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Erneuerbare Energien
Geoökologische Grundlagen und Entwicklungen, aufgezeigt an Beispielen aus dem Landkreis Rotenburg/Wümme
Die Erde, der fünft größte Planet unseres Sonnensystems, ist der einzige bekannte belebte Himmelskörper. Leben wird vor allem erst durch die Atmosphäre ermöglicht, welche die Erde wie ein etwa 500 km dicker Schutzmantel umgibt. Die sogenannten Treibhausgase*, wie Kohlenstoffdioxid*, Methan* und Distickstoffoxid*, teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe*, perfluorierte Kohlenwasserstoffe* und Schwefelhexafluorid* verhindern die Wärmerückstrahlung von der Erdoberfläche ins Weltall, so dass die Temperatur der Erde auf Grund des natürlichen Treibhauseffekts* in der Atmosphäre konstant auf einem Niveau um 15° C bleibt[1]. Ansonsten würden auf der dann unbewohnbaren Erde bitterkalte -18° C herrschen . Doch die Auswertungen von Klimadaten zeigen eine noch nie zuvor festgestellte Erwärmung des globalen Klimas. Seit der letzten Eiszeit vor ungefähr 12.000 Jahren gab es kein so großes Wetterextrem. Der Klimawandel ist mittlerweile Realität. Der deutsche Klimaforscher Hermann Flohn erkannte 1941, dass wir Menschen nicht ganz schuldlos an dieser Klimaerwärmung seien:
„Damit wird aber die Tätigkeit des Menschen zur Ursache einer erdumspannenden Klimaänderung, deren zukünftige Bedeutung niemand ahnen kann.“
Er entdeckte, dass menschliche Aktivitäten seit Beginn der Industrialisierung im 18. Jahrhundert zu einem Anstieg der Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre führen. Wissenschaftler rechnen mittlerweile aufgrund des anthropogenen Treibhauseffekts* bis zum Jahr 2100 mit einem Anstieg der mittleren Erdtemperatur von bis zu 6° C1. Die Erderwärmung würde eine Verschiebung der Klimazonen und eine Veränderung der regionalen Klimabedingungen mit sich ziehen. Desweiteren birgt der drohende Klimawandel weit schwerwiegendere Folgen. Aufgrund des Abschmelzens der polaren Eiskappen würde sich der Meeresspiegel bis zum Jahr 2100 um 10 bis 90 cm 1 erhöhen, was eine Überflutung ganzer Inselstaaten zur Folge hätte. Außerdem würde es durch eine Veränderung der Niederschlags- und Verdunstungsverhältnisse zu einer Austrocknung der Böden und damit zu Schwierigkeiten bei der Nahrungsmittelproduktion, sowie zu extremen Wetterverhältnissen wie Wirbelstürmen und Dürreperioden kommen.[4]
Diese Prognosen offenbaren uns akuten Handlungsbedarf. Wir alle und insbesondere die Politiker stehen in der Verantwortung, wirksame Maßnahmen für den Klimaschutz und zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen zu ergreifen. Als eine solche Maßnahme hat der deutsche Bundestag die Förderung von erneuerbaren Energien als Zielsetzung ausgegeben. Daraus resultierend trat 2009 eine Novellierung des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes* in Kraft. Allein 2006 ergab der Ausbau erneuerbarer Energien eine CO2-Freisetzungsminderung von insgesamt rund 97 Millionen Tonnen. Im darauf folgenden Jahr waren es bereits 115 Millionen Tonnen des klimaschädlichen Kohlenstoffdioxids weniger.
Inhaltlich gesehen werde in unserer Facharbeit zunächst einmal die im Landkreis Rotenburg/Wümme vorhandenen Erneuerbaren Energien vorgestellt. In Bezug zum Seminarfach Biologie wird speziell die Biogaserzeugung und -nutzung beleuchtet. Anhand der Beispielanlage BRAHA Bioenergie GmbH & Co.KG aus Godenstedt wird die Verfahrensbeschreibung einer zweistufigen Biogasanlage dargestellt. Nach Schilderung der Voraussetzung für Biogasanlagen wird kurz die durch die Novellierung des EEG hervorgerufene Entwicklung der Biogastechnologie aufgezeigt und anschließend erfolgt eine allgemeine Schilderung bezüglich der Vorkommen von Biogasanlagen im Landkreis. Abschließend folgen nach einer Beschreibung der Flächenentwicklung der landwirtschaftlichen Nutzfläche die ökologischen Auswirkungen von Biogasanlagen.
In gleichberechtigter Weise wird die Windenergie als zweites konkretes Beispiel für erneuerbare Energien im Landkreis vorgestellt, was den Schwerpunkt des geografischen Teils der Facharbeit bildet. Nach einer allgemeinen Einführung, in der Aufbau und Funktionsweise von Windenergieanlagen beschrieben werden, folgt ein Statement bezüglich der Voraussetzungen von Windenergienutzung, sodass dann die Windenergie im Landkreis betrachtet wird. Des Weiteren wird der Windpark Wilstedt exemplarisch beschrieben, worauf dann ein Vergleich zwischen dem Windpark Wilstedt und den Windrädern in Tarmstedt folgt. Abschließend werden die Umweltauswirkungen der Windenergienutzung beleuchtet.
Eine nicht zu unterschätzende Bedeutung für unsere fächerübergreifende Projektarbeit spielt sowohl die Lehre von den Daseinsgrundfunktionen (Kulturlandschaft) als auch die Geofaktorenlehre (Naturlandschaft). Als Daseinsgrundfunktionen sind hierbei arbeiten, sich bilden, versorgt werden, am Verkehr teilnehmen und miteinander kommunizieren zu nennen. Durch erneuerbare Energien entstehen zusätzliche Arbeitsplätze und neue Ausbildungsberufe. Desweiteren wird der Handel insbesondere mit biologischen Waren betrieben, sodass der regionale Handel und somit die hiesige Transportbranche gestärkt werden.[6] Eine weitere Handelsform stellt der Verkauf von Strom, Wärme und Gas dar, wodurch die Bevölkerung mit Energie versorgt wird. Um auf dem aktuellen Stand der Entwicklung zu sein, besteht die Möglichkeit, sich auf Fachveranstaltungen zu informieren. Nichtsdestotrotz müssen gewisse Geofaktoren für erneuerbare Energien vorausgesetzt werden. Für nachwachsende Rohstoffe müssen günstige klimatische Anbaugegebenheiten vorhanden sein, was bedeutet, dass die Pflanzen ausreichend mit Wasser versorgt werden und vor extremen Witterungsverhältnissen geschützt sein müssen. Zudem ist es erforderlich, dass auch die Bodenbeschaffenheiten in Bezug auf pH-Wert*, Bodenacidität* und Bodentypen stimmig sind. Auch die geographische Lage ist von Bedeutung, da für Biomassen genügend Anbauflächen zur Verfügung stehen müssen und speziell für Windenergie ausreichend Luftzirkulation zustande kommen muss, sodass auch auf das Relief eine tragende Rolle zukommt . Für unsere Facharbeit jedoch viel relevanter sind die geoökologischen Forschungsmethoden. Dabei wird durch Datengewinnung und Analytik versucht, räumliche Sachverhalte „in Karten und Diagrammen sowie Belegen und Auswertungen mittels multivariater Statistik und digitalen Datenverarbeitungen darzustellen“ . Konkret wäre hierbei die Methode der Geländearbeit zu nennen, mit der wir die Entwicklung der Anbauflächen untersuchen werden. Als weitere Methode dient uns der Nachweis von Fremdstoffen, da wir beabsichtigen, Bodenproben zu untersuchen, um so Aufschlüsse über die geeigneten Anbauflächen zu erlangen.7
Allgemein betrachtet ist Energie (Formelzeichen E) die in einem physikalischen System gespeicherte Arbeit oder die Fähigkeit eines physikalischen Systems, Arbeit zu verrichten. Von Arbeit spricht man, wenn eine Kraft F auf einen Körper in Richtung des Weges s wirkt. Physikalische Energie ist demnach das Produkt aus der Kraft und dem Weg (). Energie kann physikalisch betrachtet weder erzeugt noch vernichtet werden. Dieses enthält der Energieerhaltungssatz*, nach dem die in der Natur vorkommenden verschiedenen Energieformen kinetische Energie (Bewegungsenergie), potenzielle Energie (Lageenergie), magnetische, chemische und elektrische Energie, sowie Gravitations-, Kern-, Strahlungs- und Wärmeenergie ineinander umgerechnet und weitgehend umgewandelt werden können. Die offizielle Einheit der Energie ist, genau wie die der Arbeit, Joule (J). Für elektrische Energie wird meistens die Einheit Kilowattstunde (kWh) verwendet. Dabei entspricht eine Kilowattstunde 3,6 Mio. J.
Der Energieverbrauch eines Landes wird als Primärenergieverbrauch bezeichnet, der sich aus dem Endenergieverbrauch und den Verlusten zusammensetzt, welche bei der Erzeugung der Endenergie* aus der Primärenergie* unumgänglich sind. Jeder deutsche Bürger „verbraucht“ im Durchschnitt 6500 kWh Strom pro Jahr[14] zum Heizen, Beleuchten, Waschen, Kochen, Kommunizieren und für weitere alltägliche Dinge. Doch woher stammt diese Energie, ohne die wir Menschen mittlerweile nicht mehr leben könnten?
Zunächst einmal unterscheidet man zwei Formen von Energiequellen, auf der einen Seite die nicht-erneuerbaren Energien* und auf der anderen Seite die erneuerbaren oder auch regenerativen Energien*. Der Unterschied zwischen diesen zwei Formen besteht darin, dass die nicht-erneuerbaren Energien begrenzt sind. Die Energie der erneuerbaren Energien, welche „von sich rasch erneuernden Quellen stammen und die sich in natürlichen Prozessen selbst regenerieren“[15] birgt somit den Vorteil, dass die Vorkommen nie komplett erschöpft werden. Nicht-erneuerbare Energien regenerieren sich zwar auch, doch dieser Prozess geht in so langwierigen Zeiträumen vonstatten, die eine Endlichkeit der Ressourcen nach sich ziehen. Zu den nicht-erneuerbaren Energien zählen Kohle, Erdöl, Erdgas, Torf, Ölsande und Ölschiefer sowie Nuklide*. Unter erneuerbare Energien fallen Biogasenergie (chemische Energie), die Wasserkraft (potenzielle und kinetische Energie), Sonnenenergie (Strahlungsenergie), Windenergie (kinetische Energie) und geothermische Energie (thermische Energie). Der Anteil der nicht-erneuerbaren Energien betrug im Jahr 2008 92.7% (davon 11,6% Kernenergie*) am Gesamtprimärenergieverbrauch (14.003 Petajoule). Demnach betrug der Anteil erneuerbarer Energien 7,3% des Gesamtprimärenergieverbrauchs.
Für die Energiepolitik in Deutschland ist hauptsächlich das Bundeswirtschaftsministerium zuständig. Als Ziele hat es die drei Aspekte Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit kundgetan:
Zunächst einmal muss dafür gesorgt werden, dass der Energiebedarf der Bundesrepublik zu jeder Zeit gedeckt wird. Da Deutschland nur über eine geringe Menge an eigenen Rohstoffen verfügt, ist die Bundesrepublik in besonderem Maße auf Importe aus dem Ausland angewiesen, was eine Abhängigkeit mit schwerwiegenden Versorgungsengpässen beherbergen könnte. Zusätzlich ist das Bundesministerium für einen funktionierenden Energiemarkt mit marktwirtschaftlichen Strukturen ohne Monopole verantwortlich. Das genannte Ziel der Umweltverträglichkeit beinhaltet „eine möglichst schonende Nutzung der natürlichen Ressourcen“ sowie „wirksamen Klimaschutz“[18]. Der Ausbau von erneuerbaren Energien, die Reduzierung des Energiebedarfs, sowie die Verminderung der umweltschädigenden Emissionen* sind Initiativen der Bundesregierung, um dieses Ziel zu erreichen, welches nicht-erneuerbare Energien ebenso wie die Versorgungssicherheit nur bedingt erfüllen können.17 Denn bei der Umwandlung der chemischen Energie der fossilen Energieträger* in elektrische Energie werden die fossilen Brennstoffe verbrannt. Bei dieser Verbrennung der organischen Stoffe wird CO2 freigesetzt, das in die Atmosphäre gelangt . Doch die CO2-Emissionen sind nicht der einzige Nachteil nicht-erneuerbarer Energien. Da sich ihre Quellen relativ langsam regenerieren, könnte dies ein weltweites Versorgungsproblem mit sich ziehen, da die fossilen Energiequellen irgendwann verbraucht wären. Bei einigen Energiequellen werden die Ressourcen und Reserven bereits in der näheren Zukunft verbraucht sein .
Die energie- und umweltpolitischen Diskussionen in Deutschland werden seit mehr als drei Jahrzehnten durch die energiebedingten Umweltauswirkungen maßgeblich mitbestimmt. Beispielsweise fokussiert sich gegenwärtig die öffentliche Diskussion unter anderem auf die möglichen Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts. Zur Vermeidung oder zumindest zur Reduktion der energiebedingten Umweltauswirkungen gelten regenerative Energien oft als „Hoffnungsträger“. In diesem Kapitel werden von daher alle im Landkreis Rotenburg/Wümme vorhandenen erneuerbaren Energien vorgestellt[21].
Die Sonne, die der am nächsten an der Erde befindliche Stern ist, ist direkt oder indirekt die Quelle fast aller verfügbaren Energien unseres Planeten. Diese gewaltige Menge an Energie auf der Sonne stammt aus Kernfusionen* im Inneren der Sonne, wo die Temperatur ungefähr 15 Millionen °C beträgt[22]. Als langfristig sichere Energiequelle liefert die Sonne jährlich eine Energiemenge, die den Energiebedarf Deutschlands um etwa das achtzigfache übersteigt. Allerdings hängt das Potenzial der Sonnenenergie „von der Lokalität, Jahres- und Tageszeit und den Wetterbedingungen“21 ab. Auf der Karte wird deutlich, dass europäische Staaten im Gegensatz zu Ländern in Aquatornähe ein relativ geringes Potenzial haben. Auf der Erde wird die Energie in unterschiedlichster Weise genutzt: Zum einen lässt sich die Sonnenenergie indirekt nutzen, das heißt die Sonne verursacht etwas, was zu einem neuen Energieträger führt (Beispiel: Wind). In diesem Kapitel wird dagegen die direkte Umwandlung von Sonnenenergie zu thermischer beziehungsweise elektrischer Energie beleuchtet.
3.1.1 Solarkollektoren
Solarkollektoren, umgangssprachlich auch Solarzellen genannt, sind mittlerweile allgegenwärtig. Unzählige Dächer im Landkreis Rotenburg/ Wümme sind mit diesen Kollektoren bedeckt. Sie sind ein probates Mittel mit der aus der Sonnenenergie gewonnenen Wärme selbst etwas zum Klimaschutz beizutragen. Doch was geschieht überhaupt in diesen Kollektoren? Zunächst einmal unterscheidet man offene und gesperrte Systeme von Solarkollektoren. Bei beiden wird die Strahlungsenergie des Sonnenlichtes in thermische Energie des Wassers umgewandelt. Bei offenen Systemen läuft diese Energieumwandlung direkt auf dem Dach ab: Das Wasser wird direkt durch die Kollektoren geleitet und dort erhitzt, bevor es in Wasserheizungen die Wohnräume eines Hauses erwärmt. Bei gesperrten Systemen gibt es zudem auch eine Luftheizung, bei der anstelle des Wassers Luft durch die Kollektoren zirkuliert und danach direkt in die Wohnräume gespeist wird[25].
3.1.2 Photovoltaik
Im Gegensatz zu Solarkollektoren können Photovoltaik-Anlagen die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Diese Fähigkeit beruht auf dem fotoelektrischen Effekt*, den Henri Becquerel 1839 entdeckte. Photovoltaik können sowohl als selbstständige als auch zusätzliche Energiequellen dienen. Viele Taschenrechner, Straßenschilder und kleinere Lampen beziehen ihre gesamte Energie aus Photovoltaik. Als zusätzliche Energiequelle wird Photovoltaik meist ans elektrische Netz gebunden. Allerdings wird Photovoltaik deutschland-, wie auch weltweit nur sehr wenig genutzt, da es aufgrund der sehr hohen Stromkosten (6000$/kW) noch nicht rentabel ist.[26]
Als Quelle dieser erneuerbaren Energieart dient die Wärme im Inneren der Erde (griechisch: geo = die Erde; therme = die Wärme). Aufgrund radioaktiven Verfalls in den Elementen des flüssigen Gesteins in der Erde regeneriert sich diese Wärme und ist daher endlos, wodurch das Potenzial der geothermischen Energie riesig ist und quantitativ gesehen 50.000-mal häufiger vorkommt als die fossilen Energiequellen. Geothermische Energiegewinnung ist, da die Energie mithilfe von Vulkanen und Geysiren an die Erdoberfläche transportiert wird, stark von der Lokalität abhängig. Das beherbergt einen schwerwiegenden Nachteil, der die weltweite Förderung an geothermischer Energie weit einschränkt, da sich nur die Spitzen der tektonischen Platten* effizient eignen. Hier wird die Wärme dann hauptsächlich zum heilenden Baden, zur Erwärmung von Haushalten oder zur Umwandlung in elektrische Energie genutzt. Im folgenden Kapitel soll dieser Vorgang der Umwandlung genauer betrachtet werden.
