SN:Gruppen/AK Energiepolitik/Techniken der Energieerzeugung

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Sonne

Solarthermie

Bei der Solarthermie trifft das Sonnenlicht (die Photonen) auf eine absorbierende Oberfläche (in der Regel sogenannte Solarpanels). In diesem Solarpanel entsteht durch die Strahlungsenergie der Photonen Wärme, welche ein Trägermedium erhitzt (Prinzip eines Durchlauferhitzers). Die entstehende Wärme kann als Brauchwasser bzw. zum Heizen genutzt werden.

Eine zweite Form der Solarthermie beschreibt Kraftwerke, welche aus einer großen Anzahl von Spiegeln bestehen. Diese Strahlen werden gebündelt und auf einen Kollektor (Behältnis mit der zu erhitzenden Flüssigkeit) gerichtet. Hierbei wird Dampf mit Temperaturen erreicht, welche Turbinen zur Stromerzeugung antreiben.

Photovoltaik

Bei der Photovoltaik wird Sonnenlicht (Solarenergie) mittels Solarzellen (i.d.R. Silizium) direkt in elektrischen Gleichstrom umgewandelt. Hierbei unterscheidet man noch zwischen den Solarpanels ausgestattet mit Siliziumwafer und der neuen materiealsparenden Dünnschichttechnik.

Wind

Windkraftanlagen

Eine Windkraftanlage (WKA) wandelt die Bewegungsenergie der Windströmung in elektrische Energie um. Die Rotorblätter nehmen die Windenergie auf und werden dadurch in Bewegung versetzt. Der Rotor gibt die Rotationsenergie an einen Generator weiter, welche dort in elektrischen Strom umgewandelt wird. (Funktionsprinzip, wie die Lichtmaschine am Auto)

Wasser

Pumpspeicherwerk

Im Pumpspeicherwerk gibt es zwei Wasserbecken, welche durch Rohrleitungen miteinander verbunden sind. Falls zuviel erzeugte Energie im Stromleitungsnetz vorhanden ist, wird die überschüssige Energie dafür verwendet, das Wasser von dem tiefer gelegenen Becken in das höher gelegene Becken zu pumpen. Fall ein Energiemangel vorherrscht, kann das Wasser einfach wieder zurück in das untere Becken laufen. Während das Wasser durch die Leitungen nach unten läuft, werden Turbinen angetrieben. An die Turbinen sind Generatoren angeschlossen, welche den Strom erzeugen.

Laufwasserkraftwerk

Laufwasserkraftwerke funktionieren in etwa ähnlich wie Pumpspeicherwerke. Hier gibt es aber keine Speicherfunktion (kein Hochpumpen). Hier wird die Turbine in Fließrichtung des Wassers eingebracht, so dass hier nur die Energie des fließenden Wassers genutzt wird. (Bsp. Staudamm).

Osmosekraftwerk

Die Art von Kraftwerk nutzt zwei unerschiedliche Flüssigkeiten (einmal Wasser mit hohem sowie Wasser mit niedrigem Salzgehalt). Beide Wassersorten werden durch eine feine Membran miteinander vernetzt. Durch diese Membran passen aber keine Salzkristalle (weder gelöst noch fest), sondern nur das Wasser. Beide Seiten haben aber nun den Drang die selbe Konzentration an Salz zu besitzen. Da sich auf einer Seite nun aber mehr Salzkristalle in der Lösung befinden, muss nun auch mehr Wasser dorthin und dieselbe Konzentration zu haben als die zweite Seite. Wenn das Wasser durch die Membran strömt, baut sich natürlich auch ein höherer Druck auf. Durch diesen Druck kann man natürlich Turbinen antreiben.

Gezeitenkraftwerk

Bei einem Gezeitenkraftwerk wird Ebbe und Flut benötigt. Durch eine Mauer (in der eine Turbine eingebaut ist, welche in zwei Richtungen angetrieben werden kann) strömt Wasser. Zur Flut strömt das Wasser ins Becken, wenn die Ebbe einsetzt fließt es wieder durch die Turbine ins offene Meer.

Erdwärme

Meereswärmekraftwerk

( ozeanothermisches Gradient-Kraftwerk )

Biomasse

Blockkraftwerke

( Erzeugung von Energie aus angebauten Monokulturen und / oder Abfällen aus Forst- und Landwirtschaft )

Atomenergie

Bei einer Kernspaltung (Kernreaktion) trifft ein frei herumfliegendes Teilchen Neutron ein Atom, welches sich durch den Aufprall teilt. Durch den Spaltungsprozess werden, neben Strahnung, weitere Neutronen freigesetzt welche bei einem erneuten Aufprall ein Atom Teilen können. Eine sogenannte Kettenreaktion tritt ein. Der weiter Verlauf der Reaktion wird von den Umgebungsbeinungen bestimmt (Masse das Spaltmaterials, Umgebundsdruck und Temperatur...). Ein Atom besteht im Atomkern aus Neutronen und Protonen, sowie in der Atomhülle aus Elektronen. Normalerweise hat der Atomkern gleich viele Protonen wie die Ordnungszahl im Periodensystem angegeben ist. Wenn aber jetzt mehr oder weniger Neutronen, als die Ordnungszahl angibt, im Kern vor handen sind – spricht man von einem Isotop. Uran kommt in der Natur als Isotope U-235 und als U-238 vor. Bei dieser Spaltung entsteht Wärme. Mit Hilfe dieer Wärme wird Wasser erhitzt und der Wasserdampf zum Antrieb von Turbinen genutzt. Die Restwärme wird in verschiedenen Stufen u.A. in typischen Kühltürmenauf annährend Umgebungstemperatur abgekühlt und abgeführt.

