als mögliche Nachfolger des ‚schwarzen Goldes’. Ein weiterer Gesichtspunkt den es zu thematisieren gilt, ist die Abhängigkeit der westlichen Länder vom Erdöl. In diesem Zusammenhang muss geklärt werden, wie diese Abhängigkeit entstanden ist und ob noch Auswege vorhanden sind. Daran anknüpfend stellt sich auch die Frage, wer welchen Zugang zu den Ölquellen besitzt und welche Interessen bei der Verteilung des Rohstoffes verfolgt werden. Ebenfalls sind die Machtkonstellationen von großer Bedeutung, denn diese können die unterschiedlichen Entwicklungen verhindern oder ggf. fördern. Zudem wird auch der Aspekt des Umweltschutzes eine Rolle spielen, da der Klimawandel aufgrund der Energieverbrennung immer bedrohlichere Züge annimmt.
Anhand der vielen Fragen, die neben der Forschungsfrage aufgeworfen werden, ist erkennbar, dass es sich um eine umfangreiche Thematik handelt. Eine abschließende und allumfassende Antwort auf die Frage, welches die Energieform der Zukunft sein wird, soll hierbei aber nicht das Ziel dieser Arbeit sein. Vielmehr gilt es herauszufinden, wie sich die globale Energieausrichtung entwickeln könnte und welche Möglichkeiten in naher Zukunft zur Verfügung stehen, um den weltweiten Energiehunger zu stillen. Mit Hilfe einer Auswertung von verschiedenen Prognosen soll am Ende dieser Arbeit ein Lösungsansatz entwickelt werden, dessen Kernpunkte für eine sichere, saubere und zukunftsfähige Energieversorgung für die kommenden Generationen stehen.
Gang der Untersuchung:
Bevor die aufgeworfene Forschungsfrage beantwortet werden kann, muss im zweiten Kapitel erst einmal der Verlauf der Erdölära in groben Zügen dargestellt werden. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit dem Abhängigkeits-Prozess des Erdöls und dem Weg von der Entstehung der Abhängigkeit bis hin zur globalen Energiekrise. Um zu verdeutlichen, wie schnell die Weltwirtschaft vom Erdöl abhängig geworden ist, wird hier die Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg als Ausgangssituation genommen. Im historischen Verlauf werden die wichtigsten Ereignisse der Erdölgeschichte aufgezeichnet und vor allem die Erdölkrisen genauer analysiert. Da sich das Verhalten bezüglich der Energienutzung nach den Ölkrisen verändert hat, werden auch die weiteren Begebenheiten der achtziger Jahre bis in die Gegenwart skizziert. Um die veränderte Situation der aktuellen Lage im Gegensatz zu den beiden ersten Ölkrisen zu verdeutlichen, wird in einem aktuellen Teil der Wandel der Problematik erklärt.
Um einen ersten Eindruck der aktuellen Lage zu gewinnen, werden im dritten Abschnitt die weltweiten Erdölreserven thematisiert. Dabei werden in einem ersten Schritt die globalen Reserven und deren Verteilung skizziert, während anschließend noch speziell auf die wichtigsten Fundorte eingegangen wird. Im weiteren Verlauf wird vor allem auf das weltweite Fördermaximum, den Peak Oil, eingegangen. Da sich die Experten bis heute darüber streiten, wann genau der globale Ölverbrauch die jährliche Fördermenge überschreiten wird, sind in diesem Kapitel verschiedene Prognosen vorzufinden, die anschließend in einer Abschätzung der zukünftigen Förderentwicklung münden. Da sich aber die meisten Wissenschaftler darüber einig sind, dass dieses Fördermaximum in nicht allzu weiter Ferne liegt, sollen im fünften und sechsten Kapitel die möglichen Alternativen für die zukünftige Energieversorgung vorgestellt werden. Diese Energieträger werden in fossile und erneuerbare Energien unterteilt. Entscheidend sind hierbei nicht nur die Chancen, die durch die Anwendung der alternativen Energieträger entstehen, sondern auch die Probleme und Folgen, die vor oder während der Nutzung auftauchen. Deshalb wird nach jedem Kapitel nochmals ein eigenes Fazit gezogen.