3.2.1 Produktion von elektrischer Energie aus geothermischer Energie
Bedeutsam für die Energiewirtschaft ist die Nutzung der geothermischen Energie zur Gewinnung von elektrischer Energie. Dies kann in verschiedenen Kraftwerkstypen geschehen, in all denen mithilfe von heißem Wasser oder Wasserdampf ein Generator über eine Turbine angetrieben wird, wodurch bei dieser Form der Energieumwandlung keine Treibhausgase entweichen können und sich so durch diese billige, erneuerbare und ökologisch annehmbare Energiegewinnung aus geothermischer Energie die Emissionen jener schädlichen Gase reduzieren ließen. Der Beitrag der Geothermie zur Stromerzeugung auf diesem Weg ist gegenwärtig noch nicht von Bedeutung, eine weitere Möglichkeit die Erdwärme zu nutzen sind kleinere, für die private Nutzung konzipierte Anlagen:
3.2.2 Private Erdwärmeanlagen
Bei dieser Nutzungsform der geothermischen Energie, den Erdwärmeanlagen, werden vor Beginn eines Hausbaus Schlauchsysteme (Erdwärmesonden) ins Erdreich geführt, durch die kaltes Wasser oder andere Kältemittel zirkulieren, das aufgrund der konstanten Temperatur in vierzig bis sechzig Metern Tiefe (10-15°C) erwärmt wird und mithilfe von Wärmepumpen für 100% der benötigten Energie zur Heizung der Wohnräume genutzt wird. Die Erdwärmeanlagen werden jedoch mit Hilfe von Pumpen betrieben, die wiederum stromabhängig sind. In Deutschland arbeiten bereits 65.000 solcher Erdwärmeanlagen, deren Verteilung von dem standortbedingten Potenzial für geothermische Energie abhängt und die im Landkreis Rotenburg/ Wümme bei einigen Hausbauten anzutreffen sind
Im folgenden Teil unserer wissenschaftspropädeutischen Arbeit werden wir auf die Biogasnutzung und -erzeugung im Landkreis Rotenburg/Wümme eingehen. Dabei wird zuerst das Funktionsprinzip und die Entstehung von Biogas eingehend behandelt und anschließend das zweistufige Anlagenprinzip am Beispiel der BRAHA Biogas GmbH & Co. KG erläutert. Ferner wird hierbei die Funktionsweise der Gasaufbereitung exemplarisch betrachtet und zudem die Entwicklung der Biogastechnologie auf Grund des novellierten Erneuerbaren-Energie-Gesetzes (EEG) aufgezeigt.
Der biologische Abbau von organischer Biomasse* zur Gewinnung von Biogas läuft unter Luftabschluss in vier Teilschritten ab, an denen jeweils verschiedene Bakterien beteiligt sind. Die zu vergärenden Substrate* werden zu Beginn durch Mikroorganismen in einfache organische Verbindungen wie Zucker und Fettsäuren zerlegt. Fermentative Mikroorganismen verstoffwechseln diese Zwischenprodukte zu Wasserstoff und Kohlendioxid sowie zu kurzkettigen Fettsäuren. Essigsäure bildende Bakterien produzieren hieraus anschließend Essigsäure, Wasserstoff und Kohlendioxid. In der letzten Phase entsteht durch Methan bildende Bakterien das Biogas, das sich aus dem energiereichen Methan (50-75%), Kohlendioxid (25-45%) sowie geringen Anteilen Wasser (2-7%), Schwefelwasserstoff (unter 1%) und Spurengasen (unter 2 %) zusammensetzt.
Die im September 2005 von zwei Landwirten, die ihre Milchproduktion aufgaben, in Betrieb genommene Biogasanlage hat eine elektrische Leistung von 600kW. Bei der Biogasanlage der BRAHA Bioenergie GmbH & Co. KG handelt sich um eine standardisierte zweistufige Biogasanlage mit einer mittleren Verweilzeit* von 160 Tagen. Als Inputstoffe werden ausschließlich nachwachsende Rohstoffe wie Maissilage und Grassilage verwendet. Besonders innovativ bei dieser Anlage ist zum einen die Wärmeleistung, mit der die betriebseigenen Wohngebäude beheizt werden, als auch zum anderen die Gas-Aufbereitungsanlage mit einer Leistung von 600 Nm³/h. Nachfolgend wird deren Aufbau und Funktionsweise beschrieben.[34]
Für ein zweistufiges, kontinuierlich laufendes Verfahren sind mindestens drei Behälter nötig: ein Fermenter, ein Nachgärer und ein Gärproduktlager. Der Fermenter* bildet den Ausgangspunkt und gleichzeitig das Herzstück der Anlagenkonstruktion. Über einen Feststoffdirekteintrag wird dieser mit den nötigen Substraten beschickt. Bei dieser Durchflussanlage wird das Substrat dem Faulraum kontinuierlich zugeführt und das gegorene Substrat in den Nachgärer abgeleitet. Zudem kann der Fermenter noch über eine Vorgrube beschickt werden, welche der Zwischenlagerung von Gülle oder des Aufbereitens (Zerkleinerung, Verdünnung, Mischen) des Gärsubstrates dient. Entscheidend bei dem Fermenter, in unterschiedlichen Aufbauten (Stahl oder Beton, rechteckig oder zylindrisch) möglich, ist, dass dieser gas- und wasserdicht sowie lichtundurchlässig errichtet wird. Eine integrierte Rühreinrichtung sorgt für die Homogenität des Substrates, das je nach Ausgangsmaterial unterschiedlich stark zur Ausbildung von Schwimm- und Sinkschichten neigt. Zudem wird durch das Aufrühren das Entweichen des Gases aus dem Substrat gefördert. Das fest installierte Heizsystem sorgt für die Aufrechterhaltung der Prozesstemperatur, wobei mit der Abwärme aus dem BHKW* geheizt wird, welche bei der Verbrennung des Gases entsteht. Von dem Fermenter aus gelangt das vergorene Substrat nun in den Nachgärbehälter, sodass die Nutzung des bei der Nachgärung entstehenden Biogases möglich wird und gleichzeitig Emissionen und Gerüche gemindert werden.[35] In dem zweiten Fermenter werden noch 20% des möglichen Gasertrages gewonnen, so dass eine maximale Gasausbeute immer gewährleistet ist. Der Gasentwicklungsprozess bedingt, dass sowohl der Fermenter als auch der Nachgärer die gleichen Umweltbedingungen für Bakterien bereithalten. Als Milieubedingungen kann man zusammenfassend beschreiben, dass in dem Fermenter eine nahezu sauerstofffreie Atmosphäre herrscht und das Substrat eine konstante Temperatur im mesophilen (40 – 42 Grad Celsius) und einen pH-Wert im neutralen Bereich (6,7 – 7,5) hat. Vom Nachgärer aus gelangt das vergorene Substrat in ein Endlager.[36] Das gewonnene Biogas wiederum gelangt über Druckleitungen in das Blockheizkraftwerk. Hierbei handelt es sich um einen herkömmlichen Gas- oder Dieselmotor, der einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Bei solchen Anlagen kann die Primärenergie zu 90% ausgenutzt werden, sodass die Energie in Form von 30% Strom und 60 % Wärme frei wird.[37]
3.3.3 Voraussetzungen für Biogas
Viel entscheidender bei der Standortwahl für eine Biogasanlage als die Rohstoffnähe ist hingegen eine gesicherte Erschließung. Als technische Vorraussetzung muss neben einer geeigneten Zuwegung für den Transportverkehr vor allem ein ausreichend großer Stromanschluss an das öffentliche Netz vorhanden sein. Nichtsdestotrotz zeigt sich die geographische Lage einer Biogasanlage als eine nicht zu unterschätzende Voraussetzung. Zwar birgt die Nähe zu bewohnten Gegenden gerade während der Erntephase allerhand Probleme, jedoch bringt die bei der Gasverbrennung entstehende Wärme bei einem geeigneten Wärmekonzept zwischen Anlage und Abnehmer für beide Seiten zusätzliche wirtschaftliche Vorteile. Allerdings müssen speziell für den Maisanbau auch die geoökologischen Grundlagen beachtet werden. Voraussetzungen bezüglich der Bodenacidität und der im Boden gelösten Nährstoffe werden mit Hilfe von Bodenproben bestimmt, die im Institut für Boden und Umwelt an der LUFA Nord-West untersucht werden. Exemplarisch steht hierfür ein betriebsinterner Ackerstandort zur Verfügung. Als düngetechnische Voraussetzung soll daher die Bodenprobe 014546 (Hauskoppel) dienen. Für den Maisanbau wird ein pH-Wert zwischen 5,4 und 5,8 angestrebt, wobei der festgestellte pH-Wert durch Kalkzugabe erhöht werden muss. Beim Phosphorhaushalt wurde ein anzustrebender Wert von 5 mg in 100 g erzielt. Der Kaliumgehalt wurde mit ebenfalls 5 mg in 100 g mit niedrig bewertet, sodass eine zusätzliche Düngegabe von 260 kg je Hektar und Jahr für den optimalen Maisanbau notwendig ist. Demgegenüber wurde der Magnesiumgehalt mit 9 mg in 100 g als zu hoch eingestuft, was sich allerdings auf Grund der geringen Dosis nicht negativ auf den Anbau auswirkt. Zudem haben auch die Eigenschaften und die Lage der Böden entscheidenden Einfluss auf die Landnutzung. Für den Maisanbau sind dunkle, leicht humose, schnell erwärmbare Sandböden bei entsprechender Düngung gut geeignet, welche im Landkreis als häufige Bodenart vorhanden sind. Moorstandorte hingegen sind auf Grund ihrer Befahrbarkeitsprobleme während der Ernte und des geringen Nährstoffhaushalts problematisch. Die wärmeliebende Maispflanze benötigt eine ausreichende Abreifzeit von ca. 130 Tagen und hat einen hohen Wasserbedarf im Sommer, welcher in den hiesigen Breiten jedoch ausreichend gedeckt wird. Nichtsdestotrotz konnten Sorten entwickelt werden, die den Bedingungen dieses relativ weit im Norden gelegenen Anbaugebietes immer besser entsprechen und auch bei weniger Sonnenschein gut reifen.
3.3.4 Auswirkungen des EEG-Einstufige Biogasanlagen
Die Rahmenbedingungen für die Energiegewinnung aus Erneuerbaren Energien haben sich grundlegend geändert. Das novellierte EEG* berücksichtigt diese Entwicklung. Erklärtes Ziel ist es, den Wachstumskurs Erneuerbarer Energien auch in Zukunft zu sichern.[39] Im Hinblick auf das EEG 2009 wurde eine Biogasanlagentechnik entwickelt, die speziell auf den Gülleeinsatz abgestimmt ist. Typische 500-kW-Biogasanlagen werden in der Regel zweistufig mit Hauptfermenter, Nachgärer sowie einem Gärrestlager gebaut. Hingegen ist es bei einer 150-kW-Anlage wirtschaftlicher, einstufig zu bauen, also auf den Nachgärer zu verzichten . Das liegt insbesondere daran, dass Gülle wesentlich schneller vergärt als beispielsweise Maissilage. Da der Substratmix in einer 150-kW-Anlage mindestens 30 Masseprozent Gülle enthält, rechtfertigt das geringe Restgaspotential nicht die Investition in einen zusätzlichen Behälter. Wenn es sich um Außenbehälter handelt lassen sich bereits vorhandene Güllelager als Nachgärlager in das Anlagenkonzept integrieren. Der Fermenter leert sich lediglich durch einen Überlauf. Somit muss keine aufwändige Pumptechnik installiert werden.
3.3.5 Biogasanlagen im Landkreis Rotenburg/Wümme
Derzeit gibt es insgesamt 63 Biogasanlagen mit einer Gesamtleistung von 28 MW. Zehn weitere Anlagen sind im Genehmigungsverfahren und fünf im Gespräch. Bei den neu beantragten Anlagen handelt es sich um kleinere Anlagen mit einer Leistung von mehr als 190kW elektrischer Leistung, die gerade nach der Novellierung des EEG 2009 wirtschaftlich interessant sind.[42] Aus der Karte der Biogasanlage im Landkreis Rotenburg/Wümme (Vgl. Anhang S.XXII) lässt sich schließen, dass die dezentralen Kraftwerke der Biogasanlagen überall im Landkreis verteilt sind und somit an keinerlei regionale Grenzen stoßen. Die Karte zeigt Ballungsräume zum einen in der ackerbaubetonten Region der Samtgemeinde Tarmstedt mit großen Einzelanlagen, sowie in der auf Viehhaltung spezialisierten Region in der Samtgemeinde Selsingen mit einer Vielzahl kleinerer Anlagen, wobei festzuhalten bleibt, dass die Karte auf Grund von Überschneidungen etwas verfälscht wird, was jedoch durch den erweiterten Ring der Cofermenter-Anlagen gekennzeichnet wird. 37 der insgesamt 63 Anlagen haben eine elektrische Leistung von 500 bis 1200kW.42 Die größte einzelne Biogasanlage ist die Neue-Bio-Energie GmbH in Deinstedt mit einer elektrischen Leistung von 900kW. Als größte Verbundbiogasanlage ist der Standort Westertimke zu nennen, an dem drei verschiedene Betreiber insgesamt 2,2 MW Strom einspeisen. Nur wenige große Anlagen verfügen über ein Wärmekonzept, so dass diese auf Dauer wirtschaftliche Schwierigkeiten haben könnten. Eine Leistungssteigerung der Anlagen durch KWK* und Gaseinspeisung ist daher möglich, finanziell allerdings sehr aufwendig. Allein in den Samtgemeinden Zeven, Tarmstedt und Selsingen gibt es einen Verbund von Anlagen der anstrebt, die bestehenden Anlagen miteinander zu verbinden und so das Biogas zentral aufzubereiten und einzuspeisen.
Im Folgenden wird die Entwicklung der landwirtschaftlichen Nutzflächen am Beispiel der Maisnutzung dargestellt. 1979 lag die Maisanbaufläche noch bei 5% der landwirtschaftlichen Nutzflächen (LN) im Landkreis. Die häufigste Nutzungsart war Grünland 55% der LN. 1999 hingegen lag der Maisanbau bei ca. 27% der LN, wobei Grünland mit 45% weiterhin die häufigste Nutzungsart war. Der Anstieg des Maisanbaus ist hierbei vor allem auf die gestiegene Nutzviehhaltung zurückzuführen. Im Jahre 2007 lag der Maisanbau dagegen schon bei beachtlichen 40% der LN, sodass Mais das flächenstärkste Anbauprodukt im Landkreis ist. Der Anteil des Energiemais betrug im selben Jahr 5,5 % der LN, was in etwa 13,8 % der Maisanbaufläche entspricht. Schlussfolgernd bleibt festzuhalten, dass sich der Maisanbau in einem Zeitraum von etwa 30 Jahre nahezu verzwanzigfacht hat. Als Ursache ist hierfür vor allem der gestiegene Futterbedarf für Nutztiere zu nennen. Allerdings bewirkte besonders im Laufe der letzten 10 Jahre die zunehmende Zahl der Biogasanlagen eine Umstrukturierung der Anbauprodukte, hin zum Energielieferanten Mais.
3.3.6 Folgen der Biogasgewinnung
Neben dem reinen Energiegewinn aus der Biogasanlage bringt die Substratvergärung weitere Vorteile mit sich.[48] Der wichtigste Effekt der Umweltentlastung durch die Biogastechnik ist die Vermeidung von zusätzlichen Kohlendioxidemissionen im Vergleich zu fossilen Energieträgern. Die Erzeugung von Energie aus Biogas ist weitestgehend CO2 – neutral, das bedeutet, dass das bei der Verbrennung des Biogases freigesetzte CO2 vorher der Atmosphäre durch die Bildung der Biomasse entnommen wurde. Das entstandene CO2 wird von den Pflanzen wieder vollständig assimiliert. Biogas ist folglich nicht klimarelevant. Durch die Vergärung von Wirtschaftsdüngern* wird auch die Emittierung des klimawirksamen Gases Methan reduziert, das ansonsten unkontrolliert entweicht und wesentlich klimaschädlicher ist als CO2. Das in der Biogasanlage vergorene Substrat ist ein hochwertiger, biologischer Dünger, sodass eine Dungwertverbesserung zu attestieren ist. Da bei der Vergärung Kohlenstoff abgebaut wird, verengt sich das Kohlenstoff/Stickstoff (C/N)-Verhältnis der Gülle. Damit wird der Stickstoff besser verfügbar und seine Wirkung besser kalkulierbar. Organischer Stickstoff und Phosphor werden im Vergärungsprozess mineralisiert, so dass die Pflanzen diese Stoffe leichter aufnehmen können. Außerdem wird Mineraldünger eingespart, weil der Gärrest aus den Energiepflanzen wieder in den natürlichen Kreislauf zurückgegeben wird, was gleichzeitig auch zu einem aktiven Grundwasser- und Gewässerschutz führt, da so im wesentlichen auf eine Ausbringung von Pestiziden und zusätzlichen Mineraldüngern verzichtet wird. Im Vergleich zur üblichen Düngung gehen kaum noch Nährstoffe verloren, wodurch eine Ausspülung der Nährstoffe verhindert wird, was die Belastung von Grund- und Fließwasser abermals erheblich verringert.49 Des Weiteren wird die Gülle durch die Vergärung dünnflüssiger. Dadurch besitzt sie bessere Ausbringungseigenschaften und dringt besser in den Boden ein. Die Vergärung reduziert außerdem die Geruchsentwicklung bei der Lagerung und Ausbringung von Gülle, weil im Verlauf des Gärprozesses die Geruchsstoffe der Gülle abgebaut und neutralisiert werden. Somit kann die Gülle auch in Wohn- und Feriengebieten problemlos ausgebracht werden. Außerdem erfolgt auf Grund der konstant hohen mesophilen Betriebstemperatur und der relativ langen Verweildauer eine Inaktivierung von Keimen und Unkrautsamen, wodurch eine Verunkrautung und das Wiedereinbringen von Pflanzen auf das Feld vermieden wird.[53] Durch die Veredelung zu hochwertigem Strom und Wärme kann bis zu 20.000 kg CO2 / Hektar gegenüber fossiler Energieproduktion eingespart werden. Eine weitere positive Auswirkung lässt auf die rastenden Kraniche und Gänse vermuten. Mais zählt zum Beispiel für die Kraniche als energiereichste Kost während des Zuges. Die Erntezeit von Mais, Ende September bis Mitte Oktober, fällt genau in die Zugzeit von Kranichen und Gänsen, so dass positive Effekte erzielt werden. Der GPS-Getreide-Anbau* kann auch positive Wirkungen auf den Naturschutz haben. Durch die Möglichkeit zum Anbau einer Folgefrucht bleibt der Boden länger bedeckt und wird so vor Erosion geschützt.[54] Das bewirkt wiederum eine Verhinderung der Abschwemmung sowie der Austrocknung von Böden in der Landwirtschaft. Die Energiepflanzenproduktion wirkt somit Ernteeinbußen entgegen, welche aufgrund von Trockenheit sowie Humusverlusten entstehen.
