Woher kommt unsere Energie?

Welche Energiequellen kennen wir? Und welche Vor- oder Nachteile haben sie für uns und die Umwelt? Hier findest du eine Übersicht. In Zukunft müssen wir vor allem erneuerbare Energien nutzen. Das heißt Energiequellen, die nicht knapp werden und der Umwelt möglichst wenig schaden, zum Beispiel: Sonne, Wind oder Wasser.

Strom:

• Strom ist keine Energieform, die in der Natur vorkommt. Wir können Strom aber besonders vielseitig einsetzen, darum wandeln wir viele Energieformen zunächst in elektrische Energie, also Strom, um. In der Regel geschieht das über große Turbinen oder Rotoren, die sich schnell drehen. Mithilfe von Magneten können wir diese Drehbewegung in Strom umwandeln. Genauso funktioniert übrigens der Dynamo deines Fahrrads – wenn du in die Pedale trittst, dreht sich im Inneren ein kleiner Rotor. Dieser erzeugt Strom und bringt deine Fahrradlampe zum Leuchten.

🌞 Erneuerbare Energien

Sonne:

Solaranlagen kannst du als große, schwarze Flächen zum Beispiel auf Häuserdächern entdecken. Mit ihnen kann man auf zwei Arten Energie gewinnen:

1. Solarzellen (Photovoltaik) wandeln das Licht direkt in Strom um. Dazu werden noch nicht einmal Turbinen gebraucht, denn das Material der Solarzellen ist wie ein elektronisches Bauteil, das auf Licht reagiert.
2. Bei der Solarthermie nutzt man die Wärme der Sonne, zum Beispiel um Wasser zu erhitzen und damit zu heizen.

Vorteil: Die Sonne scheint kostenlos und schadet der Umwelt nicht.

Nachteil: Das funktioniert nur, wenn die Sonne scheint. Man braucht also zusätzliche Technologien, um die gewonnene Energie für Zeiten ohne Sonnenlicht zu speichern.

Wind:

Windräder haben große Flügel. Wenn der Wind sie dreht, wird im Inneren eine Turbine bewegt und daraus Strom erzeugt.

Vorteil: Der Wind weht von selbst und erzeugt keine schädlichen Abgase.

Nachteil: Wenn kein Wind weht, gibt es auch keinen Strom. Man braucht also ebenfalls Technologien, die die gewonnene Energie für die Zeiten ohne Wind speichern. Und wenn der Wind zu heftig weht, müssen die Windräder abgeschaltet werden, damit sie nicht kaputt gehen.

Wasser:

Flüsse, Bäche oder Stauseen können starke Strömungen haben. Diese treiben Räder oder Turbinen an und erzeugen darüber Strom.

Vorteil: Diese Gewässer fließen meist sehr regelmäßig. Das ist praktisch, weil so fast immer Strom kostenlos produziert werden kann.

Nachteil: Große Staudämme können Natur und Tiere stören, zum Beispiel Fische, die nicht mehr flussaufwärts schwimmen können.

Biomasse:

Biomasse sind Pflanzenreste und landwirtschaftliche Abfälle. Wenn sie verrotten, entstehen Gärgase. Diese Gärgase werden verbrannt. Mit der Hitze, die dabei entsteht, kann geheizt oder über Turbinen Strom erzeugt werden.

Vorteil: Pflanzen wachsen nach und landwirtschaftliche Abfälle gibt es die ganze Zeit. Sie können weiterverwendet werden.

Nachteil: Beim Verbrennen werden auch Schadstoffe frei, z. B. CO₂ – das ist schlecht für das Klima. Auch wird für den Anbau von Pflanzen viel Platz gebraucht.

Erdwärme (Geothermie):

Tief unten in der Erde ist es sehr heiß. Diese Wärme kann genutzt werden, um Wasser zu erhitzen und damit Strom zu erzeugen oder Häuser zu heizen.

Vorteil: Die Wärme ist immer da, ganz egal wie das Wetter ist.

Nachteil: Man muss sehr tief bohren. Das ist schwierig und teuer. Auch sind nicht alle Gebiete auf der Erde dafür geeignet.