Im letzten Teil dieser Arbeit soll die gesamte Entwicklung der Energienutzung anhand von Energiezyklen dargestellt werden. Hierbei wird noch einmal verdeutlicht, wie schnell sich die Energieträger mit Bezug auf die technischen Entwicklungen verändert haben. Bevor ein Ausblick über zukünftige Erneuerungen gegeben werden kann, soll eine Auswertung im Stile einer Bilanz die Erdölära widerspiegeln. Um die Brisanz des fossilen Brennstoffs nochmals zu verdeutlichen, wird mit Hilfe von verschiedenen Szenarien dargestellt, welches Ausmaß die Abhängigkeit der Welt vom Erdöl angenommen hat und mit welchen Folgen zu rechnen sein wird. Unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren werden dabei Vorhersagen getroffen, die jedoch alle im gleichen Schicksal enden: dem Ende des Ölzeitalters. Abschließend werden die verschiedenen Bausteine einer zukunftsfähigen Energieversorgung dargelegt und mit Hilfe von Lösungsansätzen mögliche Wege aufgezeigt, durch die ein langfristiger Nachschub sichergestellt werden kann. Hierbei spielen nicht nur wirtschaftliche Aspekte eine Rolle, sondern auch die sozialen Probleme, wie beispielsweise das Ungleichgewicht der globalen Energieverteilung. Auch die Beantwortung der Forschungsfrage wird sich dann im siebten und letzten Kapitel wiederfinden.
Inhaltsverzeichnis:
| Abkürzungsverzeichnis | V | |
| Abbildungsverzeichnis | VI | |
| Tabellenverzeichnis | VII | |
| Hinweis | VIII | |
| Vorwort | 1 | |
| 1. | Einleitung | 2 |
| 1.1 | Wissenschaftliche Fragestellung und Zielsetzung | 4 |
| 1.2 | Aufbau der Arbeit | 5 |
| 1.3 | Zur Definition des Erdöls | 6 |
| 2. | Von der Abhängigkeit zur Krise: Die Erdöl-Ära | 8 |
| 2.1 | Die westliche Industrie nach dem Zweiten Weltkrieg | 9 |
| 2.2 | Entwicklung des Ölmarktes und wechselnde Machtverhältnisse | 10 |
| 2.3 | Rohöl als politische Waffe des Nahen Ostens | 14 |
| 2.3.1 | Energieabhängigkeit von der islamischen Welt | 14 |
| 2.3.2 | Die erste Ölkrise: Die OPEC und ihr Embargo | 16 |
| 2.3.3 | Von der Iranischen Revolution zur zweiten Ölkrise | 19 |
| 2.4 | Die Veränderungen durch die Krisen und die Entwicklung des Ölpreises | 21 |
| 2.5 | Auf dem Weg zur Unabhängigkeit: Die Folgen des Ölpreisschocks | 23 |
| 2.6 | Der Anstieg des globalen Erdölverbrauchs | 25 |
| 2.6.1 | USA | 26 |
| 2.6.2 | Europa | 27 |
| 2.6.3 | China | 28 |
| 2.7 | Gegenwärtige Situation: Auf dem Weg zur nächsten Ölkrise? | 29 |
| 3. | Die Erdölreserven der Welt und das Fördermaximum: Eine aktuelle Bestandsanalyse | 32 |
| 3.1 | Die globalen Erdölreserven und deren Verteilung | 33 |
| 3.2 | Die wichtigsten Regionen der Ölförderung | 35 |
| 3.2.1 | Naher Osten | 36 |
| 3.2.2 | Russische Föderation | 38 |
| 3.2.3 | USA | 39 |
| 3.3 | Peak Oil oder das Ende der billigen Rohölquellen | 41 |
| 3.3.1 | Hubberts Glockenkurve | 42 |
| 3.3.2 | Die Schätzungen der Optimisten | 44 |
| 3.3.3 | Die Verfechter des frühen Fördermaximums | 45 |
| 3.4 | Zukünftige Entwicklung der weltweiten Förderung | 47 |
| 4. | Substitution durch weitere fossile Energieträger | 50 |
| 4.1 | Ölschiefer, Ölsand und Schweröl | 51 |
| 4.2 | Tiefsee- und Polaröl | 54 |
| 4.3 | Kohle | 56 |
| 4.4 | Erdgas | 58 |
| 4.5 | Fazit und Probleme der fossilen Energieträger | 61 |
| 5. | Chancen der erneuerbaren Energien | 64 |
| 5.1 | Geografisch bedingte Energiequellen | 65 |
| 5.1.1 | Die Energie der Sonne: Die Solarzelle | 66 |
| 5.1.2 | Die Nutzung der Windkraft | 69 |
| 5.1.3 | Die Energie des Wassers | 71 |
| 5.2 | Wasserstoff als unerschöpfliche Ressource: Die Brennstoffzelle | 73 |
| 5.3 | Fazit und Probleme der erneuerbaren Energien | 77 |
| 6. | Das Modell der Energiezyklen und mögliche Szenarien: Ein Ausblick | 80 |
| 6.1 | Modell der Energiezyklen | 81 |
| 6.1.1 | Die ursprüngliche Bedeutung der Kondratieffzyklen | 81 |
| 6.1.2 | Übertragung des Modells auf die weltweite Energienutzung: Die Energiezyklen | 84 |
| 6.2 | Mögliche Szenarien in der Zukunft | 88 |
| 6.2.1 | Anstieg der fossilen Brennstoffnutzung: Die Klimakatastrophe | 89 |