Viele Produktionsaspekte, die bei einer Nutzung von Erntegut für den Nahrungsmittelmarkt oder für die Tierernährung wichtig sind, können bei einem primären Verwertungsziel Biogas entfallen, wie z.B. Hygiene, Reinheit und Qualität der Produkte. Diese veränderte Nutzung sowie der großflächige Anbau nachwachsender Roh- stoffe können mit erheblichen Auswirkungen auf Natur und Landschaft verbunden sein. So konnten Veränderungen im Anbauverhalten der Landwirte durch die Hinwendung zur Biogaserzeugung festgestellt werden. Dieses betrifft besonders die Ausdehnung substratliefernder Kulturen (z.B. Mais) was einen großflächigen Anbau nachwachsender Rohstoffe mit sich zieht. Vor allem besteht jedoch die Gefahr der Ausbreitung des Maiszünslers oder auch Maiswurzelbohrer genannt. Die Larve dieses Mais-Schädlings greift die Wurzeln der Maispflanzen an, was das Absterben der Pflanzen nach sich zieht. Übliche Insektizide sind wirkungslos. Es wurde festgestellt, dass sich der Maiswurzelbohrer am leichtesten durch Fruchtwechsel bekämpfen lässt, da sich der Käfer auf die Nahrungsquelle Mais spezialisiert hat und eine einjährige Hungerperiode nicht überstehen kann. Zudem besteht die Gefahr, dass die Bodenfruchtbarkeit langfristig Schaden nimmt, wenn eine rückstandslose Ernte erfolgt. Da keine Rückstandsmengen vorhanden sind, gerät der Humusabbau ins Stocken und der Kohlenstoff-Horizont im Boden nimmt ab. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht werden die Grünlandflächen nicht nur wie bisher zur Erzeugung von Tierfutter verwertet, sondern auch zur Herstellung von Grassilage für die Vergärung im Fermenter. Da die optimale Energieausbeute bei Grassilage aber nur dann erzielt wird, wenn das Grünland in kürzeren Abständen gemäht wird, hat dies eine häufigere Schnittnutzung und eine Intensivierung von Grünlandstandorten zur Folge. Ferner zeigt sich, dass für die Auswirkungen auf Natur und Landschaft weniger die geographische Lage des Betriebes, sondern die Anlagenart ausschlaggebend ist: Reine NawaRo* - Anlagen sind fast immer mit den oben genannten negativen Begleiterscheinungen zu betrachten. „Integrierte Anlagen“ dagegen setzen zum großen Teil Stoffe ein, die im Betriebsablauf anfallen (meist Gülle). Da die Konzeption derartiger Anlagen häufig genau auf den einzelnen Betrieb ausgerichtet ist, gehen von diesen Anlagen geringere oder keine Veränderungen in der Flächenbewirtschaftung aus.[61]
Die Windenergie leistete 2007 den größten Beitrag zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien.[62] Bereits 2006 war der Anteil dieser Form der erneuerbaren Energie mit 5,5 % am gesamtdeutschen Stromverbrauch von 540 Milliarden Kilowattstunden beteiligt. Der Anteil aller in der Bundesrepublik vertretenen erneuerbaren Energien belief sich im selben Jahr auf 13,6 %. Somit wird schon jetzt deutlich, dass die Energiegewinnungsform mithilfe der Windkraft im Hinblick auf das im Erneuerbaren-Energien-Gesetz verankerte Regierungsziel im Jahr 2020 20% des Stroms aus erneuerbaren Energien zu gewinnen eine wichtige Rolle spielt. Doch lässt sich der Anteil der Windenergie am Stromverbrauch überhaupt noch ausbauen, um dieses Ziel zu erreichen? Außerdem wird beleuchtet, wie eine Windenergieanlage funktioniert, welche Voraussetzungen für eine effektive Nutzung der Windenergie gewährleistet sein müssen, was für ökologische Folgen eine Windenergieanlage mit sich bringt und schließlich inwieweit die Windenergie im Landkreis Rotenburg /Wümme vertreten ist. All dieses wird, sofern möglich, am Beispiel des Windparks in Wilstedt erläutert. Der anschließend mit den Windenergieanlagen in Tarmstedt verglichen wird, um die Entwicklung der Windenergienutzung zu verdeutlichen. Damit der regionale Bezug nicht missachtet wird, werden in diesem Kapitel nur Onshore*- und keine Offshore*-Windparks betrachtet, da sich im Landkreis Rotenburg/ Wümme als Binnenlandkreis keine Windräder auf See drehen (können).
3.4.1 Der Wind
Unter Wind versteht man im Allgemeinen die Bewegung von Luft in horizontaler Richtung. Wind entsteht als Folge des Ausgleichs von Luftdruckunterschieden, die wiederum hauptsächlich auf Temperaturunterschieden der Luft beruhen (warme Luft ist leichter), die durch ungleichmäßige Sonneneinstrahlung hervorgerufen werden. Somit ist die Windenergie eine transformierte Form der Sonnenenergie, wodurch die Windenergie nahezu endlos ist. Aufgrund der ablenkenden Kraft der Erdrotation (Corioliskraft*) strömt die Luft nicht in Richtung des Druckgefälles, sondern sie bewegt sich in der freien Atmosphäre infolge dieser Ablenkung parallel zu den Linien gleichen Luftdrucks (Isobaren), wohingegen die Winde in Bodennähe durch die Reibung an der Erdoberfläche für einen Druckausgleich vom Hoch*- zum Tiefdruckgebiet* sorgen. [64]
3.4.2 Die Windenergieanlage (WEA)
Um aus der Energiequelle Wind elektrische Energie zu erzeugen, bedarf es einenes Energieumwandlers*, der die kinetische Energie des Windes in Strom umwandelt. Dies geschieht mittlerweile größtenteils in Windenergieanlagen[65], die in diesem Kapitel dargelegt werden.
Eine moderne Windenergieanlage besteht in der Regel aus den drei Hauptkomponenten Fundament, Turm, Gondel und Rotor[66]. Je nach Bauuntergrund wird entweder bei tragfähigem Boden ein Flachfundament oder bei weichem Boden (zum Beispiel in Mooren) eine sogenannte Tiefgründung mit Pfählen eingesetzt, um so einen stabilen Stand der Anlage zu gewährleisten. Auf das Fundament wird der Turm gesetzt, der aus drei verschiedene Turmtypen bestehen kann. Aus ästhetischen Gründen werden heute vorwiegend konische Stahlrohrtürme verwendet. Auf den Turm folgt dann das Herzstück einer jeden Windenergieanlage, die Gondel . Sie enthält „fast alle für den Betrieb der Anlage erforderlichen Komponenten: Antriebswelle, Hauptlager, Getriebe, Generator, Windrichtungsnachführung, Steuerungs- und Sicherheitssysteme und zum Teil auch den Transformator. An der Vorderseite der Antriebswelle ist der Rotor montiert, welcher aus der Nabe sowie den drei Rotorblättern besteht.“
Der Wind drückt auf die von einem Computer mithilfe der Windrichtungsnachführung in den Wind gedrehten Rotorblätter, deren Profil so konzipiert ist, dass auf der einen Seite ein Überdruck und auf der anderen ein Unterdruck erzeugt wird (Auftriebsprinzip*)[70] . Infolgedessen beginnen die Rotorblätter sich bei ausreichender Windstärke zu drehen, wodurch die Blätter die kinetische Energie der bewegten Luftmassen entziehen. Die Blätter treiben durch ihre Drehbewegung den über die Antriebswelle verbundenen Generator an, der bei befriedigender Drehzahl die umgewandelte elektrische Energie ins regionale Stromnetz einspeist. Bei zu hoher Windstärke dreht der Computer die Rotorblätter automatisch aus dem Wind, bevor er nach Abschwächung des Windes die Anlage neu startet.
Um eine
Windenergieanlage effektiv nutzen zu können, müssen gewisse Gegebenheiten für
einen geeigneten Standort vorhanden sein. Zunächst einmal muss ein passendes
Grundstück ausgewählt werden, das groß genug ist, um eine bestimmte Bodenfläche
für den Turm, die Kontrollstation und die Zufahrtswege abzudecken. Ebenso
müssen bei der Standortauswahl für eine WEA gesetzliche Vorschriften eingehalten
werden. Hierzu zählt ein Mindestabstand zur nächsten Wohnbebauung, an der der
Schallpegel einer Windenergieanlage nicht lauter als 45 Dezibel sein darf. Dies
entspricht in etwa einem Abstand von 500 Meter. Oftmals schränkt die Landespolitik
zusätzlich die Höhe einer Windenergieanlage ein[73],
welches aber im Landkreis Rotenburg/ Wümme nicht der Fall ist . Außerdem
von Bedeutung sind das Relief und die Vegetation in der näheren Umgebung, da sowohl Berge sowie
Großstädte als auch Wälder im Laufe eines Jahres keinen konstanten Wind
garantieren, der aber für eine effektive Windenergieanlage von großer Bedeutsamkeit
ist. Denn neben dem Grundstück ist die Windleistung eine Voraussetzung für
einen geeigneten Standort. Nur wenn die mittlere jährlich Windgeschwindigkeit zwischen
vier bis fünf Meter pro Sekunde beträgt, lohnt sich die Errichtung einer
Windenergieanlage. Die Windgeschwindigkeit ist aufgrund der dritten Potenz in
der Windleistungsformel (
)*
von entscheidender Bedeutung, deshalb sollten
eine Reihe von Messungen der Windgeschwindigkeit am ausgesuchten Standort
durchführt werden.
3.4.3 Windenergie im Landkreis Rotenburg/Wümme
Am 31. Dezember 2008 standen 20.301 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von 23.902,77 Megawatt[76] in Deutschland. Mit 6.028,45 Megawatt befindet sich rund ein Viertel der gesamtdeutschen Windenergieleistung bei 5.102 Windanlagen im Bundesland Niedersachsen. Hiervon stehen 142 Windenergieanlagen mit einer Leistung von 187 Megawatt im Landkreis Rotenburg/ Wümme .
Die Karte (Vgl. Anhang S. XXVII) zeigt die Windenergienutzung im Landkreis Rotenburg/ Wümme. Eingezeichnet sind die 15 Windparks des Landkreises, erkennbar an den weißen Quadraten mit schwarzen Buchstaben, sowie die Sonderbauflächen für Windenergieanlagen (fortlaufende Zahlen in roten Kreisen) auf ihrem jeweiligen Standort. In den zwei Legenden sind dann die Namen beziehungsweise ein nahegelegener Ort genannt. Über die Gesamtleistung der einzelnen Windparks und Sonderbauflächen sind in jenen allerdings keine Angaben gemacht. Für eine bessere Orientierung dienen die Begrenzungslinien der Samtgemeinden im Landkreis. Städte und Dörfer sind ebenso wie Wirtschaftswege und Straßen nicht enthalten. Ein Maßstab der Karte ist nicht angeben, allerdings ist davon auszugehen, dass die Karte maßstabsgetreu entworfen wurde. Die Karte offenbart, dass der gesamte Landkreis für Windenergie genutzt werden kann, da zum einen sowohl die Windparks als auch die Sonderanbauflächen für Windenergieanlagen über die gesamte Fläche des Landkreises verteilt liegen und zum anderen keine Zentren von Windenergie entstanden sind. Großräumige Lücken zwischen den beiden Formen der Bebauung der Landschaft mit Windenergieanlagen sind nur um die drei größten Städte des Landkreises Rotenburg, Bremervörde und Zeven vorhanden.
Dieses bestätigt die sorgfältige Planung, die die Landespolitik bereits in den 90er Jahren zum Thema Windenergie geführt hat. Im Regionalen Raumordnungsprogramm wurden aus Sicht der Politiker geeignete Flächen zur Nutzung der Windkraft ausgewiesen, um so einen Anlagenbau im Außenbereich zu vermeiden. Hierdurch sollte das Ziel eine vernünftige Entwicklung der Windkraft zu gewährleisten bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Bedürfnisse von Mensch und Natur erreicht werden. Als Mittel zur Erreichung traten die Windparks hervor, in denen momentan maximal 16 Windenergieanlagen pro Windpark stehen. Der aktuell flächenmäßig größte ist der Windpark Wohnste bei Sittensen im Osten des Landkreises. In den 15 Windparks stehen momentan insgesamt 104 Windenergieanlagen bei 38 Windrädern in nicht raumbedeutsamen Flächen. Allerdings sind sowohl zwei geplante Windparks noch nicht gebaut als auch noch nicht alle Windparks komplett ausgebaut. Das heißt, dass in den nächsten Jahren weitere Anlagen hinzukommen werden, die wieder mit immensen Kosten zu Buche fallen. Um das Geschäft lukrativ zu machen, müssen diese Kosten, die für die Betreiber durch Bau und Pachtung entstehen, mit-hilfe eines Mindestabnahmepreises (zurzeit 9,2 Cent pro Kilowattstunde) für die Stromnetzbetreiber wieder eingeholt werden.[80]
Ein weiterer der 15 Windparks im Kreis ist der Windpark in der Samtgemeinde Tarmstedt. Er wurde 2008 neu errichtet und am 01. Februar 2009 in Betrieb genommen. Auf einer Fläche von ungefähr 195 ha stehen neun Windenergieanlagen des Typs „E82“ der Firma Enercon, ein international tätiges Unternehmen, das momentan der Marktführer in Sachen Produktion von Windenergieanlagen in Deutschland ist (über 50% Marktanteile[81]). Dieser Anlagentyp ist speziell für mittlere Windstärken konzipiert und somit auch im Binnenland optimal nutzbar. Bei einer Nabenhöhe zwischen 78 Meter und 138 Meter und einem Rotordurchmesser von 82 Meter beträgt die Gesamthöhe dieses Anlagentyps um die 150 Meter. Die Nennleistung einer Windenergieanlage des Typs E82 beträgt 2.000 Kilowatt, wodurch die Gesamtleistung des Windparks Wilstedt bei 18 Megawatt liegt. Aufgrund dieser hohen Leistung wird der gewonnene Strom direkt ins öffentliche Netz eingespeist. Die Zevener Geest GmbH wollte als ursprünglicher Betreiber aus dem Windpark Wilstedt einen „Bürgerwindpark“ machen, sodass sich die Bürger an der Finanzierung des Parks beteiligen können, um schließlich am entstehenden Gewinn berücksichtigt zu werden. Doch diese Idee scheiterte an mangelndem Interesse und Ablehnung der Bürger. So zahlt jetzt der neue Betreiber des Windparks Wilstedt, wpd Bremen, die Pachtgebühren an die jeweiligen Verpächter, die einen großen Teil der Einnahmen der Gemeinde für wohltätige Zwecke zur Verfügung stellen.
3.4.4 Entwicklung der Windenergienutzung
Sie begann mit Segeln im alten Agypten um 3300 vor Christus und entwickelte sich zu modernen Windenergieanlagen zur Stromerzeugung: Die Nutzung der Windenergie . Bevor deren Zukunft kurz betrachtet werden soll, werden im folgenden Kapitel die beiden Windenergieanlagen Wilstedt und Tarmstedt miteinander verglichen, um so die Entwicklung im Landkreis Rotenburg/ Wümme zu verdeutlichen.
Infolge des Ende 1990 verabschiedeten Stromeinspeisungsgesetzes, welches den Windenergieanlagenausbau[84] in ganz Deutschland ankurbelte, wurde im darauffolgenden Jahr die Errichtung von Windenergieanlagen finanziert durch Interessengemeinschaft aus Bürgern in Tarmstedt geplant. Im Gegensatz zu Wilstedt wurden im Jahr 1992 zunächst lediglich die Hälfte der vier Anlagen aufgestellt, bevor vier Jahre später zwei weitere Windräder errichtet wurden. Mit der Leistungssteigerung der Anlagen infolge neuer Technologien von 150 kW (Tarmstedt) 2000 kW (Wilstedt) je Windrad expandierten die Kosten für eine Anlage von 400.000 DM zu Tarmstedter Erbauungszeiten zu mittlerweile über zwei Millionen Euro. Bis heute ist es bei vier Windenergieanlagen im Standort Tarmstedt geblieben, es besteht jedoch die Möglichkeit, ein weiteres Windrad zu errichten, ohne unter die mit erheblichen finanziellen Mehrkosten verbundene Klassifizierung eines Windparks zu fallen82. Als ein solcher werden die im vorigen Kapitel beschriebenen Windenergieanlagen in Wilstedt geführt.
Die Entwicklung im Landkreis ging eindeutig von einzeln aufgestellten Windanlagen mit geringer Leistung hin zu in Windparks komprimierten Anlagen mit gigantischen Leistungvolumina, um so eine möglichst effektive Nutzung der Windenergie bei gleichzeitiger Schonung der Umwelt zu erzielen .
3.4.5 Umweltauswirkungen Windenergie Wie auch andere Bauwerke und Anlagen zur Energieerzeugung stehen Windkraftanlagen/Windenergieanlagen in Wechselwirkungen mit der Umwelt. Dazu gehören Auswirkungen auf die Tierwelt, Geräuschentwicklung, Schattenwurf oder Beein-flussung des Landschaftsbildes, welche im Folgenden erläutert werden.