⚡ Nicht erneuerbare Energieformen

Kohle, Erdöl und Erdgas:

Diese sogenannten fossilen Brennstoffe werden verbrannt, um ihre Energie freizusetzen. Die Hitze kann Motoren antreiben zum Beispiel bei Autos und Flugzeugen oder Turbinen in Bewegung setzen, die dann Strom erzeugen.

Vorteil: Es kann rund um die Uhr viel Strom erzeugt werden.

Nachteil: Beim Verbrennen entsteht sehr viel CO₂, das den Klimawandel verstärkt. Außerdem werden dabei Abgase und Schadstoffe freigesetzt, die schlecht für unsere Gesundheit sind. Auch der Abbau dieser Rohstoffe schadet der Natur. Zum Beispiel werden beim Tagebau zur Förderung von Kohle ganze Landschaften zerstört.

Müll-Heizkraftwerke

In Müll-Heizkraftwerken wird unser Restmüll verbrannt. Mit der Hitze, die dabei entsteht, können wir Strom erzeugen oder Häuser heizen.

Vorteil: Ein Teil unseres Mülls kann auf diese Weise genutzt werden, bevor er endgültig entsorgt wird. 

Nachteil: Beim Verbrennen entstehen schädliche Abgase und CO₂ – das ist schlecht für uns und für das Klima. Müll-Heizkraftwerke zählen nicht zu den erneuerbaren Energiequellen, obwohl ständig neuer Müll entsteht. Denn ein großer Teil des Mülls besteht aus Plastik und Plastik besteht aus fossilen Rohstoffen wie Erdöl. Am besten ist es also, wenn wir möglichst wenig Müll produzieren.

Kernkraft (Kernspaltung):

In Kernkraftwerken wird ein Atom namens Uran gespalten. Uran ist ein silbernes, radioaktives Element. Bei der Kernspaltung entsteht sehr viel Wärme, die Wasser in Dampf verwandelt. Dieser Dampf treibt Turbinen an und erzeugt Strom.

Vorteil: Es entsteht kaum CO₂.

Nachteil: Es entstehen große Mengen an sogenanntem radioaktivem Abfall, der viele tausende Jahre lang gefährlich bleibt. Dafür haben wir keine sicheren Lagerstätten. Und wenn im Kernkraftwerk etwas schiefläuft, kann zum Beispiel der Austritt radioaktiver Strahlung auch über Ländergrenzen hinweg gefährlich werden.

🚀 Energieformen der Zukunft

Wasserstoff:

Wasserstoff ist ein Gas, das wie eine Batterie als Energiespeicher dienen kann. Wasserstoff muss man erst herstellen, dazu braucht man Strom aus anderen Energieformen. Wenn eine „Wasserstoff-Batterie“ ihre gespeicherte Energie wieder abgibt, entstehen nur Wasser und Sauerstoff, keine Abgase oder Schadstoffe.

Vorteil: Wenn der Wasserstoff mit „grünem“, also nachhaltig gewonnenem Strom erzeugt wurde, ist er sehr umweltfreundlich.

Nachteil: Die Herstellung von Wasserstoff ist aufwendig, teuer und braucht viel Energie.

Kernfusion:

Kernfusion ist eine Idee, an der aktuell geforscht wird. Zwei kleine Atome verschmelzen dabei zu einem neuen, größeren. Dabei entsteht viel Energie, die man als Wärme nutzen kann. Das Gleiche passiert übrigens in der Sonne, ohne, dass wir etwas machen müssen. Darum kann sie uns jeden Tag so unglaublich viel Licht und Wärme spenden.

Vorteil: Wenn es die Idee funktioniert, hätten wir mit der Kernfusion eine fast unerschöpfliche Energiequelle.

Nachteil: Die Technik ist noch lange nicht fertig. Im Moment braucht man für eine Kernfusion mehr Energie, als dabei herauskommt. Auch hierbei entsteht radioaktiver Müll. Der ist aber lange nicht so gefährlich und langlebig wie bei der Kernkraft.

Wie kommt der Strom in meine Steckdose? Wie funktioniert ein Stromkreis? Finde es in der Stromwerkstatt heraus.