| 6.2.2 | Der Machtkampf ums Öl aufgrund von Knappheit | 90 |
| 6.2.3 | Das Ende des Ölreserven: Zusammenbruch der Wirtschaft wegen Abhängigkeit | 92 |
| 6.3 | Bilanz einer Ära: Das Ende des Ölzeitalters | 94 |
| 6.4 | Bausteine einer zukunftsfähigen Energieversorgung | 95 |
| Literaturverzeichnis | 100 |
Textprobe:
Kapitel 5., Chancen der erneuerbaren Energien:
Da Kohle, Öl und Gas nach einmaliger Anwendung nicht wieder zur Energieerzeugung genutzt werden können, gehören diese Brennstoffe nicht in die Gruppe der erneuerbaren Energien. Vor allem der lange Zeitraum für die Neubildung der Rohstoffe verdeutlicht die Irrelevanz für die heutige Zivilisation. Aufgrund des neu entstandenen Bewusstseins für die Endlichkeit der fossilen Energieträger wurde in den letzten Jahrzehnten verstärkt im Bereich der regenerativen Energien geforscht. Dabei entwickelte sich ein breites Spektrum an möglichen Energiequellen, das sich sowohl durch geografisch bedingte Sonnen-, Wasser- und Windkraft als auch durch das allgegenwärtige Element Wasserstoff zusammensetzt. Nicht zuletzt wegen der steigenden Abhängigkeit der Industrieländer vom Öl aus dem Nahen Osten wuchs das Interesse an den neuen Energieformen. Mittlerweile haben die erneuerbaren Energieträger einen großen Anteil an der Energieerzeugung und sollen auch in Zukunft weiter ausgebaut werden. Allerdings ist die heutige Wirtschaft größtenteils immer noch sehr stark auf fossile Brennstoffe angewiesen und somit ist es fraglich, ob die Zeit noch ausreichen wird, um die Energieinfrastruktur noch vor Erreichen des fossilen Fördermaximums auf erneuerbare Energien umzubauen. Deshalb müssen erneuerbare Energietechniken in der Energiewirtschaft auf breiter Fläche eingeführt werden, um möglichst schnell die Basis der Energieversorgung bilden zu können. Dadurch würde einerseits das Problem der knappen und endlichen Rohstoffe gelöst und anderseits die Ölabhängigkeit der westlichen Zivilisation beendet werden. Der wichtigste Aspekt ist aber die Verminderung der Umweltbelastungen, bei der besonders die Reduzierung der Kohlendioxidemissionen im Vordergrund steht. Die durch die Verbrennung der fossilen Brennstoffe erzeugten Treibhausgase könnten durch den Austausch der Energieträger auf ein Minimum heruntergesetzt werden und somit den drohenden Klimawandel abwenden. Die erneuerbaren Energien bieten aufgrund ihrer vielen Formen und ihrer quasi globalen Verfügbarkeit prinzipiell die Möglichkeit, sich von fossilen Energieträgern und von einer zentralisierten Energieversorgung zunehmend unabhängig zu machen.
In den folgenden Kapiteln sollen einige wichtige erneuerbare Energietechniken vorgestellt werden, die zur Zeit das höchste Potenzial besitzen, um das Energiezeitalter der Kohlenwasserstoffe beenden zu können. Im ersten Abschnitt werden die klimaabhängigen Energiequellen vorgestellt, die aufgrund der Elemente Sonne, Wasser und Luft von geografischen Besonderheiten abhängen. Verschiedene Faktoren beeinflussen eine stetige Stromerzeugung und können somit zu einer ungleichmäßigen Energieversorgung führen. Neben der Solar-, Wind- und Wasserenergie beruht die große Hoffnung auf der Energiegewinnung aus Wasserstoff. In einem weiteren Kapitel wird deshalb beschrieben, warum H2 das größte Potenzial aller erneuerbaren Energien besitzt. Besonders die Wirkungsfähigkeit des Energieträgers steht hierbei im Vordergrund, da das Element überall auf der Erde verfügbar ist und somit eine dezentrale Energieversorgung für die gesamte Menschheit erzielen könnte. Lediglich die Herstellung des nutzbaren Wasserstoffs gestaltet sich noch schwierig, da hierfür ebenfalls große Energiemengen benötigt werden. Deshalb werden in einem eigenen Abschnitt nochmals explizit die Probleme, die bei der Umsetzung entstehen könnten, analysiert und bewertet. In einem abschließendes Fazit werden die Chancen der erneuerbaren Energie dargestellt und eine Prognose über die zukünftige Entwicklung gegeben.