Besonders kritisch ist hierbei der Vogel- und Fledermausschlag zu betrachten. Schon Anfang der 1980er Jahre wurde festgestellt, dass vermehrt Vögel an schnell rotierenden Flügeln zu Schaden kommen. Nach einer Studie des NABU von 2005 sterben in Deutschland jährlich etwa zwischen neun- bis achtzehntausend Vögel pro Kollision mit einer WEA, dem gegenüber stehen jedoch etwa fünf Millionen getöteter Vögel durch Straßenverkehr und Stromleitungen . Betroffen vom Vogelschlag sind jedoch vor allem Greifvögel und Fledermäuse, da seit einigen Jahren bekannt ist, dass Fledermäuse an Windkraftanlagen verunglücken können.[87] In Nieder- sachsen sind überwiegend Fledermausarten wie der Große Abendsegler, der Kleine Abendsegler, die Breitflügelfledermaus, die Zwergfledermaus und die Wasserfledermaus vertreten, wobei einige dieser Arten stark gefährdet sind . Es häufen sich die Kollisionen während der Zugzeit im August und September. Betroffen sind vor allem Arten, die im freien Luftraum jagen und/oder über große Strecken ziehen, wie der Große Abendsegler, die Breitflügelfledermaus oder der Kleine Abendsegler. Studien belegen, dass Windenergieanlagen für den Verlust der Jagdgebiete verantwortlich sein können. Kleinere Fledermäuse, deren Jagdgebiete sich nur auf einzelne Bäume oder Buschreihen begrenzen, sind somit kaum betroffen. Im Gegensatz dazu sind größere Fledermäuse, wie z.B. der Große Abendsegler, der „ regelmäßig im freien Luftraum in Höhen von bis zu 150 m oder mehr über Wiese, Weiden, Felder und Wälder jagt“ stark gefährdet.
Auch bestimmte Witterungsbedingungen wie zum Beispiel Temperatur und Windgeschwindigkeit begünstigen den Fledermausschlag. Fledermäuse sind in Deutschland nach dem Bundesnaturschutzgesetz „streng geschützte“ Tiere, sodass Kollisionen mit Fledermäusen vermieden werden müssen, zum Beispiel durch das Abschalten der Anlage zu bestimmten Jahreszeiten oder Witterungsbedingungen. Mittlerweile wurde jedoch festgestellt, dass kein direkter Kontakt zwischen Fledermaus und Windkraftanlage als Todesursache notwendig ist. Die Tiere erleiden stattdessen häufig ein Barotrauma. Dieses Platzen der Lungen wird durch Druckunterschiede in der Nähe der Anlagen ausgelöst.[90] Die niedrigeren Umdrehungsraten neuerer Anlagen kommen jedoch fliegenden Tieren zugute, da hier die Bewegungen für die Tiere besser kalkulierbar sind.
Ein weiterer Aspekt der für Aufsehen in der Bevölkerung sorgt, ist der Landschaftsverbrauch durch Windenergieanlagen. Der überwiegende Anteil heute installierter Windkraftanlagen befindet sich auf landwirtschaftlich genutzten Flächen. Kritiker halten vor, dass Windenergieanlagen folglich erhebliche Eingriffe in das Landschaftsbild verursachen und eine nachhaltige Verunstaltung alter, gewachsener Kulturlandschaften in nie da gewesenem Ausmaß bewirken.
Zudem sind weitere ökologische Rückwirkungen auf den Menschen, wie z.B. der Schattenwurf zu nennen. Der Schattenwurf tritt unangenehm in Erscheinung, weil der Schatten einer WKA im Gegensatz zum Schatten von unbewegten Gegenständen aufgrund des drehenden Rotors periodische Helligkeitsschwankungen am Standort hervorruft. Nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz darf der Schattenwurf durch Windkraftanlagen auf (bestehende) Wohnhäuser jeweils nicht mehr als 30 Stunden pro Jahr und 30 Minuten pro Tag betragen.[92] Als weiteren negativen Aspekt ist der sogenannte „Diskoeffekt“ zu nennen. Der „Diskoeffekt“ bezeichnet periodische Lichtreflexionen durch die Rotorblätter und trat vor allem bei Anlagen aus den Anfängen der Windenergienutzung auf, als noch glänzende Lackierungen an den Rotorblättern benutzt wurden. Mittlerweile werden die Oberflächen der Anlagen mit matten, nicht reflektierenden Lackierungen versehen. Insbesondere für die Anwohner wirkt sich oftmals auch die Hindernis-Befeuerung störend aus. Die auch bei Windkraftanlagen mit mehr als 100 Metern Höhe vorgeschriebene Hindernisbefeuerung dient der Sicherheit des Flugverkehrs, wobei ihr Blinkmuster charakteristisch ist. Ein weiteres Problem beherbergt der durch die Windenergieanlage ent- stehende Schall, welcher hauptsächlich durch das Windgeräusch der sich im Wind drehenden Rotorblätter hervorgerufen wird. Gängige Werte liegen zwischen 98 dB und 109 dB. Verblüffend ist, dass diese Werte an keinem Ort der Windenergieanlage tatsächlich erreicht werden. Die stärkste Wahrnehmbarkeit wird bei 95 % der Nennleistung angenommen, also bei Windgeschwindigkeiten zwischen etwa 10 m/s und 12 m/s in Nabenhöhe. Bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten sind die Schallleistungspegel geringer, bei höheren werden sie von natürlichen Windgeräuschen überlagert.
Als Genehmigungsauflage wurde ein Abstand von mehr als 1000 Meter zum nächst gelegenen Dorf auferlegt. Des Weiteren wurden zahlreiche Ausgleichsmaßnahmen getroffen. Zum einen wurde ein 9 m breiter Blühstreifen angelegt, welcher eine Fläche von ca. einem Hektar einnimmt und alle drei Jahre neu angesät wird. Zudem wurde eine Pflanzung von Hecken getätigt und eine Wachtelsaat eingerichtet, bei der Getreidefelder mit verdoppeltem Reihenabstand bestellt werden. Außerdem wurden noch Renaturierungsflächen von ca. zwei Hektar gebildet, indem diese Flächen komplett aus der landwirtschaftlichen Produktion entfernt wurden.[94]
Die Vorteile erneuerbarer Energien sind zwar offenkundig, ihr Anteil am Energiemix ist in den OECD-Ländern* jedoch relativ gering Der große Vorteil erneuerbarer Energien ist deren Beitrag zum Klima- und Umweltschutz. Da die Energieträger aus natürlichen Prozessen gewonnen werden und ständig nachwachsen, bilden sie eine unbegrenzte Ressource.[95] Zudem ist positiv zu attestieren, dass erneuerbare Energien wie Wasser, Wind, Photovoltaik und Solarthermie zum Teil emissionsfrei sind. Aber auch eventuelle CO2 Emissionen zum Beispiel aus Biomasse, werden in einem geschlossenen Kreislauf wieder gebunden, sodass keine zusätzlichen klimaschädlichen Gase freigesetzt werden. Des Weiteren bestehen bei den überwiegend dezentralen Kleinkraftwerken, welche zusätzlich das regionale Handwerk stärken und ein Arbeitsplatzpotential anbieten, keine Sicherheitsrisiken. Ein weiterer Vorteil liegt in der wirtschaftlichen Planungssicherheit. Ein höherer Anteil an erneuerbaren Energien kann dabei helfen, sich gegen die Risiken von Investitions- oder Finanzierungsmöglichkeiten auf den Öl- und Gasmärkten abzusichern und den Ölpreisschwankungen entgegen zu wirken. Der große Nachteil erneuerbare Energien liegt darin, dass der Energiebedarf allein durch erneuerbare Energien nicht gedeckt werden kann. Zudem sind die Stromerzeugungskosten aus erneuerbaren Energien derzeit noch zu hoch, wobei festzuhalten ist, dass die Produktionskosten durch stetige technische Weiterentwicklung in den letzten zehn Jahren stark reduziert werden konnten. Langfristig und unter günstigen Bedingungen wird erwartet, dass sich die Kosten weiter massiv reduzieren und bis 2020 bei 0,01 bis 0,02 für Geothermie, 0,03 für Wind- und Wasserkraft, 0,04 für moderne Biomasse und 0,05 bis 0,06 US-Dollar je Kilowattstunde für Photovoltaik liegen. Eines der wichtigsten Hindernisse für einen größeren Marktanteil erneuerbarer Energien ist die Anbindung an das Stromnetz. Das erschwert erheblich die Auswahl eines geeigneten Standortes bei der Anbindung an die vorhandene Infrastruktur, etwa beim Zugang zum Stromnetz. Außerdem haben erneuerbare Energie-Projekte deutlich höhere Kosten bei den Anfangsinvestitionen, wohingegen aber nur relativ niedrige Betriebskosten verursacht werden. Die hohen Anfangsinvestitionen schrecken oftmals Investoren ab, was den Zugang zum benötigten Kapital erschwert.97
Im Folgenden soll eine abschließende Bewertung unserer Arbeit gehalten werden.
Nach anfänglichen Disparitäten fand eine gute Zusammenarbeit statt, sodass wir relativ gut mit unserer Partnerarbeit zu Recht gekommen sind,. Im Laufe unserer Facharbeit wollten wir ursprünglich die Realisierbarkeit der Umsetzung des novellierten Erneuerbaren Energien Gesetzes beantworten. Dies ist uns allerdings nicht gelungen, da eine Auflistung der gesamten elektrischen und thermischen Leistung aus erneuerbaren Energien des Landkreises nicht möglich war, was unter anderem daran lag, dass nicht alle Maßnahmen genehmigungspflichtig sind, z.B. das Anbringen von Photovoltaik-Anlagen. Somit mussten wir die energiepolitischen Untersuchungen Beiseite legen und andere Schwerpunkte setzten. Dadurch wurden schwerpunktmäßig Windenergie und Biogas exemplarisch im Landkreis betrachtet. Des Weiteren galt es hierbei deren Grundlage zu analysieren, sodass ökologische Folgen und Voraussetzungen untersucht wurden. Auf Grund der begrenzten Seitenzahl mussten wir hierbei erhebliche Kürzungen vornehmen, jedoch sind beide Beispieltypen in gleichberechtigter Weise behandelt worden. Als epochale Grundlage wurde die Entwicklung der Biogas- und Windtechnologie untersucht, sowie die Entwicklung der Anbauflächen des Landkreises. Im ersten Teil unserer wissenschaftspropädeutischen Arbeit wurden in einer allgemeinen Hinleitung, welche Teile der aktuellen Energiepolitik umfasst, der Fokus abschließend auf die zukunftsträchtigen Erneuerbaren Energien gelenkt. Mit Hilfe zweier Experteninterviews konnten Informationen zur Situation von Biogasanlagen im Landkreis und zum Windpark Wilstedt erlangt werden. Zudem konnten auf Grund der Methode der Geländearbeit Aufschlüsse bezüglich der geoökologischen Voraussetzungen des Maisanbaus bezogen werden. Als weitere Methode diente die Arbeit vor Ort, welche sich durch die Besichtigung einer Windenergieanlage des Windpark Wilstedt ergab. Zudem konnte durch die Methode der Kartenanalyse Wissen über die Standorte von Windenergieanlagen und Biogasanlagen erlangt werden. Außerdem wurde noch das Inhaltsverzeichnis in Form einer Mind-Map angefertigt und ein Portfolio erstellt. Kritisch bleibt jedoch zu beäugen, dass die eigens entwickelte Umfrage weniger hilfreich für unsere Informationsfindung war, da die Fragen mehr das Thema Ökonomie als Ökologie behandelten und daher wird die Umfrage nicht direkt mit in die Facharbeit mit einbezogen. Allerdings spiegelt sich die durchaus erkennbare Tendenz wieder, dass die Bürger bereit wären, mehr für erneuerbare Energie zu zahlen. Abschließend ist zu bestätigen, dass der Anteil erneuerbarer Energien in Zukunft steigen wird, wovon auch der Landkreis Rotenburg/Wümme nicht von ausgeschlossen sein wird. Das deuten bereits die rasanten Wachstumsraten von Windkraft an und zusätzlich die sich in Planung befindlichen Biogasanlagen. Gerade im Bereich der Bioenergie werden aufgrund der viehintensiven Gebiete des Landkreises weitere, durch das novellierte EEG geförderte Hofbiogasanlagen entstehen. Sinkende Produktionskosten werden erneuerbare Energie immer konkurrenzfähiger machen, und auch das neue Interesse von Risikokapital an der „grünen“ Branche ist ein klarer Hinweis darauf, dass erneuerbare Energien im Mainstream angekommen sind.
Titel Seite
6.1. Energiequellen II
6.2 Problematik der nicht-erneuerbaren Energiequellen III
6.3 Sonnenenergie IX
6.4 Geothermische Energie X
6.5 Biogasenergie XI
6.6 Windenergie XXV
6.7 Arbeitsbericht XXXV
6.8 Umfrage XL
6.9 Experteninterviews XLVII
6.10 Glossar LI
6.11 Maßeinheiten LXII
6.12 Abbildungsverzeichnis LXII
6.13 Quellenverzeichnis LXIV
6.14 Literaturverzeichnis LXV
6.2 Problematik der nicht-erneuerbaren Energiequellen (2.3)
Wissenschaftlern zufolge verursachen fossile Energiequellen* größtenteils den anthropogenen Treibhauseffekt, der mit Schuld an der Klimaerwärmung ist.[98] Ursache hierfür sind vor allem die bei der Verbrennung fossiler Energieträger entstehenden CO2-Emissionen. Bei der Energieumwandlung von der mit 11,1% am Primärenergieverbrauch beteiligten Braunkohle gelangen zum Beispiel 0,373kg CO2 pro kWh in die Erdatmosphäre. Errechnet man nun die Gesamtmasse der CO2-Emissionen aller fossilen Energiequellen hinsichtlich ihres Anteils am Primärverbrauch, so kommt man auf eine Masse von 878 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid deutschlandweit. Weltweit betragen die Emissionen aller Treibhausgase rund 50 Milliarden Tonnen pro Jahr . Somit wird deutlich, dass unser Klima ein weltweites Anliegen ist und Klimaschutz eine große globale Herausforderung an die Menschheit stellt. Zudem wird der Treibhauseffekt beschleunigt, da zunehmend durch exzessive Landwirtschaft und Waldrodungen weniger Bäume und Pflanzen für Photosynthese* zur Verfügung stehen.
Der Nachteil der Kernenergie bezüglich Umwelt- und Klimaschutz liegt in den Reststoffen, die bei der Kernspaltung in einem Kernkernkraftwerk entstehen. Ungefähr alle drei Jahre müssen die radioaktiven Brennelemente* ausgetauscht werden[103], da sie ihre Funktionstüchtigkeit verlieren. Abgebrannte Brennelemente müssen aufgrund ihrer immer noch hohen Radioaktivität* sicher entsorgt und gelagert werden. Zum anderen sind auch die Kernkraftwerke an sich eine Gefahr für die Umwelt. Die für den Menschen gefährliche radioaktive Strahlung lässt sich nur durch meterdicke Betonmauern abschirmen. Bereits kleinere Konstruktionsfehler oder leichte Baumängel können Explosionen in den Kernreaktoren mit gesundheitlichen Gefahren für Menschen in kontaminierten Gebieten* zur Folge haben.
Abb.III.1: CO2-Emissionen fossiler Energieträger in kg/kWh-Brennstoffeinsatz (H1)
Prozentuale Anteile der Energieträger am Primärenergieverbrauch:
Erdgas: 22,1% bei 0,201 kg/kWh
Heizöl: 34,8% bei 0,2735 kg/kWh
Steinkohle: 13,1% bei 0,341 kg/kWh
Braunkohle: 11,1% bei 0,373 kg/kWh
Diese fossilen Energieträger haben einen Anteil von 81,1% am gesamten Primärenergieverbrauch:
81,1 % von 14.003 Petajoule
1 Petajoule = 1 Billiarde J = 1015 J
1 Petajoule = 277,778 Kilowattstunden
14.003
Petajoule = 3,89
1012 kWh
Masse der CO2-Emissionen:
(0,201kg/kWh
0,221+0,2735kg/kWh
0,348+0,341kg/kWh
0,131+0,373kg/kWh
1012 kWh
= 8,78*1011 kg
= 878 Millionen Tonnen CO2
6.2.2 Begrenzte Ressourcen und Versorgungssicherheit
Abb.IV.1: Förderung, Reserven und Ressourcen der einzelnen nicht-erneuerbaren Energierohstoffe (2007)
Förderung:
Den größten Anteil an der jährlichen Förderung hat Erdöl mit 36,6%, gefolgt von Kohle mit insgesamt 32,7% (Hartkohle* 30,6% und Weichbraunkohle 2,1%) und Erdgas (25,5%). Schlusslicht ist Uran mit einer jährlichen Förderung von 5,7% der 15 Gt SKE.
Reserven:
Die Reserven der fossilen Energieträger betragen 1.334 Gt SKE, wie folgt auf die verschiedenen Energierohstoffe verteilt: Hartkohle 45,1%; Weichbraunkohle 8,2%; Uran 1,9%; Thorium 2,2%; konventionelles Erdöl* 17,5%; nicht-konventionelles Erdöl* 7,0%; konventionelles Erdgas 17,8% und nicht-konventionelles Erdgas 0,1%.
Ressourcen:
Den größten Anteil an den Ressourcen hat wie bei den Reserven die Hartkohle mit 74,4% gefolgt von der Weichbraunkohle (10,1%). Die Ressourcen der restlichen nicht-erneuerbaren Energien bewegen sich alle unter 10%: Uran 1,3%; Thorium 0,2%; konventionelles Erdöl 0,7%; nicht konventionelles Erdöl 2,1%; konventionelles Erdgas 1,3% und nicht-konventionelles Erdgas 9,9%.
Reichdauer der Ressourcen und Reserven:
Ein weiteres Ziel der Bundesregierung, welches die fossilen Energiequellen samt radioaktiven Stoffen ebenfalls längerfristig gesehen nicht erreichen können, ist aufgrund der Endlichkeit der Ressourcen die Versorgungssicherheit der Bevölkerung und der Industrie. Daher stellt sich die Frage, wie lange sind diese Rohstoffe noch in ausreichender Menge verfügbar und vor allem nutzbar?
