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Ergänzung von neuen Fotos in der Galerie

In der Galerie sind weitere Fotos von unterschiedlichen fossilen und erneuerbaren Energieerzeugungssystemen (Photovoltaik, Windenergie, Biomasse, Wasserkraft) hinzugekommen.

Die Fotos können unter der Creative Commons Lizenz CC BY-NC-SA 3.0 DE bearbeitet und verwendet werden.

Reichweite der erneuerbaren Energien

Dass die fossilen Primärenergieträger eine endliche Reichweite haben, ergibt sich direkt aus der Art der Ressourcen. Die Deutsche Rohstoffagentur geht in ihrer Energiestudie von 2012 davon aus, dass Erdgas, Eröl sowie Uran weniger als 200 Jahre zur Verfügung stehen werden. Und selbst die statischen Reserven von Stein- und Braunkohle reichen nicht länger als 300 Jahre. Dabei ist nicht berücksichtigt, dass der weltweite Energiebedarf in den letzten Jahren (1990 bis 2010) um mehr als 10 Prozent pro Jahr gestiegen ist. Die Prognose der EIA bis 2040 geht weiterhin von einem jährlichen Anwachsen des Weltenergiebedarfs von mind. 4 Prozent pro Jahr aus.

Die Befürworter der erneuerbaren Energien geben gerne an, dass beim derzeitigen weltweiten Energiebedarf von 140 PWh pro Jahr eine Stunde der auf die Erde eingestrahlte Sonnenenergie ausreicht, um die Erde mit Energie zu versorgen. Jedoch wird bei dieser Argumentation ebenfalls der steigende Energiebedarf nicht betrachtet.

Daher stellt sich die Frage, wie groß die theoretische Reichweite der erneuerbaren Energien bzw. der eingestrahlten Sonnenenergie als Quelle für die regenerativen Energiesysteme ist.

Aus der Solarkonstante E_0 = 1367\;\mbox{W/m}^2 und der, zur Vereinfachung, halben Erdoberfläche A = 2,5\cdot10^{14}\;\mbox{m}^2 ergibt sich die Energie von E_\text{Sonne} = 3,1 \cdot 10^{18}\;\mbox{kWh}, die jährlich von der Sonne auf die Erde eingestrahlt wird. Um zu bestimmen, wie viele Jahre es dauert, bis der derzeitige Weltenergiebedarf bei einer jährlichen Steigerung von 4 Prozent die Jahreseinstrahlungsenergie der Sonne erreicht, muss folgende Gleichung gelöst werden

E_\text{Sonne} = E_\text{Erde} \;\cdot\; 1,04^n
\Rightarrow n = \ln \dfrac{E_\text{Sonne}}{E_\text{Erde}} \;\cdot\; \dfrac{1}{\ln (1,04)}

Einsetzen der gegeben Werte ergibt n = 255\;\mbox{Jahre}.

Dieses Ergebnis bedeutet, dass der weltweite Energiebedarf unter der Voraussetzung des kontinuierlichen Wachstums mit jährlich 4 Prozent in lediglich 255 Jahren gleich der eingestrahlten Sonnenenergie ist. Die Erde würde also damit vollständig die von der Sonne eingestrahlte Energie verbrauchen.

Auch wenn diese Rechnung nur ein Gedankenexperiment ist, zeigt dieses Beispiel deutlich, worauf es in der nächsten Zeit für die Menschheit ankommen wird: Wir müssen unseren Energiebedarf drastisch einschränken und reduzieren, da weder die fossilen Energieträger noch die Sonnenenergie in Zukunft ausreichen werden, den weltweiten Energiehunger zu stillen.