Geografisch bedingte Energiequellen:
Bestimmte regenerative Energieträger sind von geografischen und klimatischen Bedingungen abhängig. Nicht überall stehen intensive Sonneneinstrahlung oder hohe Windaufkommen gleichmäßig zur Verfügung. Dadurch werden in verschiedenen Regionen unterschiedliche Energietechniken angewendet, abhängig von den klimatischen Umständen, die in den Regionen vorherrschen. Im Gegensatz zu einem konventionellen Kraftwerk können deshalb Schwankungen bei der Energieproduktion auftreten, weil unterschiedliche Sonnenstrahlungen oder wechselnde Windverhältnisse die Umsetzung beeinflussen können. Das entscheidende Merkmal der geografisch bedingten, erneuerbaren Energien wird wahrscheinlich seine Vielfalt sein, da die starke regionale Differenzierung keine Monokultur zulassen wird. Ein ausgewogener Energiemix mit einem großen Anteil regenerativer Energien erscheint in diesem Falle als verlässlichste Variante einer sicheren Energieversorgung. In den nächsten Kapiteln werden die wichtigsten Energieumwandlungstechnologien kurz vorgestellt und deren Potenzial im einzelnen erläutert. Die Auswahl wird sich aufgrund des Umfangs auf die Sonnen-, Wind- und Wasserenergie beschränken, da es hierbei auch nicht um die Aufzählung der verschiedenen Möglichkeiten geht, sondern vielmehr um das allgemeine Potential der regenerativen Energieträger.
Die Energie der Sonne: Die Solarzelle Die erneuerbaren Energien können im übertragenen Sinne als Solarenergien bezeichnet werden, da die Energienutzung direkt oder indirekt vom Sonnenlicht abhängt. Die Sonne sorgt dafür, dass die Atmosphäre unterschiedlich aufgeheizt wird, wodurch wiederum Winde entstehen, die Windräder antreiben. Diese Winde sorgen auf dem Meer für Wellen und Strömungen, die ebenfalls zur Energieerzeugung genutzt werden können. Das Sonnenlicht wird vor allem für die Photosynthese benötigt und ist damit Voraussetzung für das Wachstum der Pflanzen, die sich wiederum zu Biokraftstoff verarbeiten lassen. In 40 Minuten trifft ungefähr soviel Energie auf die Erde wie die Menschheit in einem Jahr verbraucht. Die Nutzung dieser Sonnenenergie setzt aber bestimmte technische Mittel voraus, die für eine Energieumwandlung benötigt werden. In erster Linie wird aus der Sonnenenergie Wärme oder elektrische Energie gewonnen, die ihrerseits in andere Energieformen umgewandelt werden kann.
Bei der Solarenergie muss vor allem zwischen Solarthermie und Photovoltaik unterschieden werden. Bei der Solarthermie wird die Strahlungsenergie der Sonne in Wärme umgewandelt, die vor allem zur Wassererwärmung genutzt werden kann. Aber auch der Wasserdampf, der bei der Erhitzung entsteht, kann durch Turbinen in Strom umgewandelt werden. Hauptsächlich wird die solarthermische Stromerzeugung mit Hilfe von Kollektoren erzielt, welche die Sonnenenergie einsammeln und an einen „Absorber“ übertragen, in dem die Wärme entsteht. Durch den Absorber strömt ein Fluid, das die Wärme zu einer Wärmekraftmaschine transportiert. An dieser Stelle erfolgt die Umwandlung in mechanische Energie. Anschließend stellt ein angekoppelter Generator die elektrische Energie bereit. Dieser thermodynamische Kreislauf funktioniert genauso wie bei einem konventionellen Dampf- bzw. Gasturbinenkraftwerk. Die zweite Variante der Stromerzeugung ist die Photovoltaikmethode, bei der die Strahlungsenergie direkt in Strom umgewandelt wird. Dabei trifft die Sonnenstrahlung auf Solarzellen, in denen speziell präparierte Halbleiter das Sonnenlicht in Energie umwandeln. Obwohl der photovoltaische Effekt bereits seit seiner Entdeckung durch Becquerel im Jahre 1839 bekannt ist, begann sich die Nutzung der Energieerzeugung erst mit dem Zeitalter der Weltraumfahrt auszubreiten. Die Solarzellen wurden beispielsweise als Energiequelle für Satelliten eingesetzt.