Pro Jahr werden rund 15 Gigatonnen Steinkohleeinheiten* nicht-erneuerbare Energierohstoffe (sowohl fossile als auch radioaktive Rohstoffe) weltweit gefördert. Die weltweiten Gesamtressourcen nicht-erneuerbarer Energierohstoffe setzen sich zum einen aus den Reserven* und zum anderen den Ressourcen* dieser Rohstoffart zusammen. Mit den Daten der Reserven (1.334 Gt SKE) und Ressourcen (17.199 Gt SKE) lässt sich die ungefähre Zeit errechnen, wie lange die einzelnen nicht-erneuerbaren Energierohstoffe noch verfügbar sind. Die auffallend große Menge des jährlich geförderten Erdöls* (36,6%) im Verhältnis zur geringen Menge der Reserven und Ressourcen (24,5%; 2,8%) dieser fossilen Energiequelle spiegelt sich auch in der Reichdauer des Erdöls wieder . So reichen die sicher nutzbaren Reserven bei Erdöl noch 60 Jahre, bei Erdgas noch 62 Jahre, Kohle hat eine Reichdauer von 131 Jahren, Uran errechnete 29 Jahre , der durch Investitionen in den Abbau jedoch auf über 270 Jahre aufgestockt werden kann. Diese Reichdauern lassen sich durch eine Weiterentwicklung der Technologien und dem damit verbundenem möglichen Zugriff auf die Ressourcen erheblich verlängern. Betrachtet man diese Werte, so kann man vermuten, dass noch ein meist ausreichendes „Polster“ an nicht-erneuerbaren Energien zur Verfügung steht, doch der steigende Energieverbrauch und das Wachstum der Weltbevölkerung verfälschen diese Werte und verursachen, dass diese immer weiter nach unten korrigiert werden müssen.
|
Energierohstoff |
Förderung (15 Gt SKE) |
Reserven (1.334 Gt SKE) |
Ressourcen (17.199 Gt SKE) |
|
Erdöl |
5,4 Gt SKE |
327,5 Gt SKE |
481,6 Gt SKE |
|
Erdgas |
3,8 Gt SKE |
239,0 Gt SKE |
1.926,3 Gt SKE |
|
Uran |
0,9 Gt SKE |
25,8 Gt SKE |
223,6 Gt SKE |
|
Hartkohle |
4,6 Gt SKE |
601,6 Gt SKE |
12.796,0 Gt SKE |
|
Weichbraunkohle |
0,3 Gt SKE |
109,4 Gt SKE |
1.737,1 Gt SKE |
- Werte aus prozentualen Anteilen der Grafik errechnet
- fehlende Menge an 1.334 Gt SKE bei Reserven und 17.199 Gt SKE bei Ressourcen ist jeweils Thorium
- Konventionelles und nicht-konventionelles Erdöl sind zu Erdöl zusammengefasst
- Konventionelles und nicht-konventionelles Erdgas sind zu Erdgas zusammengefasst
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Energierohstoff |
Reichdauer (nur Reserven) |
Reichdauer (Reserven & Ressourcen) |
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Erdöl |
60 Jahre |
150 Jahre |
|
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Erdgas |
62 Jahre |
569 Jahre |
|
|
Uran |
29 Jahre |
277 Jahre |
|
|
Hartkohle |
131 Jahre |
2.919 Jahre |
|
|
Weichbraunkohle |
347 Jahre |
5.862 Jahre |
|
-Alle Angaben ohne Gewähr
-Werte sind selber aus den oben angegebenen Werten errechnet (keine möglichen Beeinflussungen berücksichtigt)
Abb. VI.1: Abgrenzung der Begriffe Reserven und Ressourcen
6.3 Sonnenenergie (3.1)
Abb.VII.1: Potenzial der Sonnenenergie
Abb.VII.2: Solarkollektoren, auf Hausdach montiert
6.3.2 Fokussierung der Sonnenergie
Die neuste Errungenschaft der Forschung sind sogenannte „Sonnenparks“, die in den Wüsten aufgrund deren großen Potenzials errichtet werden könnten. Hierbei wir die Sonnenstrahlung mithilfe von beweglichen Spiegel auf einen Generator fokussiert, der von der Strahlung angetrieben elektrische Energie „erzeugt“.
Abb.VIII.1: Fokussierung der Sonnenenergie
„generating station“: Kraftwerk mit Generator
„cold water pumped down“: kaltes Wasser wird ins Erdreich gepumpt und dort erhitzt
„steam and hot water“: Dampf und heißes Wasser steigen auf, die den Generator über eine Turbine antreiben
Abb.VIII.2: Funktionsweise eines Geothermik-Kraftwerk
6.5 Biogasenergie (3.3)
6.5.1 Entstehung von Biogas (3.3.1)
Abb. XI.1: Biogasentstehung
Abb. XII.1: Biogasentstehung
Abb. XIII.1: Biogasentstehung
6.5.2 Braha Bioenergie GmbH & Co. KG Godenstedt (3.3.2)
Abb. XIV.1: BGA Godenstedt (Gasaufbereitungsanlage)
Abb. XIV.2: BGA Godenstedt (Aufsicht)
Abb. XV.1: Fließschema zweistufige Anlage
Biogas wird hauptsächlich in Verbrennungsmotoren, die einen Generator zur Stromerzeugung antreiben, genutzt. Eine weitere Nutzungsmöglichkeit besteht in der alleinigen thermischen Nutzung in dafür geeigneten Brennern bzw. Heizkesseln. Auch der Einsatz von Biogas als Treibstoff zum Antrieb von Kraftfahrzeugen oder aber die Einspeisung in das Erdgasnetz sind Nutzungsoptionen. Jedoch sind die unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeiten zum heutigen Zeitpunkt auf Grund von verschiedenen Hemmnissen nur zum Teil realisierbar. Die direkte Nutzung des gewonnenen Rohgases ist wegen verschiedener im Gas vorhandener biogasspezifischer Inhaltsstoffe wie z. B. Schwefelwasserstoff in der Regel nicht möglich. Das Biogas wird aus diesem Grund einer Reinigung unterzogen, die als Voraussetzung für die weitere Nutzung zu betrachten ist. Diese Reinigung wird Gasaufbereitung genannt.[109]
Das wasserdampfgesättigte Biogas beinhaltet neben Methan (CH4) und Kohlenstoffdioxid (CO2) unter anderem auch Spuren von toxischem Schwefelwasserstoff (H2S). In Verbindung mit dem im Biogas enthaltenen Wasserdampf kommt es zur Schwefelsäurebildung, wodurch die zur Verwertung des Biogases verwendeten Motoren sowie vor- und nachgeschaltete Bauteile angegriffen werden. Aus diesem Grund muss bei (landwirtschaftlichen) Biogasanlagen eine Entschwefelung und Trocknung des gewonnenen Biogases durchgeführt werden.[110] Bei der Entschwefelung muss der noch im Rohbiogas vorhandene Schwefelwasserstoff vor der eigentlichen Aminwäsche entfernt werden. Dazu durchströmt das Biogas ein speziell beschichtetes Aktivkohlefiltersystem. Es besitzt eine sehr hohe Beladungskapazität für Schwefelwasserstoff, der innerhalb des Systems in elementaren Schwefel umgewandelt und dort festgehalten wird. Die beladene Aktivkohle kann am Ende ihrer Standzeit zusammen mit den Gärresten aus der Biogasanlage auf die Felder ausgebracht werden. Der abgeschiedene Schwefelanteil gelangt auf diese Weise wieder in den natürlichen Stoffkreislauf zurück. Im ersten Schritt der Entfeuchtung wird das mit Wasserdampf gesättigte Rohbiogas getrocknet. Diese Entfeuchtung wird notwendigerweise durchgeführt, damit sich die Konzentrationsverhältnisse in der Aminwaschlösung nicht ändern. Bei der nun folgenden drucklosen Aminwäsche erfolgt eine Abscheidung des Kohlendioxids aus dem Biogas. Hierbei strömt das zuvor entfeuchtete und entschwefelte Biogas in eine mit Füllkörpern bepackte Waschkolonne. Bei der Waschlösung handelt es sich um eine wässrige Aminlösung. Diese fließt von oben nach unten, also im Gegenstrom zum Gas. Die Füllkörper in der Kolonne vergrößern deutlich die Oberfläche, so dass ein intensiver Stoffaustausch zwischen Gas- und Flüssigkeitsphase stattfindet. Die Aminlösung kann auf Grund ihrer chemischen Eigenschaften das im Biogas enthaltene Kohlendioxid sehr gut absorbieren. Das Methan hingegen reagiert nicht mit der Waschflüssigkeit und kann am Kopf der Kolonne als hochreines Biomethan abgezogen werden. Die Selektivität der Waschlösung führt zu einem minimalen Methanverlust von unter 0,1 Prozent. Nach seiner Reinigung muss das Biomethan gekühlt und nochmals getrocknet werden. Dazu wird es durch einen Wärmetauscher geleitet. Dort kondensiert der noch im Gas enthaltene Wasser- und Amindampf an den Kühlflächen, bevor er in den Waschkreislauf zurückgeführt wird. Das Biomethan wird an eine Einspeisestation übergeben und hat einen Methangehalt von über 96 Prozent und erfüllt damit die Qualitätsnormen von Erdgas. In mehreren Projekten wird das Biogas inzwischen in Aufbereitungsanlagen gereinigt und ins Erdgasnetz eingespeist. Das hat wiederum zur Folge, dass Biogasanlagen auch an Standorten ohne Wärmeabnehmer rentabel betrieben werden können.[113] Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass durch die Aufbereitungsanlagen und die damit verbundene Gaseinspeisung eine bessere Primärenergieausnutzung und folglich ein besserer Gesamtwirkungsgrad erzeugt wird, sodass ein entscheidender Schritt getan wurde, dass Biogas seinen ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Beitrag zur Versorgung von Bevölkerung und Wirtschaft mit Wärme und Energie leisten kann.
Abb. XX.1: Fließschema einstufige Anlage
Abb.XX.2: Potenzial Bioenergie
Die Rahmenbedingungen für die Energiegewinnung aus Erneuerbaren Energien haben sich grundlegend geändert. Das novellierte EEG berücksichtigt diese Entwicklung. Erklärtes Ziel ist es, den Wachstumskurs Erneuerbarer Energien auch in Zukunft zu sichern. Die Grundvergütung für Biogasanlagen bis zu einer Leistung von 150kW wurde für das Jahr 2009 um 1 ct/kWh auf 11.67 ct/kWh erhöht. Das EEG mildert damit insbesondere bei Kleinanlagen die Auswirkungen der gestiegenen Rohstoffpreise. Zusätzlich erhalten alle Anlagen, die ausschließlich Nachwachsende Rohstoffe (Wirtschaftsdünger und Energiepflanzen) einsetzen, einen Bonus von 7 ct/kWh bis 500kW[115]. Dank des neu eingeführten „Güllebonus“ ist es zukünftig sehr attraktiv, Wirtschaftsdünger in einer Biogasanlage einzusetzen. Diesen Bonus erhält der Betreiber, wenn der Anteil der Gülle mindestens 30 Masseprozent beträgt. Das entspricht einer Menge von etwa 1.800 m³ pro Jahr. (Pro Kuh fallen jährlich ca. 25 m³ Gülle an) Das EEG sieht dafür eine zusätzliche Vergütung von 4 ct/kWh bis 150kW und 1ct/kWh von 151 bis 500kW vor . Die Nutzung der Abwärme eines Blockheizkraftwerks (BHKW) kann die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage weiter verbessern. Entsprechend der EEG- Positivliste erhält der Betreiber nicht nur einen Bonus für die Kraft-Wärme-Kopplung von bis zu 3 ct/kWh , zusätzlichen kann er auch mit einer Vergütung des Wärmeabnehmers rechnen beziehungsweise bei Eigennutzung der Wärme Energiekosten einsparen. Die Positivliste der KWK-bonusfähigen Wärmenutzung umfasst unter anderem die Beheizung, die Warmwasserbereitstellung oder die Kühlung von Gebäuden, ferner die Nutzung als Prozesswärme für die Industrie oder die Beheizung von Mastbetrieben.[119] Der Gesetzgeber garantiert die Vergütungssätze für die Dauer von 20 Jahren.
Abb. XXII.1: Biogasanlagen im Landkreis Rotenburg/ Wümme
Abb. XXIII.1: Landwirtschaft 1979
Abb. XXIII.2: Landwirtschaft 1999
Abb. XXIV.1: Landwirtschaft 2007
6.6 Windenergie (3.4)
Abb.XXV.1: Aufbau einer WEA
Abb.XXV.2: Auftriebsprinzip (oben: Unterdruck; unten: Überdruck)
Abb. XXVII.1: Windenergienutzung im Landkreis Rotenburg/ Wümme
Abb. XXVIII.1: Status der Windenergienutzung in Deutschland
Abb. XXVIII.2: regionale Verteilung der WEA in Deutschland
Abb. XXIX.1: Zeitungsartikel- „Immer mehr Rotoren drehen sich im Landkreis Rotenburg“
6.6.3 Der Windpark Wilstedt (3.4.3.1)
Marktanteile der WEA-Hersteller:
Abb. XXIX.2: Markanteile der WEA-Hersteller 2008
WEA des Typs Enercon E-82:
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Abb. XXX.1: Enercon E82
Bereits im alten Agypten war die Kraft des Windes ein probates Mittel zur Fortbewegung. Um 3300 vor Christus nutzten die Agypter diese Energiequelle für ihre Segelschiffe, die bis zur Erfindung der Dampfmaschine im 18.Jahrhundert wichtigstes Verkehrs- und Handelsmittel waren.
Die Perser entdeckten im siebten Jahrhundert nach Christus die Möglichkeit, die Windenergie auch an Land zu nutzen und bauten erste Windräder, die mit Segel an den zunächst vertikalen Achsen Getreide gemahlen oder Wasser gehoben wurde. Mit den Kreuzzügen im Mittelalter (11. bis 13. Jahrhundert n. Chr.[121]) gelangten solche Windräder nach Europa, wo man begann, erste Windmühlen zu errichten, die zunächst einmal starr verankert waren und erst mit der Erfindung der Bockwindmühle im Jahr 1105 dem Wind ausgerichtet werden konnten. Dieser Windmühlentyp, bei dem die gesamte Mühle auf einem Holzbock oder einem steinernen Sockel stehend gedreht wurde, ist gegen Ende des Mittelalters (um 1500) zur Hollandwindmühle weiterentwickelt worden, bei der sich nur das Dach eines Mühlendaches zunächst durch Menschenkraft, später durch die Technik des kleinen Seitenrades selbst gedreht wurde.
In den USA entstanden im 19. Jahrhundert erste heutigen Windrädern ähnliche Westernräder, die aus mehreren kleinen, vertikal kreisförmig angeordneten Segeln bestanden und vor allem auf den Farmen zum Wasserpumpen eingesetzt wurden[122]. Nach der Entwicklung eines Windgenerators des Amerikaners Marcellus Jacobs in den vierziger Jahren , legte der deutsch-österreichische Ingenieur und Hochschullehrer den theoretischen Grundstein für alle modernen Windturbinen mit zwei und drei Rotorblättern. Seit dem werden Windenergieanlagen ständig bezüglich ihrer Leistung und Effektivität verbessert, auch weil die Politik aufgrund der Ölkrise, der Kernenergiekrise und der Umweltkrise die Windenergiebranche fördert und fordert .
Abb. XXXII.1: Bockwindmühle Abb. XXXII.2: Hollandwindmühle Abb. XXXII.3: Westernrad
Bevor das Gesetz über die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien in das öffentliche Netz (Stromeinspeisungsgesetz) zum 01. Januar 1991 in Kraft trat, waren die Energieversorger nicht dazu verpflichtet, den Windstrom bei dessen Betreibern abzunehmen, weshalb es verständlich ist, dass im Jahr 1990 die installierte Windleistung der Bundesrepublik gerade mal 55,06 Megawatt betrug. Das Gesetz, welches vorschreibt, dass „Elektrizitätsversorgungsunternehmen, die eine Netz für die allgemeine Versorgung betreiben, verpflichtet sind, den in ihrem Versorgungsgebiet erzeugten Strom aus erneuerbaren Energien abzunehmen und den eingespeisten Strom nach § 3 zu vergüten“[125], war folglich der Grundstein für den nun startenden Ausbau der Windenergie in Deutschland, der zusätzlich durch den festgelegten Abnahmepreis (§ 3) für die Betreiber lukrativ gemacht worden war. Bereits im ersten Jahr des Gesetzes wurden deutschlandweit 295 Windenergieanlagen errichtet, wodurch die Anzahl aller Windräder in der Bundesrepublik nahezu verdoppelt werden konnte und die gesamte Windenergieleistung auf 105,90 Megawatt stieg. In den darauffolgenden Jahren stieg sowohl die Anzahl aller Windenergieanlagen als auch die gesamtinstallierte Leistung mit einem Zwischenhoch im Jahr 1995 kontinuierlich, ehe mit dem Jahr 2002 das „absolute Windjahr“ mit den größten Zunahmen in beiden Kategorien folgte. Seit dem werden immer weniger Anlagen mit immer größerer Leistung je Windrad aufgestellt, eine Tatsache, die auf einer Maßnahme Bundesregierung beruht. Um nicht die Natur mit Windenergieanlagen zuzubauen, werden ältere Windräder mit geringer Einzelleistung durch neue leistungsstärkere Windenergieanlagen ersetzt (Repowering). Mittlerweile erreichen die modernen Windenergieanlagen, wie sie in Wilstedt errichtet worden sind, Leistungen von zwei Megawatt, gut viermal so viel wie der Durchschnitt von 1995 .
