Was sind die wichtigsten sauberen Energien?

Saubere Energien richten auf dem Planeten Erde weniger Schaden an als fossile Brennstoffe wie Kohle oder Öl.

Diese Kraftstoffe, auch als schmutzige Energien bezeichnet, setzen Treibhausgase frei, Kohlendioxid (CO ₂ ), was sich negativ auf die klimatischen Bedingungen des Planeten auswirkt.

Im Gegensatz zu Kraftstoffen setzen saubere Energien weder Treibhausgase noch geringere Mengen frei. Deshalb stellen sie keine Bedrohung für die Umwelt dar. Darüber hinaus sind sie erneuerbar, was bedeutet, dass sie fast unmittelbar nach ihrer Verwendung wieder auf natürliche Weise entstehen.

Daher sind umweltfreundliche Energien erforderlich, um den Planeten vor den extremen Wetterbedingungen zu schützen, die er bereits bietet. Ebenso wird die Nutzung dieser Quellen die Verfügbarkeit von Energie in Zukunft sicherstellen, da fossile Brennstoffe nicht erneuerbar sind.

Es ist anzumerken, dass die Gewinnung umweltfreundlicher Energien ein relativ neuer Prozess ist, der sich noch in der Entwicklung befindet. Deshalb verbleiben einige Jahre, bis sie einen echten Wettbewerb um fossile Brennstoffe darstellen.

Gegenwärtig haben umweltverträgliche Energiequellen jedoch aufgrund zweier Aspekte an Bedeutung gewonnen: der hohen Kosten für die Nutzung fossiler Brennstoffe und der Gefahr, dass deren Verbrennung die Umwelt belastet. Die bekanntesten sauberen Energien sind Solar, Wind und Wasserkraft.

Liste mit den wichtigsten sauberen Energien

1- Sonnenenergie

Diese Art von Energie wird durch spezielle Technologien gewonnen, die die von der Sonne kommenden Photonen (Lichtenergieteilchen) einfangen.

Die Sonne ist eine zuverlässige Quelle, da sie Millionen von Jahren Energie liefern kann. Die derzeitige Technologie zur Erfassung dieser Art von Energie umfasst Photovoltaik-Module und Solarkollektoren.

Diese Panels wandeln Energie direkt in Elektrizität um, sodass keine Generatoren erforderlich sind, die die Umwelt verschmutzen könnten.

Technologie zur Gewinnung von Sonnenenergie

a) Photovoltaikmodule

Photovoltaik-Module wandeln die von der Sonne kommende Energie in Strom um. Die Nutzung von Photovoltaikmodulen auf dem Markt ist in den letzten Jahren um 25% gestiegen.

Gegenwärtig sind die Kosten dieser Technologie bei kleinen Geräten wie Uhren und Taschenrechnern rentabel. Es ist zu beachten, dass diese Technologie in einigen Ländern bereits in großem Umfang implementiert wird. In Mexiko wurden beispielsweise in ländlichen Gebieten des Landes rund 20.000 Photovoltaikanlagen installiert.

b) Thermodynamische Technologie

Solarthermie kommt von der Wärme, die von der Sonne erzeugt wird. Die in der Wärmeenergie verfügbaren Technologien sind dafür verantwortlich, Sonnenstrahlung zu sammeln und in Wärmeenergie umzuwandeln. Anschließend wird diese Energie durch eine Reihe von thermodynamischen Umwandlungen in Elektrizität umgewandelt.

c) Technologie zur Nutzung der Sonnenenergie in Gebäuden

Tagesheizungs- und Beleuchtungssysteme sind die am häufigsten in Gebäuden verwendete Solartechnologie. Die Heizsysteme absorbieren Sonnenenergie und übertragen sie auf ein flüssiges Material, entweder Wasser oder Luft.

In Japan wurden mehr als zwei Millionen Solarwarmwasserbereiter installiert. Israel, die Vereinigten Staaten, Kenia und China sind andere Länder, die ähnliche Systeme verwendet haben.

Bei Beleuchtungssystemen wird natürliches Licht verwendet, um einen Raum zu beleuchten. Dies wird durch die Einbeziehung von reflektierenden Paneelen in Gebäuden (an Decken und Fenstern) erreicht.

