Die Idee nachhaltig Energie zu erzeugen, um dem Klimawandel die Stirn zu bieten, ist in aller Munde. Während sich Politik und Industrie jedoch häufig uneins darüber sind, wann der Kohleausstieg geschafft sein soll und wie die Kosten des Automausstiegs zu bewältigen sind, ist die Wissenschaft bereits weiter: Eine Begrenzung des Klimawandels ist ohne sofortigen Umstieg auf erneuerbare Energiegewinnung unmöglich. Viele Menschen sensibilisieren sich auch privat zunehmend für das Thema und wünschen sich für den eigenen Bedarf ebenfalls den sogenannten Ökostrom.
Viele Ideen, regenerativ Energie aus der Natur zu beziehen, entstammen bereits dem Altertum – nun werden sie in moderner Form wiederentdeckt. In stetiger Anstrengung werden neue Methoden der Energieerzeugung erforscht und bestehende weiterentwickelt, um höhere Ausbeuten und geringere Schäden zu ermöglichen. Diese Methoden bieten viele Vorteile, haben jedoch auch Risiken und Nachteile, die beachtet werden müssen.
Windkraft
Als Windkraft beziehungsweise Windenergie wird die Erzeugung von Energie mittels Windkraftanlagen, also großer Türme mit Rotatoren bezeichnet, die laminare Luftströmungen nutzen. Jene wandeln die durch Bewegung der Rotorblätter erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie um. Eine Anlage kann sich auf Land oder „offshore“ im Meer befinden und aus unterschiedlich vielen Türmen bestehen. Daneben existieren sogenannte Kleinwindkraftanlagen für den privaten Gebrauch, für deren Einsatz jedoch viele Bedingungen erfüllt sein müssen. Von Interesse sind auch röhrenförmige Türme ohne äußere Rotatoren, die turbulente Luftströmungen zu nutzen vermögen, allerdings sind diese nur für gewerbliche Anbieter sinnvoll.
Pro
Windkraftwerke sind verhältnismäßig kostengünstig im Betrieb und bieten eine große Energieausbeute. Gerade große Anlagen können zudem für eine hohe Kontinuität garantieren, da sie stets ein gewisses Mindestmaß an Energie produzieren. Wind ist immer verfügbar und seine Nutzung produziert keinerlei gefährliche Schadstoffe – nach der Inbetriebnahme einer Anlage wird kein CO2 mehr produziert. Obwohl aufgrund der Geräuschentwicklung eine gewisse Entfernung zu menschlichen Ansiedlungen bestehen muss, ist diese deutlich geringer als beispielsweise bei Kohlekraftwerken. Eine Geruchsbelastung besteht ebenfalls nicht.
Einige der problematischen Aspekte wie Vogelschlag und die mangelnde Nutzungsmöglichkeit von turbulenten Luftströmungen schränken die Nutzung zurzeit noch ein – ihre Lösung ist jedoch Gegenstand aktueller Forschungen.
Contra
Eines der größten Probleme moderner Windkraftanlagen liegt im Vogelschlag begründet – Vögel geraten in den Sog der Rotoren und verenden beim Aufprall an diese oder den Turm selbst. Dieses Problem betrifft auch Fledermäuse. Verschärfend kommt hinzu, dass diese und die betroffenen hoch fliegenden Vogelarten ohnehin häufig stark gefährdet und daher streng geschützt sind. Zu ihnen zählen der Weiß- und der noch seltenere Schwarzstorch ebenso wie zahlreiche Raubvögel, beispielsweise Falken und Milane. Bei Offshoreanlagen sind nicht selten auch Zugvögel gefährdet. Weitere Probleme stellen Bedenken hinsichtlich des Lärms und des Landschaftsschutzes dar, da viele Menschen den Anblick der Anlagen als störend empfinden. Zusammengenommen ist es daher nicht einfach, geeignete Standorte zu finden, die sowohl Vogel- als auch Landschaftsschutzbelangen genügen und zudem ausreichend Wind aufweisen.
Wasserkraft
Um elektrischen Strom aus Wasserkraft zu beziehen, wird dessen kinetische Energie mithilfe von Turbinen und Generatoren umgewandelt. Diese Methode eignet sich für Fließgewässer unterschiedlicher Größe. Besonders in wasserreichen Ländern mit humidem Klima wie Norwegen wird diese Form der Energiegewinnung häufig genutzt. Sie kann sowohl bei durchgehenden Fließgewässern erfolgen, als auch im Rahmen eines größeren, zwischen Fließwasserabschnitten eingerichteten Stausees. Wasserkraft ist jedoch aus mehreren Gründen nicht unumstritten.
Pro
Ein großer Vorteil der Wasserkraft entspringt der hohen Verfügbarkeit der Ressource in vielen Ländern. Zudem wird das Wasser im Zuge der Stromgewinnung weder verbraucht noch verschmutzt. Auch der CO2-Ausstoß von Wasserkraftanlagen ist sehr gering. Eine Nutzung ist bei unterschiedlichen Wasserständen und sehr verschiedenen Wasserkörpergrößen und –verläufen möglich. Einen weiteren Vorteil bietet die Nutzung angestauter Wasserläufe im Rahmen eines Stausees als ständiges Trinkwasserreservoir.