Der Ausbau der Windenergie erfolgte von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich, sicherlich darin verursacht, dass sich manche Länder aufgrund ihres Reliefs besser für die Nutzung der Windenergie eignen. Als nationale Spitzenreiter in der Windenergiebranche sind vor allem Niedersachsen, Schleswig-Holstein, Brandenburg und Sachsen-Anhalt zu nennen, in denen mehr als die Hälfte der gesamtdeutschen Leistung installiert sind. Hingegen befindet sich im Stadtstaat Berlin bedingt durch die dichte Bebauung und Bevölkerung insgesamt nur ein einziges Windrad .
Abb. XXXIII.1: Ländervergleich Windenergienutzung 2008
Am Ende des Jahres 2006 drehten sich 18.685 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von 20.622 Megawatt. Damit war Deutschland zu der Zeit mit großen Vorsprung (2. Spanien: 11.615 MW) weltweiter Spitzenreiter in Sachen Windenergie. National gesehen lag das das Bundesland Niedersachsen mit 5.283 MW 2006 auf Platz eins vor Brandenburg (3.128 MW). Im Jahr 2007 konnte bundesweit betrachtet eine Steigerung der Leistung der nun 19.460 Windräder auf 22.247 Megawatt verbucht werden.
Abb.XXIV.1: Anlagenausbau in Deutschland
In den nächsten Jahren werden wohl nur noch wenige neue Windenergieanlagen im Landkreis Rotenburg/ Wümme errichtet werden. Um das Regierungsziel bezüglich des Anteils erneuerbarer Energien am Strom zu erreichen, werden Altanlagen durch moderne leistungsstärkere Maschinen ersetzt. Durch sogenanntes Repowering können die Anlagenbestände halbiert werden bei gleichzeitiger Verdopplung der Leistung. So wird eine Zubauung der Landschaft durch Windenergieanlagen vermieden. Um eine WEA mit höheren Erträgen zu bauen, bedarf es einer Nabenhöhe am 100m, um so die dortigen größeren Windgeschwindigkeiten nutzen zu können, und längere Rotorblätter, um so die überstrichene Fläche der Blätter zu erweitern[130]. Nachteile des Repowering sind zum Einen der einzuhaltende Mindestabstand (bei Altanlagen selten berücksichtigt) und eine Höhenbegrenzung einer WEA durch die jeweilige Gemeinde, sodass neue Anlagen oftmals nicht genehmigt werden .
Fächerübergreifende Projektarbeit der Seminarfächer Erdkunde und Biologie
„ Der Anstieg des CO2 wird zukünftigen Menschen erlauben, unter einem wärmeren Himmel zu leben.“[132]
Bereits 1895 erkannte Arrhenius die Auswirkungen des Kohlenstoffdioxids auf das Klima der Erde. Was damals noch als positive Eigenschaft für die Menschheit gewertet wurde, stellte sich später jedoch als fatales Verhängnis für die Umwelt heraus. Der drohende Klimawandel ist in aller Munde, daher wollen wir uns in unserer Facharbeit damit beschäftigen, wie man den anthropogenen Anteil durch erneuerbare Energien verringern kann.
Lässt sich der Energiebedarf des Landkreises Rotenburg/Wümme decken, wenn man bei der Energieumwandlung auf fossile Brennstoffe und Atomenergie verzichtet? Wie würde die Energiebilanz des Landkreises aussehen, wenn man nur auf erneuerbare Energien setzt?
Solchen und weiteren Fragen wollen wir in unserer Facharbeit nachgehen. Dabei werden wir besonders auf den Themenbereich Biogas eingehen. Inhaltlich gesehen wollen wir dabei die Generalthemen des Seminarfaches in Bezug auf Biogas behandeln.
In unserer Facharbeit werden wir einleitend erläutern, was Energie physikalisch gesehen überhaupt ist und dabei auf die Problematik der fossilen Energiegewinnung hinsichtlich des Klimawandels und der begrenzten Ressourcen verweisen.
Um den epochalen Aspekt gemäß der Vorgabe einzubeziehen, beabsichtigen wir, den Anteil der jeweiligen Energiequellen bei der Versorgung des Landkreises Rotenburg/Wümme zu untersuchen. Hierbei beleuchten wir insbesondere das letzte Jahrhundert unter der Fragestellung, wie sich der Energiebedarf der einzelnen Haushalte im Landkreis entwickelt hat und tendenziell verändern wird. Außerdem interessiert uns die Frage, woher die regionalen Stromkonzerne im Laufe der Zeit ihre Energie bezogen haben und wie sich die örtlichen Versorgungsanteile der jeweiligen Stromkonzerne im Landkreis verändert haben. Als Informationsquellen schweben uns dabei die Stadtwerke Zeven[133], sowie die EWE AG vor. Allerdings bleibt festzuhalten, dass wir noch keine persönlichen Ansprechpartner haben.
In Bezug zum Seminarfach Biologie werden wir die erneuerbaren Energie vorstellen und speziell die Energieumwandlung in Biogasanlagen samt chemischen Vorgängen betrachten. Nachdem wir die aktuelle Energieausbeute betrachtet und analysiert haben, beabsichtigen wir Möglichkeiten der Effizienzsteigerung zu untersuchen und weitere Nutzungsmöglichkeiten wie zum Beispiel die Gaseinspeisung ins öffentliche Gasnetz ausfindig zu machen.
Ein weiterer Themenaspekt, der sowohl in Bezug zum Seminarfach Biologie, als auch in Bezug zum Seminarfach Erdkunde steht, ist die bereits zum Teil eingetretene Verschiebung der Flächenanteile von Feldfrüchten hin zur Monokultur Mais. Dies stellt zudem den epochalen Aspekt des biologischen Teils dar und ist auf den Landkreis Rotenburg/Wümme bezogen.
Darauf aufbauend hat sich die hypothetische Fragestellung entwickelt, ob sich der Energiebedarf des Landkreises
I. mit dem aktuellen Leistungsvermögen der hiesigen Biogasanlagen
II. mit effizienteren Anlagen und weiteren Nutzungsmöglichkeiten
III. mit allen momentan im Landkreis vertretenen erneuerbaren Energien
decken lässt und ist in Bezug auf das Seminarfach Erdkunde ausgerichtet.
Als Ansprechpartner sollen hierbei die beiden Unternehmen BIOGAS NORD AG[135] und MT-ENERGIE GmbH & Co. KG fungieren.
Schlussfolgernd soll hieraus ein „Endfazit“ der Betrachtungen gezogen werden und abschließend sollen sowohl die ökologischen, als auch die ökonomischen Folgen der Ergebnisse unserer empirischen Arbeit beurteilt werden.
Die theoretischen Grundlagen unserer wissenschaftspropädeutischen Arbeit sind auf der einen Seite die Lehre von den Daseinsgrundfunktionen (Kulturlandschaft) und auf der anderen Seite die Geofaktorenlehre (Naturlandschaft). In unserem Facharbeitsthema spielen die Daseinsgrundfunktionen arbeiten, sich bilden, versorgt werden, am Verkehr teilnehmen und miteinander kommunizieren eine sehr bedeutende Rolle. Durch erneuerbare Energien entstehen zusätzliche Arbeitsplätze (z.B. technischer Anlagenbetreuer) und neue Ausbildungsberufe (z.B. Verfahrenstechnik Biogas).
Des Weiteren wird der Handel insbesondere mit biologischen Waren betrieben, sodass der regionale Handel gestärkt wird, was zusätzlich eine Arbeitsplatzsicherung für die hiesige Transportbranche mit sich zieht. Eine weitere Handelsform stellt der Verkauf von Strom, Wärme und Gas dar, wodurch die Bevölkerung mit Energie versorgt wird. Um auf dem aktuellsten Stand der Entwicklung zu sein, besteht die Möglichkeit für Interessierte sich in Internetforen oder auch auf Fachveranstaltungen zu informieren und sich über die neusten wissenschaftlichen Erkenntnisse auszutauschen.
Nichtsdestotrotz müssen gewisse Geofaktoren für erneuerbare Energien gegeben sein. Für die nachwachsenden Rohstoffe müssen günstige klimatische Anbaugegebenheiten vorhanden sein, das bedeutet, die Pflanzen müssen ausreichend mit Wasser versorgt werden und vor extremen Witterungsverhältnissen geschützt sein. Zudem müssen auch die Bodenbeschaffenheiten in Bezug auf pH-Wert, Bodenacidität und Bodentypen stimmig sein. Auch die geographische Lage ist von Bedeutung. Zusätzlich müssen für Biomassen genügend Anbauflächen zur Verfügung stehen und speziell für Windenergie ausreichend Luftbewegungen zustande kommen, sodass auch auf das Relief eine tragende Rolle für erneuerbare Energien zukommt.
Hieraus lässt sich schließen, dass unser Thema erneuerbare Energien sowohl biologische, als auch geographische Teilaspekte beinhaltet und sich somit ideal für eine fächerübergreifende Facharbeit eignet. Durch die erfolgreiche Vorstellung der Methode[137] der fächerübergreifenden Projektarbeit, hat sich diese Zusammensetzung ergeben. Der ursprüngliche Themenentwurf des Torfabbaus in all seinen Facetten wurde auf Grund der häufigen Verwendung als Facharbeitsthema und auf Grund von Desinteresse verworfen. Unseren nächsten Themengedanken Biogas erweiterten wir zu unserem jetzigen Wunschthema erneuerbare Energien, wobei wir unseren Schwerpunkt weiterhin auf die Biogasproduktion setzen, allerdings erhoffen wir uns, dass in diesem Thema mit seinen Unterpunkten Effizienzsteigerung/Nutzungsmöglichkeiten und der Fragestellung hinsichtlich der Ersetzbarkeit von fossilen Brennstoffen und Atomenergie mehr empirische Arbeitsmöglichkeiten vorhanden sind. Zudem eignet sich dieses Thema auch in Bezug auf die regionale Komponente, da der Landkreis Rotenburg/Wümme eine der führenden Regionen in punkto Biogasproduktion ist.
Diese Tatsache ist wiederum für uns von großem Vorteil. Mit MT-Energie sitzt der führende Produzent von Biogasanlagen und damit der ideale Ansprechpartner für unsere benötigten Informationen direkt vor der Haustür.
Daher bietet es sich an, die Methode des Experteninterviews mit einem Angestellten des Unternehmens durchzuführen. Um Informationen über die Energiequellenanteile im Landkreis Rotenburg/Wümme zu erhalten, beabsichtigen wir, Experteninterviews mit den Stadtwerken Zeven und der EWE AG zu vereinbaren. Auch für die ackerbaulichen Flächenverteilung im Landkreis benötigen wir Informationen, wobei uns das Landvolk Zeven[138] als Ansprechpartner zur Verfügung steht.
Als weitere Methode beabsichtigen wir, eine Umfrage in der regionalen Bevölkerung zum Thema erneuerbare Energien durchzuführen. Sie soll die Einstellung der Bürger zu erneuerbaren Energien reflektieren, sowie deren Bereitschaft kundgeben, sich aktiv am Klimaschutz zu beteiligen und gegebenenfalls mehr Geld für „Öko-Strom“ zu bezahlen. Die Umfrage soll als Online-Befragung stattfinden, wobei wir beabsichtigen, den Fragebogen auf eine eigene Homepage zu stellen, und diese dann online verfügbar zu machen.[139] Dadurch erhoffen wir uns eine größere Umfragebeteiligung, wobei wir trotzdem noch eine persönliche Befragung parallel laufen lassen wollen.
Die hierbei erlangten Informationen sollen als Basis der Methode „Statistiken und Tabellen erstellen“ dienen, sodass die Umfrageergebnisse besser verdeutlicht werden können. Die selbe Methode kommt auch bei der Zusammenfassung der epochalen Auswertungen des Energiebedarf des Landkreises zum tragen.
Zudem beabsichtigen wir, insofern es sich verwirklichen lässt, die Geographischen Informationssysteme der Stadt Zeven zu nutzen, um so Fakten über den Energiebedarf der einzelnen Haushalte zu erlangen.
Als Informationsquellen werden wir zudem das Internet, die oben genannten Biogas- und Erdgasfirmen und die regionalen Stromkonzerne sowie die Stadt-und Kreisverwaltung im Allgemeinen nutzen.
Das Endergebnis soll dann in einer Power-Point-Präsentation vorgestellt werden.
Zum aktuellen Stand der Bearbeitung der Facharbeit lässt sich soviel sagen, dass wir zwar über Vorwissen verfügen, jedoch durch empirische Arbeit auf die Ergebnisse unserer Fragestellung gelangen müssen. Der weitere Weg liegt darin, unsere empirische Arbeit zu beginnen, indem wir anfangen, Informationen für unsere Unterthemen in einem Portfolio zu sammeln, um dann schnellstmöglich die Umfrage starten zu können, für die gewisse Erkenntnisse vorher erzielt werden müssen. Des Weiteren müssen wir noch konkrete Ansprechpartner der Firmen kontaktieren, um das Experteninterview auf persönlicher Ebene durchführen zu können.
Schlussendlich müssen wir unsere Ergebnisse in einer 25-30 Seiten fassenden Facharbeit schriftlich zusammenfügen.
Sehr geehrte Damen und Herren,
wir sind zwei Schüler des 12. Jahrgangs des St.-Viti-Gymnasiums Zeven. Bezüglich unserer Facharbeit, welche das Kernthema erneuerbare Energien behandelt, beabsichtigen wir folgende Umfrage durchzuführen.
Für eine rege Teilnahme wären wir Ihnen sehr dankbar.
1.) Wie beurteilen Sie die Energiepolitik der Bundesregierung?*
a) zukunftsträchtig b) zu hoch subventioniert
c) zu starke Abhängigkeit vom Ausland
2.) Sind Sie für Kernenergie?
a) ja b) nein
3.) Sind Sie mit ihren momentanen Strom- und Gaskosten zufrieden? (Normalpreis 18 ct je kWh)
a) ja b) nein
4.) Was haben Sie für einen Stromanbieter?
a) Stadtwerke Zeven b) EWE
c) E.on d) Vattenfall
e) Sonstiger Stromerzeuger
5.) Welche erneuerbare Energie spricht Ihnen am meisten zu?*
a) Biogas b) Windkraft
c) Solar d) Erdwärme
6.) Welche dieser erneuerbaren Energien ist Ihnen regional bekannt?*
a) Biogas b) Windkraft
c) Solar d) Erdwärme
7.) Wie viel Cent wären Sie bereit mehr für jede Kilowattstunde Strom zu zahlen, wenn dieser aus regenerativen Energien erzeugt werden würde? ( Normalpreis: 18 ct je kWh)
a) 1-3 ct b) 4-6 ct c) 6-10 ct
d) nicht bereit, da dies Subventionsmaßnahmen des Staates sein sollten
8.) Wie viel wären Sie folglich bereit im Monat mehr zu bezahlen?
a) 1-5 € b) 6-10 €
c) 11-15 € d) 16-20€
e) Gar nichts
*Mehrfachnennungen möglich
Vielen Dank für Ihre Teilnahme!
6.8.1 Auswertung der Umfrage
Bei der schwerpunktmäßig auf die Energiepolitik Deutschlands ausgerichteten Umfrage haben 80 Personen teilgenommen.
Grundsätzlich wird die Energiepolitik der Bundesregierung als zu stark abhängig vom Ausland gesehen. Nur 31% der Befragten sahen die Energiepolitik als zukunftsträchtig an. Allerdings sprachen sich 61% der Befragten gegen die Kernenergie aus. Verblüffend hingegen war, dass ganze 43% der Befragten zufrieden mit ihren momentanen Strom- und Gaskosten sind, demgegenüber sind 57% der Teilnehmer unzufrieden mit ihren Energiekosten.
Der Großteil der Befragten sind Kunden beim Stromanbieter EWE, 30% beziehen ihre Energie von den Stadtwerken Zeven und knapp ein Viertel besitzt einen anderen Stromanbieter. DesWeiteren sollte die Umfrage die Ansichtsweise gegenüber erneuerbaren Energien innerhalb der Bevölkerung aufzeigen. Hierbei wurde deutlich, dass die Solarenergie am meisten Akzeptanz in der Bevölkerung erhält, da 35% der Befragten die Solarenergie am meisten zuspricht. Gleichauf befinden sich hierbei Windkraft und Erdwärme, denn jeweils ein Viertel der Befragten entschieden sich dafür. Auf wenig Akzeptanz hingegen stößt Biogas, was beim Auswerten für Verwunderung sorgte.
Bei dem regionalen Bekanntheitsgrad liegen Biogas, Windkraft und Solar in etwa gleich auf.
Deutlich zum Vorschein kam, dass 53% der Befragten bereit wären, 1-3 ct mehr für jede kWh zu zahlen, wenn dieser Strom aus regenerativen Energien erzeugt werden würde. Knapp ein Viertel der Befragten wäre sogar bereit, hierfür 4-6 ct je kWh zu bezahlen. Demgegenüber stehen allerdings auch 20% der Befragten, die nicht bereit wären, mehr für ihren Strom zu zahlen. Daher ist es nicht verwunderlich, dass ca. 20% der Befragten bereit wären, folglich 1-5€ monatlich mehr an Stromkosten zu zahlen. Beachtliche 36% würden sogar freiwillig eine Erhöhung von 6-10€ in Kauf nehmen. Nichtsdestotrotz wird auch ersichtlich, dass 27% der Beteiligten nicht bereit wären, mehr für „Öko-Strom“ zu bezahlen.
Die Umfrage verdeutlicht recht eindrucksvoll, dass die Akzeptanz für erneuerbare Energien innerhalb der regionalen Bevölkerung gegeben ist. Aufgrund der hohen Abhängigkeit vom Ausland und des sich verstärkenden Treibhauseffekts sehen viele Menschen es als wünschenswert an, Strom aus erneuerbaren Energien zu erzeugen und wären zudem bereit, für diese Erzeugnisse höhere Strompreise zu zahlen.