Vorteile

kein CO2 Ausstoß, keine Verbrennung relativ hoher Wirkungsgrad von Uran (33%) Ausreichend vorhandenes Kernmaterial, Unabhängigkeit von Erdöl und Erdgas aus Drittländern Geringer Verbrauch an Kernmaterial gegenüber Kohle - 1kg Uran erzeugt gleiche Wärme wie ca. 26 t Kohle stabile Sepeisung in den Grunstrom möglich! [Bearbeiten] Nachteile Radonhaltiger Abfall bei Förderung und Aufbereitung von Uranerz muss sicher gelagert werden Faktor Mensch im Atomkraftwerk spielt trotz Sicherheitssystemen eine große Rolle bei der Erzeugung von Atomstrom Erwärmung von Flüssen und Seen durch das Kühlwasser Entsorgung der abgebrannten Kernbrennstäbe und der bei der Urananreicherung entstehenden radioaktiven Reststoffe in Zwischen- bzw. Endlagern

Risiken

Das Restrisiko
Ein Restrisiko gibt es immer, ein Nullrisiko gibt es nicht, da ein gleichzeitiges Versagen noch so vieler Sicherheitsvorkehrungen niemals ganz ausgeschlossen werden kann. Falls ein solcher Fall eintritt, kann dies schlimmere und verheerendere Folgen nach sich ziehen als bei anderen Kraftwerksarten. Die in Deutschland vertretenen Kraftwerke gehören einer alten Generation an, die im Grunde als sicher Eingestuft werden kann. Neuere Kraftwerke jedoch haben ein deutlich verminderteres Riskio, sie gelten als "inhärent Sicher". Es ist zu sagen, dass Deutschland sehr vorbildlich und gewissenhaft mit dieser Technologie umgehen- im Gegensatz zu anderen Atommächten.
Betriebliche Störungen
Wie in jeder Technik, ist es auch hier unvermeidbar, dass beim Betrieb immer wieder Störungen auftreten. Anfänglich waren es noch sehr viele Störungen, durch den Lerneffekt wurden es dann immer weniger, aber auch heute noch treten sie auf und auch in der Zukunft werden sie unvermeidbar sein. Aus ihrem Auftreten alleine kann man noch nichts über die Sicherheit einer Anlage aussagen. Das kann man erst aus einer sorgfältigen Analyse der Störungen und ihrer Begleitumstände. Diese sorgfältige Analyse zu betreiben, ist ein wesentlicher Teil der laufenden Überwachung und Verbesserung der Sicherheit. Die Kernenergie unterscheidet sich diesbezüglich grundsätzlich nicht von anderen risikobehafteten Techniken.
Die Wahrscheinlichkeit eines schweren Unfalls
Nach der Deutschen Risikostudie der Gesellschaft für Reaktorsicherheit (GRS) von 1989 ist für eines der deutschen Kernkraftwerke alle 33.000 Betriebsjahre mit einem schweren Unfall zu rechnen. Werden 17 laufende Kernkraftwerke in Deutschland (Stand 2005) und 30 Betriebsjahre berücksichtigt, liegt demnach die Wahrscheinlichkeit für einen solchen Unfall in Deutschland innerhalb von 30 Jahren bei etwa 1,5 %. Allerdings bleiben in dieser Studie mehrere Aspekte unberücksichtigt. Sabotagemaßnahmen oder panikbedingte Fehlentscheidungen des Personals wie in Harrisburg fließen nicht in die Berechnungen ein. Auch bleiben unerwartete, da bis dahin übersehene physikalische Phänomene unberücksichtigt. Ein Beispiel dafür ist die massive Produktion von Wasserstoff aus einer chemischen Reaktion zwischen Wasserdampf und dem überhitzten Metall überhitzter Brennstäbe bei Kühlmittel- verlust. Auch ist in dieser Studie nicht berücksichtig, was im Fall von verschärften Sicherheitsauflagen, reduzierung der Leistung oder erneuerungen der Kraftwerke passieren würde.
Krankheitsfälle im Zusammenhang mit Radioaktivität
Bei einer epidemiologischen Studie im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz im Jahr 2007 ergab das Ergebnis, dass die Leukämie-Rate bei Kindern war in der Nähe (5 km) von Kernkraftwerken signifikant erhöht war.[5] Die genaue Ursache für diese erhöhte Leukämierate in der Umgebung von Kernkraftwerken ist bisher nicht bekannt. Sie kann auch mit den bedingungen des ländlichen Lebens in der Nähe von Atomkraftwerken in Verbindung stehen.

Fazit

Atomstrom hat einige Vorteile, doch liegen sie meist beim Betreiberder Kraftwerke (günstige Haftpflichtversicherungen oder staatliche Gelder bei der Endlagersuche). Die bisher nicht erfolgreiche Suche nach einer Endlagerung von verbrauchten Uran ist nicht weiter hinnehmbar. Auch ist nicht eindeutig geklärt, ob das Entweichen von radioaktiven Materialien Krankheiten entstehen lässt. In Anbetracht dieser Tatsachen sollten keine weiteren Gelder und Ressourcen verschwendet werden, über eine Laufzeitverlängerung von Atommeilern oder gar über den Neubau von Atomreaktoren zu diskutieren, sondern die Politik sich auf die Förderung und Entwicklung regenerativer Energien konzentriert werden. Die Piratenpartei lehnt das Weiterbetreiben oder Neubauen von Atomstromanlagen ab. Uns ist klar, dass dies nicht über Nacht passieren kann, aber der Wechsel zu einer nachhaltigen Ernergieerzeugung sollte schnellstmöglich vollzogen werden.

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