Nachteile der Sonnenenergie

• Die Kosten für Sonnenkollektoren sind im Vergleich zu anderen verfügbaren Energieformen immer noch sehr hoch.
• Die verfügbare Technologie kann Sonnenenergie nachts oder bei stark bewölktem Himmel nicht erfassen.

In Bezug auf den letzten Nachteil arbeiten einige Wissenschaftler daran, Sonnenenergie direkt aus dem Weltraum zu gewinnen. Diese Quelle wurde "Weltraumsolarenergie" genannt.

Die Grundidee besteht darin, Photovoltaik-Module in dem Raum zu platzieren, in dem Energie gesammelt und zur Erde zurückgesandt wird. Auf diese Weise wäre die Energiequelle nicht nur kontinuierlich, sondern auch sauber und unbegrenzt.

Der Luft- und Raumfahrtingenieur des Naval Research Laboratory der Vereinigten Staaten, Paul Jaffe, erklärt: "Wenn ein Solarpanel im Weltraum aufgestellt wird, wird es während 99% des Jahres 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche beleuchtet." .

Die Sonne scheint viel mehr im Weltraum, sodass diese Module bis zu 40-mal mehr Energie aufnehmen können, als dasselbe Panel auf der Erde erzeugen würde.

Das Versenden der Module in den Weltraum wäre jedoch übermäßig teuer, was ein Hindernis für ihre Entwicklung darstellt.

2- Windenergie

Im Laufe der Jahre wurde der Wind zum Antreiben von Segelbooten und Booten, Mühlen oder zum Erzeugen von Druck beim Pumpen von Wasser verwendet. Es dauerte jedoch bis zum 20. Jahrhundert, bis die Menschen begannen, dieses Element als zuverlässige Energiequelle zu betrachten.

Im Vergleich zur Sonnenenergie ist die Windenergie eine der zuverlässigsten, da der Wind konstant ist und im Gegensatz zur Sonne nachts genutzt werden kann.

Die Kosten für diese Technologie waren zunächst zu hoch. Dank der Fortschritte der letzten Jahre ist diese Energieform jedoch zunehmend rentabler geworden. Dies zeigt die Tatsache, dass im Jahr 2014 mehr als 90 Länder Windenergieanlagen besaßen, die 3% des gesamten weltweit verbrauchten Stroms lieferten.

Technologie zur Gewinnung von Windenergie

Die im Bereich der Windenergie eingesetzten Technologien, Turbinen, sind dafür verantwortlich, die Luftmassen, die sich in Energie verwandeln, umzuwandeln. Dies kann von Mühlen genutzt oder durch einen Generator in Strom umgewandelt werden. Diese Turbinen können von zwei Arten sein: Turbinen mit horizontaler Achse und Turbinen mit vertikaler Achse.

Nachteile der Windenergie

Obwohl die Windenergie eine der billigsten umweltfreundlichen Quellen ist, weist sie einige ökologische Nachteile auf:

• Die Windenergietürme beeinträchtigen die Ästhetik natürlicher Landschaften.
• Die Auswirkungen dieser Mühlen und Turbinen auf den Lebensraum sind ungewiss.

3- Wasserkraft

Diese saubere Energiequelle wird durch die Bewegung von Wasser mit Strom versorgt. Wasserströme aus Regen oder Flüssen sind sehr nützlich.

Technologie zur Gewinnung von Wasserkraft

Die Einrichtungen zur Gewinnung dieser Art von Energie nutzen die kinetische Energie, die durch den Wasserfluss erzeugt wird, um Elektrizität zu erzeugen. Im Allgemeinen wird Wasserkraft aus Flüssen, Bächen, Kanälen oder Dämmen gewonnen.

Die Technologie im Bereich der Wasserkraft ist eine der fortschrittlichsten im Bereich der Energiegewinnung. Tatsächlich stammen ungefähr 15% des weltweit produzierten Stroms aus dieser Art von Energie.

Wasserkraft ist viel zuverlässiger als Sonnenenergie und Windenergie, da nach dem Befüllen der Dämme Strom mit einer konstanten Rate erzeugt werden kann. Darüber hinaus sind diese Dämme nicht nur effizient, sondern auch langlebig und wartungsarm.

a) Gezeitenenergie

Gezeitenenergie ist eine Unterteilung der Wasserkraft, die auf der Gewinnung von Energie durch die Wellen basiert.