Während der Wirkungsgrad der ersten Silizium-Solarzelle 1954 nur bei fünf Prozent lag, können heute mit modernsten Methoden annährend Werte bis zu 30 Prozent erreicht werden. Die kommerzielle Nutzung von Solarzellen, beispielsweise für Taschenrechner oder Uhren, ist inzwischen zum Standard geworden. Zwar sind die Solarzellen für die großflächige Stromerzeugung noch zwei bis fünf mal teurer als konventionelle Energie aus fossilen Brennstoffen, aber Dank technischer Weiterentwicklungen und zunehmender Massenproduktion sinken die Preise. Während die Öl- und Gaspreise weiter ansteigen, gehen die Photovoltaikkosten seit einigen Jahren aufgrund der industriellen Produktionsmethoden durchschnittlich um 5 Prozent im Jahr zurück.
Der große Vorteil der Photovoltaik ist deren Einsatzfähigkeit, da der Strom genau dort erzeugt werden kann, wo er auch gebraucht wird, also vorwiegend in Gebäuden. Durch die Montage auf den Dächern der Gebäude kann die Energie direkt im Haushalt verwendet werden. Durch die Energiegewinnung vieler kleiner Solaranlagen werden zudem die Energieverluste, die beim Transport des Stroms von großen Kraftwerken zu den Verbrauchern entstehen, minimiert, sowie Kosten eingespart, da der Energietransport sehr kostenaufwändig ist und selber viel Energie verbraucht. Außerdem sind kleine Energiequellen viel stabiler und unabhängiger, da die Verbraucher nicht mehr auf die großen Energieversorger angewiesen sind. Auch die Abhängigkeit von den ölfördernden Staaten wird durch die breite Nutzung der erneuerbaren Energien deutlich reduziert, wodurch auch künftige Energiekrisen verhindert werden könnten. Doch der wichtigste Aspekt der Sonnennutzung ist die geringe Umweltbelastung, da bei der Gewinnung von Solarenergie keine Kohlendioxidemission entsteht.
Lediglich bei der Herstellung von Solarzellen werden umweltschädliche Stoffe eingesetzt, die bei fachgemäßer Entsorgung jedoch keinen Schaden anrichten können. Allerdings ist die Energieeffizienz der Solaranlagen bei der Energieherstellung bis heute nicht effektiv genug. Zwar wird die Produktivität der Solarzelle ständig verbessert und weiterentwickelt, aber um die Effektivität zu erhöhen, müssten auch die Möglichkeiten der Stromspeicherung verbessert werden. Die bisherige Standardlösung dafür ist ein Batteriesystem, das jedoch ständiger Wartung bedarf und den Preis der gesamten Anlage in die Höhe treibt. Dennoch besteht die Möglichkeit, weiterhin an das lokale Stromnetz angeschlossen zu sein und parallel als Käufer und Verkäufer von Strom aufzutreten. Diese Variante ist in der Regel preiswerter als völlig autonome Systeme, da ein kostenintensives Batteriesystem nicht benötigt wird und der Konsument gleichzeitig zum Stromerzeuger wird. Vor allem die Unabhängigkeit von den großen Energieunternehmen steht hierbei im Vordergrund. Eine Analyse über die globalen Anteile der Solarenergie zu finden ist äußerst schwierig. In den meisten Fällen beschränken sich die Beobachtungen auf einzelne Länder, da dieser Energieträger noch am Anfang seiner Entwicklung steht. Vor allem in den Industrienationen wächst der Anteil der Sonnenenergie, da hierbei neben dem Umweltschutzzielen auch die Unabhängigkeit vom Erdöl eine zentrale Rolle spielt. Wie in Abbildung 11 dargestellt, ist in dem noch jungen Solarzellenmarkt Deutschland nach Japan und den USA sowohl in der produzierten Leistung als auch im erreichten Stand der Technologieentwicklung führend. Doch zur Zeit spielt die Energiegewinnung aus Solarzellen im Vergleich mit dem weltweiten Strombedarf nur eine geringe Rolle und wird auf ein bis zwei Prozent geschätzt.
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783836620468
Arbeit zitieren:
Bahnsen, Jens Juli 2008: Die Zukunft der globalen Energieversorgung, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Erdöl, Energie, Erneuerbare Energie, Globalisierung, Erdölzeitalter