Gesamtteilnehmer: 80
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Frage |
a) |
b) |
c) |
d) |
e) |
k.A. |
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* Mehrfachnennungen möglich
Experteninterview mit Herrn Jakob Schnackenberg
Zur Person: Jakob Schnackenberg ist ein Landwirt aus Wilstedt. Er ist außerdem der Verpächter des Grundstückes, auf dem der Windpark Wilstedt errichtet worden ist.
Herr Schnackenberg, um was für Anlagentypen handelt es sich beim Windpark Wilstedt?
Im Windpark Wilstedt stehen 9 Windenergieanlagen des Typs „E 82“ der Firma Enercon. Enercon ist international tätig und sogar Marktführer der Windenergieanlagenproduktion in Deutschland. Diese Anlagen haben eine Nabenhöhe von 78-138 Metern und einen Rotordurchmesser von 82 Metern. Inbetriebnahme und Testphase war im Februar 2009.
Wie groß ist das Leistungsvermögen des Windparks?
Die einzelnen Anlagen haben jeweils eine Nennleistung von 2000 kW. Die insgesamt 9 Anlagen produzieren somit 18 Megawatt Strom je Stunde.
Wer betreibt den Windpark?
Ursprünglich sollte der Windpark von der Zevener Geest GmbH betrieben werden und als eine Art Bügerwindpark fungieren. Interessierte Bürger sollten sich an der Finanzierung beteiligen und dementsprechend am Gewinn beteiligt werden.
Diese Idee scheiterte jedoch an der Ablehnung und des Desinteresses der Bürger. Deshalb ist die WPD-Bremen der jetzige Betreiber.
Der Bau des Windparks stieß auf viel Unruhe in der Bevölkerung. Was für Maßnahmen wurden durchgeführt, auch im Hinblick auf die Eingriffe in die Natur.
Bei allen Anlagen wurde ein Mindestabstand von >1000 Metern zum Dorf eingehalten. Zudem wurden einzelne Anlagenstandorte nochmals zu Gunsten von Flugtieren umgeändert. Außerdem bleibt nicht zu vergessen, dass die Verpächter der Gemeinde jedes Jahr tausende Euros für wohltätige Zwecke zur Verfügung stellen. Des Weiteren wurden grade in Hinblick auf die Eingriffe in den Naturhaushalt zahlreiche Maßnahmen getroffen. Zum einen wurde ein Blühstreifen von ca. einem Hektar angelegt, der alle drei Jahre neu angesät wird. Zudem wurden die Getreidefelder mit verdoppeltem Reihenabstand bestellt, was auch als Wachtelsaat bezeichnet wird. Zudem wurde ein Grünstreifen mit Hecken bepflanzt und Renaturierungsflächen von ca. 2 Hektars geschaffen, da diese Flächen aus der landwirtschaftlichen Produktion entfernt wurden.
In unserer Facharbeit möchten wir die Entwicklung der Windenergienutzung am Vergleich der Windparks Tarmstedt und Wilstedt aufzeigen. Sind Sie in der Lage, uns ein paar Informationen zu den Windenergieanlagen in Tarmstedt nennen?
Gerne. Die Windräder in Tarmstedt waren sozusagen mein Anhaltspunkt bei der Verpachtung. Ich überlege mir verständlicherweise genau, ob eine Verpachtung nicht nur für mich sinnvoll ist. Somit habe ich mich im Vorfeld der Verpachtung bei dem Verpächter des Grundstücks der Windenergieanlagen Tarmstedt über Details erkundigt und der Verpächter hat mir dabei gleich interessante Angaben zum Windpark Tarmstedt vorgetragen.
Was für Angaben waren das?
Der Windpark Tarmstedt besteht nach wie vor aus vier Anlagen. Die ersten zwei Räder wurden 1992 infolge des Stromeinspeisungsgesetzes (1990) im Jahr 1992 errichtet. 1996 kamen dann zwei weitere baugleiche Modelle hinzu.
Um welche Anlagentypen handelt es sich bei den Windenergieanlagen in Tarmstedt?
In Tarmstedt stehen 150 kW Anlagen, was für damalige Zeit das modernste und leistungsstärkste auf dem Markt war. Verglichen mit den heutigen Anlagen sind das natürlich nur Peanuts. Dafür kosteten die Windanlagen mit 400.000 DM auch nur ein Zehntel der heutigen Windkraftanlagen.
Werden in Tarmstedt noch weitere Windräder errichtet werden? Schließlich setzt die Bundesregierung immer mehr auf Strom aus erneuerbaren Energien.
Das ist schwer zu sagen. Platz wäre auf jeden Fall noch für ein, wenn nicht sogar zwei Anlagen da. Doch ab sechs Windräder würden die Windenergieanlagen in Tarmstedt als ein Windpark geführt werden, was erhebliche Mehrkosten mit sich ziehen würde.
Herr Schnackenberg, wir danken Ihnen für das Gespräch.
Ich danke auch.
Wilstedt, der 2.März 2009
Experteninterview mit Frau Ulrike Jungemann
Zur Person: Ulrike Jungemann ist Sprecherin der Innovations- und Kooperationsinitiative Bioenergie im Landkreis Rotenburg/Wümme. Des Weiteren ist Frau Jungemann Mitglied der Stabstelle Kreisentwicklung/ Regionalplanung beim Landkreis.
Frau Jungemann, wie sieht der aktuelle Entwicklungsstand der
Biogastechnologie im Landkreis aus und welche Auswirkungen sind durch das
novellierte EEG zu erwarten?
Zum Bereich Biogasanlagen und Leistungsfähigkeit kann ich
Ihnen
mitteilen, dass sich derzeit insgesamt 63 Anlagen mit einer
Gesamtleistung von 28 MW befinden. Zehn weitere Anlagen sind im
Genehmigungsverfahren und fünf im Gespräch. Bei den neu beantragten
Anlagen handelt es sich um kleinere Anlagen mit einer Leistung von mehr als 190
kWel, die nach der Novellierung des EEG 2009 wirtschaftlich interessant
sind.
37
der insgesamt 63 Anlagen haben eine Leistung von 500 bis 1200 kWel.
Leider verfügen nur wenige große Anlagen über ein Wärmekonzept, so dass
diese auf Dauer Schwierigkeiten haben werden, wirtschaftlich zu
überleben. Eine Leistungssteigerung der Anlagen durch KWK und
Gaseinspeisung ist daher möglich, finanziell allerdings sehr aufwendig
und für einen Anlagenbetreiber kaum tragbar. Allein in den Samtgemeinden
Zeven, Tarmstedt und Selsingen gibt es einen Verbund von Anlagen, der
anstrebt die bestehenden Anlagen miteinander zu verbinden und zentral
aufzubereiten und einzuspeisen. Wie Sie sehen, gibt es Potentiale der
Leistungssteigerung.
Im Rahmen unserer Facharbeit
beabsichtigen wir zu prüfen, ob es im Landkreis möglich wäre, 20% des
Energiebedarfs durch erneuerbare Energien zu decken. Gibt es Auflistungen über
das Leistungsvermögen erneuerbarer Energien?
Eine
Auflistung der gesamten elektrischen und thermischen Leistung aus
erneuerbaren Energien gibt es beim Landkreis nicht. Da nicht alle
Maßnahmen genehmigungspflichtig sind, z.B. das Anbringen von
Photovoltaikanlagen. Vielleicht können hier die Energieversorger
weiterhelfen.
Für den Bereich der Biogasanlagen und der Windkraft können wir diese
Daten zusammentragen.
Können Sie uns denn bestätigen, dass im Landkreis private Erdwärmeanlagen vorhanden sind?
Ja, im Landkreis gibt es einige privatgenutzte Erdwärmeanlagen, allerdings gibt es wie gesagt keine Daten darüber.
Frau Jungemann, herzlichen Dank für das Gespräch.
Ich danke ebenso.
Rotenburg, den 06.März 2009
6.10 Glossar |
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A |
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abgeschlossene Systeme: |
Anordnungen von Körpern, auf die keine Kräfte von Körpern von außerhalb dieser Anordnung wirken (vgl. Energieerhaltungssatz) |
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anthropogener Treibhauseffekt: |
durch den Menschen verursachter ↑Treibhauseffekt, meist durch ↑Emissionen, die die Konzentration der ↑Treibhausgase in der Atmosphäre erhöhen (vgl. natürlicher Treibhauseffekt) |
|
Auftriebsprinzip: |
Erzeugung eines Unterdrucks auf der einen und eines Überdrucks auf der anderen Seite (hier: der Rotorblätter) aufgrund des Profils des Materials |
|
B |
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BHKW: |
Blockheizkraftwerk; Verbrennungsort von Biogas |
|
Bodenacidität: |
Verhältnis des Säure- bzw. Basengehalts eines Bodens |
|
Brennelement: |
besteht aus ↑Brenn- und ↑Steuerstäben; Ablauf der Kernspaltung erfolgt in Brennelementen eines ↑Kernreaktors |
|
Brennstäbe: |
bestehen aus radioaktiven Stoffen (Nuklide), die die Kernspaltung betreiben |
|
C |
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|
Corioliskraft: |
Scheinbare Trägheitskraft, die auf einen Körper (hier: Luftmasse) wirkt, der sich in einem rotierenden Bezugssystem (hier: Erde) befindet; Bsp. Wind: Ablenkung der Luftmassen aufgrund ihrer Trägheit |
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D |
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|
Distickstoffoxid: |
N2O; Ugs.: Lachgas; ↑Treibhausgas; 298-mal treibhauswirksamer als ↑Kohlenstoffdioxid; verursacht bis zu 6% des ↑anthropogenen Treibhauseffekts |
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E |
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Emission: |
Ausströmen luftverunreinigender Stoffe (z.B. ↑Kohlenstoffdioxid) in die Außenluft |
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Endenergie: |
Energiemenge, die einen Energieträger nach der Energieumwandlung verlässt (vgl. Primärenergie) |
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Energieerhaltungssatz: |
In einem ↑abgeschlossenem System ist zu jedem Zeitpunkt die Summe der mechanischen Energien, d.h. die Summe aus kinetischer und potentieller Energie, konstant, solange die Vorgänge reibungsfrei ablaufen. |
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Energiequelle: |
Quelle, die Energie durch verschiedene Prozesse „ausschüttet“ |
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Energieträger: |
Stoffe, die nutzbare Energie enthalten oder abgeben können (vgl. Energiequelle, Energieumwandler) |
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Energieumwandler: |
Maschine, die die Energie eines ↑Energieträgers meist in elektrische Energie umwandelt; Bsp. Windenergie: Energiequelle: Sonne, Energieträger: Wind, Energieumwandler: WEA (vgl. Energiequelle, Energieträger) |
|
Erdgas: |
natürlich in der Erde vorkommende oder an der Erdoberfläche austretende Gase unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, in diesem Kontext verstanden als brennbare Naturgase |
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Erdöl: |
natürlich vorkommendes Gemisch aus flüssigen ↑Kohlenwasserstoffen (vgl. konventionelles/ nicht-konventionelles Erdöl) |
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erneuerbare Energien: |
Energie, die aus sich rasch selbst regenerierenden Quellen stammt; nahezu endlos; Bsp.: Sonnenenergie, Windenergie (vgl. nicht-erneuerbare Energien) |
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F |
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Fermenter: |
Ein Bioreaktor (Behälter), in dem speziell herangezüchtete Mikroorganismen unter möglichst optimalen Bedingungen in einem Nährmedium kultiviert werden, um Stoffwechselprodukte zu gewinnen. In dem gasdichten Fermenter wird das Biogas verstoffwechselt. |
|
fossile Energiequellen: |
Stoffe, die aus Biomasse entstanden und ihre chem. Energie behielten; Bsp.: Kohle, Erdöl, Erdgas |
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fotoelektrischer Effekt: |
durch Einstrahlung von Lichtstrahlen wird die Leitfähigkeit eines Festkörpers erhöht; Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie |
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G |
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GPS: |
Ganzpflanzensilage; ein durch Gärung Silieren) konserviertes Grünfuttermittel oder Ausgangsstoff (Gärsubstrat) zur Gewinnung von Biogas. Hierbei wird die gesamte oberirdische Biomasse der Pflanze während der Milchreife geerntet, anstatt der Ahren. |
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H |
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Hartkohle: |
Anthrazit, Steinkohlen, Hartbraunkohlen mit einem Energieinhalt der Kohle (aschefrei) > 16.500 kJ/kg |
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Hochdruckgebiet: |
eine Luftmasse mit hohem Druck im Vergleich zu benachbarten, anders beschaffenen Luftmassen; auch: Antizyklone (vgl. Tiefdruckgebiet) |
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K |
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Kernenergie: |
Energie, die bei Kernspaltung freigesetzt wird |
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Kernfusion: |
Verschmelzen zweier Atomkerne unter Freisetzung von Energie zu einem Kern; Bsp. Sonne: zwei Wasserstoffatome zu einem Heliumatom |
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Kernkraftwerk: |
Kraftwerk, das Kernenergie zu elektrischer Energie umwandelt |
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Kernreaktor: |
stellt eine kontrollierte Kettenreaktion der Kernspaltung her; Teil eines ↑Kernkraftwerks |
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Kohlenstoffdioxid: |
CO2; ↑Treibhausgas; Anteil in der Atmosphäre: 0,038%; verursacht 20% des ↑natürlichen und 60% des ↑anthropogenen Treibhauseffekt |
|
Kohlenwasserstoffe: |
chem. Verbindungen (Moleküle), die nur aus Kohlen- und Wasserstoff bestehen (vgl. Methan) |
|
kontaminierte Gebiete: |
radioaktiv verunreinigte/ verseuchte Gebiete (vgl. Radioaktivität) |
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konventionelles Erdöl: |
fließfähiges Erdöl in der Lagerstätte (vgl. Erdöl; nicht-konventionelles Erdöl) |
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KWK: |
Kraftwärmekopplung; Nutzung von anfallender Wärme im ↑BHKW |
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M |
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Methan: |
CH4; einfachster ↑Kohlenwasserstoff; ↑Treibhausgas; Anteil in der Atmosphäre: < 0,0002%; 25-mal treibhauswirksamer als ↑Kohlenstoffdioxid; verursacht 20% des ↑anthropogenen Treibhauseffekts |
|
N |
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natürlicher Treibhauseffekt: |
Bei natürlicher Konzentration der ↑Treibhausgases in der Atmosphäre stattfindender ↑Treibhauseffekt (vgl. anthropogener Treibhauseffekt) |
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NaWaRo Anlagen: |
Biogasanlagen, die ausschließlich mit nachwachsenden Rohstoffen (z.B. Mais- und Gassilage, GPS etc.) betrieben werden, was staatlich Subventioniert wird. |
|
nicht-erneuerbare Energien: |
Energien, deren Quellen sich selbst in Zeiträumen regenerieren, die eine Endlichkeit der ↑Ressourcen nach sich ziehen; nicht-erneuerbare Energien sind ↑fossile Energiequellen und ↑Kernenergie |
|
nicht-konventionelles Erdöl: |
Schweröl, Schwerstöl, Ölsand (Bitumen, Asphalt), Ölschiefer; in der Lagerstätte bedingt oder nicht fließfähig (vgl. Erdöl; konventionelles Erdöl) |
|
Novelliertes EEG: |
Die Novellierung 2008 (BGBl. I S. 2074) hat das Ziel, den Anteil Erneuerbarer Energien bis 2020 auf einen Anteil zwischen 25 % und 30 % zu erhöhen. Das neue EEG 2009 bezieht sich nur auf den Strombereich. Ein weiteres Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (EEWärmeG 2008 – BGBl. I S. 1658) bezweckt die Erhöhung des Anteils Erneuerbarer Energien für die Wärmeerzeugung auf 14 % bis 2020. |
|
Nuklide: |
radioaktive Stoffe, deren Kerne unter Freisetzung von Energie gespalten werden (vgl. Brennstäbe) |
|
O |
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|
OECD-Länder |
Wirtschaftspolitische Gliederung; gegründet 1949; 30 Länder: Australien (Beitritt: 1971), Belgien (1949), Dänemark (1949), Deutschland (1949), Finnland (1969), Frankreich (1964), Griechenland (1964), Großbritannien (1964), Irland (1964), Island (1964), Italien (1964), Japan (1964), Kanada (1960), Luxemburg (1964), Mexiko (1994), Neuseeland (1973), Niederlande (1996), Norwegen (1996), Österreich (1996), Polen (1996), Portugal (1959), Schwe den (1959), Schweiz (1959), Slowakei (2000), Spanien (1959), Südkorea (1996), Tschechien (1995), Türkei (1996), Ungarn (1996), USA (1960) |