Wie die Windenergie wird diese Art von Energie seit den Zeiten des antiken Roms und des Mittelalters genutzt, wobei die Mühlen, die von den Wellen angetrieben werden, sehr beliebt sind.

Diese Energie wurde jedoch erst im 19. Jahrhundert zur Stromerzeugung genutzt.

Das weltweit erste Gezeitenkraftwerk ist die Rance Mareomotor Energy Station, die seit 1966 in Betrieb ist und die größte in Europa und die zweitgrößte der Welt.

Nachteile der Wasserkraft

• Der Bau von Dämmen führt zu Veränderungen im natürlichen Verlauf der Flüsse, beeinflusst die Höhe der Strömungen und beeinflusst die Wassertemperatur, was sich negativ auf das Ökosystem auswirken könnte.
• Wenn diese Dämme zu groß sind, können sie Erdbeben, Bodenerosion, Erdrutsche und andere geologische Schäden verursachen.
• Sie könnten auch Überschwemmungen verursachen.
• Aus wirtschaftlicher Sicht sind die anfänglichen Kosten für den Bau dieser Dämme hoch. Dies wird jedoch in Zukunft belohnt, wenn diese anfangen zu arbeiten.
• Wenn Dürreperioden eintreten und die Dämme nicht voll sind, kann kein Strom erzeugt werden.

4- Geothermie

Geothermie wird aus der im Erdinneren gespeicherten Wärme gewonnen. Diese Art von Energie kann nur in Gebieten mit hoher geothermischer Aktivität kostengünstig gesammelt werden.

In Ländern wie Indonesien und Island beispielsweise ist Geothermie zugänglich und könnte dazu beitragen, den Einsatz fossiler Brennstoffe zu reduzieren. El Salvador, Kenia, Costa Rica und Island sind Länder, in denen mehr als 15% der gesamten Stromerzeugung aus Erdwärme stammt.

Nachteile der Geothermie

• Der größte Nachteil ist die Wirtschaftlichkeit: Die Kosten für die Gewinnung dieser Art von Energie sind hoch.
• Da diese Art von Energie nicht so beliebt ist wie die vorherigen, fehlt es an qualifiziertem Personal, um die erforderliche Technologie zu installieren.
• Wenn Sie nicht vorsichtig vorgehen, kann diese Art von Energie Erdbeben erzeugen.

5- Hydrothermale Energie

Hydrothermale Energie wird aus Wasserkraft und Wärme gewonnen und bezieht sich auf heißes Wasser oder Wasserdampf, der in den Brüchen der Erdschichten eingeschlossen ist.

Dieser Typ stellt die einzige Wärmeenergie dar, die derzeit kommerziell genutzt wird. Auf den Philippinen, in Mexiko, Italien, Japan und Neuseeland wurden Anlagen gebaut, um diese Energiequelle zu nutzen. In Kalifornien, USA, stammen 6% des erzeugten Stroms aus dieser Art von Energie.

Biomasse

Unter Biomasse versteht man die Umwandlung von organischer Substanz in nutzbare Energieformen. Diese Art von Energie kann unter anderem aus Abfällen aus der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie stammen.

Seit der Antike werden Formen von Biomasse wie Brennholz verwendet. In den letzten Jahren wurde jedoch an Methoden gearbeitet, die kein Kohlendioxid erzeugen.

Ein Beispiel hierfür sind Biokraftstoffe, die in Öl- und Tankstellen eingesetzt werden können. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die durch geologische Prozesse erzeugt werden, entstehen Biokraftstoffe durch biologische Prozesse wie die anaerobe Vergärung.

Bioethanol ist einer der häufigsten Biokraftstoffe. Dies wird durch die Fermentation von Kohlenhydraten aus Mais oder Zuckerrohr hergestellt.

Die Verbrennung von Biomasse ist viel sauberer als die von fossilen Brennstoffen, da die Schwefelkonzentration in der Biomasse geringer ist. Darüber hinaus würde die Gewinnung von Energie durch Biomasse die Vorteile von Materialien nutzen, die ansonsten verschwendet würden.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass saubere und erneuerbare Energien erhebliche Energiemengen liefern können. Aufgrund der hohen Kosten für die Technologie zur Stromgewinnung aus diesen Quellen ist jedoch klar, dass diese Energiearten fossile Brennstoffe noch nicht vollständig ersetzen werden.