Contra
Die Bezeichnung von durch Wasserkraft erzeugtem Strom als Ökostrom ist insgesamt problematisch. Zwar handelt es sich um eine erneuerbare Ressource mit geringem Verschmutzungspotential, allerdings bestehen trotzdem erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt. Diese zeigen sich einerseits direkt durch Fischschäden in den betreffenden Gewässern. Zum einen geraten Fisch in die Turbinen und werden zerfetzt. Zum anderen sind weder abwärts wandernde, geschweige denn aufwärts wandernde Fische dazu imstande, die Barriere des Wasserkraftwerks zu überspringen. Das führt dazu, dass wichtige wandernde Arten wie Lachs oder Aal von ihren Laichgründen abgeschnitten sind und in ihrem Bestand stagnieren, teilweise sogar stark abnehmen.
Andererseits hat die Installation von Wasserkraftwerken in Fließgewässern jedoch gleichzeitig deutlich weitreichendere, indirekte Auswirkungen: Oberhalb der Anstauung ist die Fließgeschwindigkeit wesentlich niedriger und der Wasserpegel wesentlich höher als zuvor. Unterhalb des Kraftwerks ist es umgekehrt. Diese Veränderung zieht auch eine erhebliche Umstrukturierung des gesamten Tier- und Pflanzeninventars nach sich, die häufig nicht positiv zu bewerten ist. Lediglich die Nutzung von Abwasserkanälen zur Energiegewinnung ist davon ausgenommen, da hier gewöhnlich ohnehin kein großes Artenspektrum vorgefunden werden kann.
Solarenergie – Photovoltaik
Die wahrscheinlich beliebteste Möglichkeit, nachhaltig Energie zu erzeugen, besteht in der Nutzung von Solarstrom aus Photovoltaikanlagen. Dabei wandeln Solarzellen auftreffendes Sonnenlicht in elektrischen Strom, der für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden kann. Derartige Anlagen eignen sich sowohl zum Einsatz direkt auf dem Boden als auch auf Dächern und anderen Freiflächen, ebenso wie zu Wasser und im Weltall. Eine Installation ist überall da möglich, wo eine ausreichende Versorgung mit Sonnenlicht gewährleistet ist.
Pro
Die große Flexibilität im Einsatz macht Photovoltaik zu einer ausgezeichneten Methode der Energieerzeugung. Das ermöglicht einen dezentralen Einsatz auch in Entwicklungsländern und schwer erreichbaren Gebieten, wo sie einen extrem wertvollen Beitrag leisten kann. Dies ist insbesondere deshalb interessant, weil viele entwicklungsschwache Länder und Gebiete der Erde gleichzeitig äquatornah und daher stark besonnt sind. Weiterhin können auf diese Art Umweltprobleme in bereits armen Ländern vermieden werden.
Während Solarenergie eine Zeitlang als sehr teuer zu realisieren galt, ist sie dank effizienterer Herstellung und höherer Ausbeute der Anlagen mittlerweile ausgesprochen lukrativ. Daher eignet sich diese Form der Versorgung nicht nur für professionelle Anlagen, sondern auch für Privateigentümer. Aus diesem Grund statten Hausbesitzer ihre Dächer schon seit vielen Jahren zunehmend mit Solarpanelen aus. Die Energie kann entweder selbst genutzt oder es kann von der Einspeisevergütung ins allgemeine Stromnetz profitiert werden. Insbesondere in Anbetracht der unklaren Strompreisentwicklung in den kommenden Jahren und Jahrzehnten empfinden viele Verbraucher die Investition in Photovoltaik als langfristig lohnenswert. Zusätzlich bietet sich auf diese Art eine relativ einfache Möglichkeit, gleichzeitig zum Umweltschutz beizutragen.
Contra
Photovoltaik hat zunehmend weniger Nachteile. Ein Problem ist die ressourcenintensive Herstellung der Anlagen. Hier lassen sich die Auswirkungen jedoch durch verantwortungsvolle Auswahl der Zulieferer durch die Hersteller minimieren, insbesondere was die Umweltauswirkungen und Arbeitsbedingungen betrifft. Eine weitere Schwierigkeit stellt die Zwischenspeicherung der gewonnenen Energie dar. Da die Zeiten, zu der diese gewonnen und zu der diese gebraucht wird, zumeist nur teilweise überlappen, ist eine leistungsfähige Zwischenspeicherung oft der wichtigste Punkt einer Anlage. Damit stellt die Speicherung des tagsüber gewonnenen Energieüberschusses über Heißwassertanks oder Akkus auch einen der wichtigsten Forschungszweige dar. Privat lassen sich die durch Tages- und Jahreszeit bedingten Schwankungen durch leistungsfähige Speichereinheiten minimieren. In größeren Anlagen wird häufig ein Energiemix, beispielsweise aus Wind- und Solarenergie, genutzt, um einen gleichmäßigen Energiefluss zu gewährleisten.
Weitere Möglichkeiten
Weitere Möglichkeiten nachhaltiger Energieerzeugung liegen in der Geothermie, die sehr umweltschonend angewendet werden kann, jedoch standortabhängig ist und in vielerlei Hinsicht noch in den Kinderschuhen steckt. Zudem besteht die Möglichkeit der Bioenergiegewinnung aus Biomasse, beispielsweise Raps, Soja, Ethanol, Holz oder Abfallprodukten. Dies hat jedoch nur dann Vorteile, wenn die Energiegewinnung nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion steht. Als vollständig nachhaltig darf also lediglich die Gewinnung aus Reststoffen wie Abfällen oder Gülle gelten.