|
Offshore: |
vor der Küste liegende Gebiete, unter Wasserbedeckung (vgl. Onshore) |
|
Onshore: |
auf Land liegende Gebiete (vgl. Offshore) |
|
organische Biomasse: |
durch Pflanzen oder Tiere abfallende/erzeugte organische Substanz |
|
P |
|
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perfluorierte Kohlenwasserstoffe: |
Vollständig halogenierte Flourkohlenwasserstoffe (alle Wasserstoffatome durch Halogene ausgetauscht); PFC; ↑Treibhausgas; bis zu 14.800-mal treibhauswirksamer als ↑Kohlenstoffdioxid (vgl. teilhalogenierte Flourkohlenwasserstoffe) |
|
pH-Wert: |
Maßzahl für die Konzentration an Wasserstoffionen (H+-Ionen) in Lösungen (Säure, Base) |
|
Photosynthese: |
Prozess bei Pflanzen, der Lichtenergie in chem. Energie umwandelt, dabei wird ↑Kohlenstoffdioxid in Form von Glucose gebunden (Abbau von CO2 aus Atmosphäre) |
|
Plattentektonik: |
Aufteilung der Erdkruste in Platten, die sich verschieben können |
|
Primärenergie: |
Energiemenge, die in einer ↑Energiequelle vorhanden ist (vgl. Endenergie); setzt sich zusammen aus ↑Endenergie und den Verlusten bei der Energieumwandlung |
|
R |
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Radioaktivität: |
ohne äußere Beeinflussung erfolgender Zerfall instabiler Atomkerne, dabei wird radioaktive Strahlung freigesetzt |
|
Reserven: |
Mengen eines bestimmten Rohstoffes, die mithilfe der aktuellen technischen Mittel relativ kostengünstig gewinnbar sind. (vgl. Ressourcen) |
|
Ressourcen: |
nachgewiesene, aber derzeit technisch und/oder wirtschaftlich nicht gewinnbare sowie nicht nachgewiesene, aber geologisch mögliche, künftig gewinnbare Mengen an Energierohstoffen (vgl. Reserven) |
|
S |
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|
Schwefelhexafluorid: |
SF6; ↑Treibhausgas; Anteil in der Atmosphäre: 0,0000005%; 22.800-mal treibhauswirksamer als ↑Kohlenstoffdioxid |
|
Steinkohleeinheit: |
entspricht der Energiemenge, die beim Verbrennen von 1 kg Steinkohle frei wird |
|
Steuerstäbe: |
können beliebig weit in das ↑Brennelement eingeführt werden, um die Reaktion zu kontrollieren und zu steuern (vgl. Brennstäbe) |
|
Substrat: |
Rohstoff, der in einer Biogasanlage zur Erzeugung von Biogas genutzt wird; geeignet sind alle organischen Stoffe (Abfallstoffe aus der Nahrungsmittelindustrie, Wirtschaftsdünger oder nachwachsende Rohstoffe von landwirtschaftlichen Betrieben) |
|
T |
|
|
teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe: |
H-FKW; ↑Treibhausgas; bis zu 14.800-mal treibhauswirksamer als ↑Kohlenstoffdioxid (vgl. perflourierte Kohlenwasserstoffe) |
|
Tiefdruckgebiet: |
Gebiet relativ niedrigen Luftdrucks, in dem der Luftdruck von außen zu einem Zentrum (Tiefkern) hin abnimmt; Tiefdruckgebiete sind Luftwirbel (vgl. Hochdruckgebiete) |
|
Treibhauseffekt: |
„Rückstrahlung“ der Wärme durch die ↑Treibhausgase zurück zur Erde[140]; Grund für konstante Temperatur um 15°C (vgl. Grafik S. LX) |
|
Treibhausgase: |
absorbieren die Wärmestrahlung, wodurch sie erhitzt werden und selber Wärmeenergie „ausstrahlen“ (vgl. Treibhauseffekt); zu ihnen zählen ↑Kohlenstoffdioxid, ↑Methan, ↑Distickstoffoxid, ↑teilhalogenierte Flourkohlenwasserstoffe, ↑perflourierte Kohlenwasserstoffe und ↑Schwefelhexafluorid |
|
V |
|
|
Verweilzeit: |
Zeitraum, in dem das ↑Substrat im ↑Fermenter gegoren wird |
|
W |
|
|
Windleistungsformel: |
v : Windgeschwindigkeit F : Kreisförmige Fläche, die die Rotorblätter überstreichen
|
|
Wirtschaftsdünger: |
organische Substanzen, die in der Land- und Forstwirtschaft anfallen und zur Düngung eingesetzt werden |
Zu Treibhauseffekt:
Abb. LX.1: Treibhauseffekt
Joule (J = Ws) 1J = 2,78 * 10-7 kWh
1 Petajoule (PJ) = 1015 J
Kilowattstunde (kWh) 1 kWh = 3,6 * 106 J
Steinkohleeinheiten (SKE) 1 SKE = 8,141 kWh
1 Gigatonne (Gt) = 106 t
Abb. II.1: „Primärenergieverbrauch nach Energieträgern“; Bundeswirtschaftministerium
Abb.III.1: „CO2-Emissionen fossiler Energieträger in kg/kWh-Brennstoffeinsatz (H1)“; Envia M: https://www.enviam.de
Abb.IV.1: „Förderung, Reserven und Ressourcen der einzelnen nicht-erneuerbaren Energierohstoffe (2007)“; BGR-Kurzstudie 2007; S.13
Abb. VIII.1: „Abgrenzung der Begriffe Reserven und Ressourcen“; BGR-Kurzstudie 2007; S.88
Abb.IX.1: „Potenzial der Sonnenenergie“; Erneuerbareenergiequellen.com:
Abb.IX.2: „Solarkollektoren, auf Hausdach montiert“; Erneuerbareenergiequellen.com
Abb.X.1:
„Fokussierung der Sonnenenergie“; Erneuerbareenergiequellen.com
Abb.XI.1/ Abb. XII.1/ Abb. XIII.1: „Biogasentstehung“; MT-Energie
Abb. XIV.1: „BGA Godenstedt (Gasaufbereitungsanlage)“; MT-Energie
Abb. XIV.2: „BGA Goenstedt (Aufsicht)“; Selbstaufnahme
Abb. XV.1: „Fließschema zweistufige Anlage“; MT-Energie
Abb. XVIII.1: „Bodenprobe“; LUFA Nord-West
Abb. XIX.1: „Düngeempfehlung“; LUFA Nord-West
Abb. XX.1: „Fließschema einstufige Anlage“; MT-Energie
Abb. XX.2: „Potenzial Bioenergie“; Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe e.V. – „Biogas eine Einführung“; S.16
Abb. XXII.1: „Biogasanlagen im Landkreis Rotenburg/ Wümme“; Landkreis Rotenburg
Abb. XXIII.1: „Landwirtschaft 1979“; niedersächsisches Landwirtschaftsministerium
Abb. XXIII.2: „Landwirtschaft 1999“; niedersächsisches Landwirtschaftsministerium
Abb. XXIV.1: „Landwirtschaft 2007“; niedersächsisches Landwirtschaftsministerium
Abb. XXV.1: „Aufbau einer WEA“; Energieroute: „Aufbau und Funktionsweise einer WEA“:
Abb. XXV.2: „Auftriebsprinzip“; Poweron
Abb. XXVI.1: „Technische Skizze WEA“; Technische_Skizze_-_Windkraft.pdf
Abb. XXVII.1: „Windenergienutzung im Landkreis Rotenburg/ Wümme“; Landkreis Rotenburg
Abb. XXVIII.1: „Status der Windenergienutzung in Deutschland“; J.P. Molly-Dewi GmbH- „Status der Windenergienutzung in Deutschland“; S. 1
Abb. XXVIII.2: „regionale Verteilung der WEA in Deutschland“; J.P. Molly-Dewi GmbH- „Status der Windenergienutzung in Deutschland“; S. 11
Abb. XXIX.1: „Zeitungsartikel – Immer mehr Rotoren drehen sich im Landkreis Rotenburg“; Zevener Zeitung vom 02. März 2009; S. 23
Abb. XXIX.2: „Marktanteile der WEA-Hersteller 2008“; J.P. Molly-Dewi GmbH- „Status der Windenergienutzung in Deutschland“; S. 8
Abb.XXX.1: „Enercon E82“; Enercon GmbH:
Abb. XXXII.1: „Bockwindmühle“; Physik Uni-München: „Kurze Geschichte der Windenergienutzung“;
Abb.XXXII.2: „Hollandwindmühle“; Physik Uni-München: „Kurze Geschichte der Windenergienutzung“;
Abb. XXXII.3: „Westernrad“; Physik Uni-München: „Kurze Geschichte der Windenergienutzung“;
Abb. XXXIII.1: Ländervergleich Windenergienutzung 2008“; J.P. Molly-Dewi GmbH- „Status der Windenergienutzung in Deutschland“; S. 12
Abb. XXIV.1: „Anlagenausbau in Deutschland“; J.P. Molly-Dewi GmbH- „Status der Windenergienutzung in Deutschland“; S. 10
Abb. LX.1: „Treibhauseffekt“; European Environment Agency (EEA)
Experteninterview mit Herrn Jakob Schnackenberg, Verpächter des Grundstücks des Windparks Wilstedt, vom 02. März 2009 (S. XLVII)
Experteninterview mit Frau Ulrike Jungemann, Mitglied der Stabstelle des Landkreises Rotenburg/ Wümme, vom 06. März 2009 (XLVIII)
LUFA Nord-West; Institut für Boden und Umwelt; Prüfbericht zur Bodenprobe mit Düngeempfehlung (S. XVIII f.)
Bundeswirtschaftsministerium: „Primärenergieverbrauch nach Energieträgern“; Tabelle (S.II); 13.02.2009
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: „BGR Kurzstudie Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen“; 2007 (S. V)
MT-Energie: „Fließschema zweistufige Anlage“ (S. XV)
MT-Energie: „Fließschema einstufige Anlage“ (S.XX)
Landkreis Rotenburg/ Wümme: „Biogasanlagen im Landkreis“; Karte (S. XXII)
Niedersächsisches Landwirtschaftsministerium: „Landwirtschaftliche Nutzungsflächen“; drei Karten (S. XXIII f.)
Landkreis Rotenburg/ Wümme: „Windenergieanlagen im Landkreis“; Karte (S. XXVII)
J.P. Molly-Dewi GmbH: „ Status der Windenergienutzung in Deutschland“ (Tabellen Kapitel 6.6 Windenergie
Enercon: „WEA des Typs Enercon E82“; Daten (S. XXX)
Selbst durchgeführte Umfrage zum Thema erneuerbare Energien
A
Ascoli, Adriana: “Mais-Anbau im Elsaß in Gefahr“; https://www.netzwerk-regenbogen.de
B
Badische Zeitung „Fledermäuse sterben an Barotrauma“, Freiburg; https://werkstatt.badische-zeitung.de/freiburg/fledermaeuse-sterben-an-barotrauma
Bach, Lothar Dipl.-Biol.: „Fachstellungnahme Fledermäuse Windparkplanung Wilstedt“; Oktober 2006; Bremen, S.5, S.15 Tabelle
Bayer AG: „Das Bayer Klimaprogramm“; Leverkusen; o.J.; S.4-9
BEB Bioenergie AG: „Biogas“; https://web.regionalberatung.at
Biogasforum am Niedersächsischen Ministerium für den ländlichen Raum, Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz: „Stand und Perspektiven der Biogasnutzung in Niedersachsen“; 2007; S. 8
Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: „BGR Kurzstudie Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen“; 2007; S. 15
Bundesgesetzblatt Jahrgang 2008 Teil 1 Nr. 49, ausgegeben zu Bonn am 31. Oktober 2008, Gesetz zur Neuregelung des Rechts der Erneuerbaren Energien im Strombereich und zur Anderung damit zusammenhängender Vorschriften; S. 7, S. 20, S. 22, S. 23
Bundesumweltministerium: „Klimaschutz – Die größte umweltpolitische Herausforderung der Menschheit“;; Stand: August 2008
Bundesumweltministerium: „Klimaschutzpolitik in Deutschland“;
Bundesumweltministerium: „Kurzinfo erneuerbare Energien“; https://www.bmu.de
Bundesumweltministerium: „Kurzinfo Solarenergie“; https://www.erneuerbare-energien.de
Bundesverband WindEnergie e.V.: „Das Wichtigste zur Windenergie auf einen Blick“; September 2007
Bundeswirtschaftsministerium: „Politik für Energie“; https://www.bmwi.de/
D
Deutsche Gesetzestexte: „Gesetz über die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien in das öffentliche Netz (Stromeinspeisungsgesetz)“; Paragraph 2; https://www.gesetzesweb.de/Strom.html
E
Envia M: „Erde-Erdgas”;
Energieroute: „Aufbau einer Windenergieanlage“, „Funktionsweise einer Windenergieanlage; https://www.energieroute.de/wind/wind2.php
https://www.erneuerbare-energien.cc/
Erneuerbareenergiequellen.com: „Einleitung in die Energiequellen“; https://www.erneuerbareenergiequellen.com
Erneuerbareenergiequellen.com: „Die Sonnenenergie“; https://www.erneuerbareenergiequellen.com/
Erneuerbareenergiequellen.com: „Geothermische Energie“F
Fachagentur nachwachsende Rohstoffe e.V.: „Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz“
Fachagentur nachwachsende Rohstoffe e.V.: „Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung“; F. Scholwin, T. Weidele, H. Gattermann; 20063; Gülzow; S.97-98
Fachagentur nachwachsende Rohstoffe e.V.: „Biogas – eine Einführung“, S. 6-8, S. 13
Fachagentur nachwachsende Rohstoffe e.V.: „Biogas“; https://www.bio-energie.de
G
Grehn, J.; Krause, J.: „Metzler Physik“; Schroedel; Braunschweig; 20074; S. 60-66
H
Helms, P.: „Biologische Entschwefelung erneuerbarer Energien in der Landwirtschaft“; 2002/2003; Band 5, 1.Auflage Dezember 2002; Verlag für Landwirtschaftliche Publikation, Zeven
HMI: „Vor- und Nachteile der verschiedenen Energieträger“; https://www.hmi.de
J
Jordan, Katrin: „Barrieren für den Ausbau erneuerbarer Energien“; https://www.fu-berlin.de
J.P. Molly-Dewi GmbH: „Status der Windenergienutzung in Deutschland“; S. 1, S. 8, S. 11, S. 13; Stand: 31.12.2008
L
Leifker, A.: „Wer ist der Erste am Markt?“ Top Agrar, Ausgabe Nr.3, März 2009; S.102
M
Meyers Lexikonredaktion: „Meyers großes Taschenlexikon in 24 Bänden“; B.I.-Taschenbuchverlag; Mannheim-Wien-Zürich; 19872; Band 6, S. 142f.
Meyers Lexikonredaktion: „Meyers großes Taschenlexikon in 24 Bänden“; B.I.-Taschenbuchverlag; Mannheim-Wien-Zürich; 19872; Band 24; S.150f.
Meyers Lexikonredaktion: „Meyers großes Taschenlexikon in 24 Bänden“; B.I.-Taschenbuchverlag; Mannheim-Wien-Zürich; 19872; Band 12, S.216
Michael-Otto-Institut: „Windräder schaden vor allem Rastvögeln“; Studie im NABU; Oktober 2008; S. 23
MT-Energie: „MT-Referenzen: Effizienz durch Vielfalt“; S. 8-9, S. 22
MT-Energie: „Bio Methan – Gasaufbereitungstechnologie“; S.3
MT-Energie: „Bio Methan – Gasaufbereitungstechnologie“; S.6-7
MT-Energie: „MT-150 Biogasanlagen der Kompaktklasse“
MT-Energie: „Biogas-Technologie“, S. 2-6
N
Norff, Hermann: „Windkraft ökologisch ein Unglück, ökonomisch eine Mogelpackung“; 2001; https://www.huegelland.net/norff02.htm
P
Pfeffer, K.-H.: „Arbeitsmethoden der Physischen Geographie“; Darmstadt; 2006; S.2
Physik Uni-München: „Kurze Geschichte der Windenergienutzung“; https://leifi.physik.uni-muenchen.de/
Planet Wissen: „Rat & Tat: Private Erdwärme-Nutzung“; https://www.planet-wissen.de/
Pölking, Andreas Dr; Stiepel, Barbara Dipl.-Ing. agr.: „Bioenergie und Biogasförderung nach dem neuen EEG und ihre Auswirkungen auf Natur und Landschaft“; Agroplan Wolfenbüttel; Dezember 2006; S.54, S.80
Portal für Erneuerbare Energien: „Deutschlandweit erstes Projekt zur Gaseinspeisung in der Biogasanlage“;
R
Recherche Portal: „Brennelemente – Austausch und Wiederaufbereitung“;
S
Schmack Biogas AG: „Gaseinspeisung“; https://www.schmack-biogas.com/wDeutsch/anlagen/gaseinspeisung.php?navid=12
Strommagazin: „Norden verbraucht am meisten Energie“;
Schwenzfeier, Gerhard: „Phase 3 = Bau des Kraftwerks“; https://www.gerhard.schwenzfeier-tarmstedt.de
Steinert, Konrad: „Maisanbau pfluglos?“; https://www.gkb-ev.de/
T
technik.ph-gmuend.de/
V
Voigt, Martin Dipl.-Ing.; Schraa, Reinhard Dipl.-Ing.: „Landschaftsrahmenplan für den Landkreis Rotenburg/Wümme“; 2002 gemäß Niedersächsischem Naturschutzgesetz; S.242 unter 6.4 „Energiewirtschaft“
W
Waizenegger, Bernhard: „Biogas“; https://www.seilnacht.com
Windkraft.de: „Geschichte der Windkraftnutzung“; https://www.windkraft.de/
Windpower.org: „Schallentwicklung von Windkraftanlagen“; https://www.windpower.org/
Windpower.org: „Schatten von Windkraftanlagen“; https://www.windpower.org/
Z
Zevener Zeitung: „Immer mehr Rotoren drehen sich im Landkreis Rotenburg“; 02. März 2009; S.23
Aus: www.erneuerbare-energien.cc; „Erneuerbare Energien / Regenerative Energien“
erneuerbareenergiequellen.com; o.J.; „Einleitung in die Energiequellen“
Daher fehlt eine Erläuterung zu Wasserkraft, die nur zum Mahlen von Korn in Wassermühlen im
Landkreis genutzt wird
Pölking, A., Stiepel, B.: „Bioenergie und Biogasförderung nach dem neuen EEG und ihre Auswirkungen auf Natur und Landschaft“; S. 80
Pölking, A., Stiepel, B.: „Bioenergie und Biogasförderung nach dem neuen EEG und ihre Auswirkungen auf Natur und Landschaft“; S. 54
Michael-Otto-Institut: „Windräder schaden vor allem Rastvögeln“; neue Studie im NABU, Oktober 2008, S. 23
Daten aus: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe: „BGR Kurzstudie Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen“; 2007; S15
Portal für Erneuerbarer Energien: „Deutschlandweit erstes Projekt zur Gaseinspeisung in der Biogasanlage“
Aus: Deutsche Gesetzestexte: „Gesetz über die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien in das öffentliche Netz (Stromeinspeisungsgesetz)“; Paragraph 2
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