Wasserstoff und Brennstoffzellen: Die Technik von morgen

Von Sven Geitmann und Carl-Jochen Winter

Es heißt, die Technologie mit Wasserstoff könne heutige Energie-Probleme lösen und Brennstoffzellen seien eine aussichtsreiche Alternative für die Zukunft. Was ist aber tatsächlich dran an derartigen Äußerungen? Das Buch Wasserstoff & Brennstoffzellen von Dipl.-Ing. Sven Geitmann soll dazu beitragen, Unklarheiten und Fragen zu beseitigen und Möglichkeiten aufzuzeigen, die Wasserstoff als der Kraftstoff der Zukunft bzw. die Brennstoffzelle bieten kann.
Das Buch gibt einen umfassenden Überblick über die gesamte aktuelle Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technik, wie sie sich aus europäischer Sicht darstellt. Neben der Beleuchtung der aktuellen Situation im Energie-Sektor werden die speziellen Eigenschaften des Energieträgers Wasserstoff, seine positive Umweltbilanz sowie die unterschiedlichen Herstellungsmethoden erläutert. Die Energiewandlung in verschiedenen Brennstoffzellen-Typen wird ebenso dargelegt wie die Verbrennung im herkömmlichen Hubkolbenmotor sowie diverse mögliche Anwendungsgebiete. im Online-Shop bestellen
Darüber hinaus werden alle Fragen zur Speicherung, zur Betankung und zum Transport beantwortet. Zudem werden die Vor- und Nachteile von Wasserstoff bzw. Brennstoffzellen gegenüber den konventionellen Techniken aufgezeigt.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Hydrogeit Verlag
• Erscheinungsdatum: 19. Okt. 2011
• ISBN: 9783937863252

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1 EINLEITUNG

Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum. Er verfügt über einen hohen Heizwert und verbrennt mit Sauerstoff zu nichts anderem als Wasser. Er ist leicht und wird bereits seit über 70 Jahren als Industriegas verwendet. Genügen diese Eigenschaften, um Wasserstoff zum so genannten Kraftstoff der Zukunft zu machen, der eventuell die bisherigen Energiespeicher ablösen könnte?

Energiespeicher egal welcher Art sind heutzutage unbedingt notwendig, weil ohne Energie so gut wie gar nichts mehr geht auf diesem Planeten. Wissenschaftler und Techniker arbeiten zwar fortwährend an der weiteren Effizienzsteigerung der bisher gebräuchlichen Energiewandler, aber die Entwicklungsschritte werden immer kleiner. Trotz der fortschreitenden Technisierung und Computerisierung ist bei jeder Technik irgendwann ein Stadium erreicht, an dem es aus thermodynamischen oder mechanischen Gründen nicht mehr weitergeht.

Der Verbrennungsmotor basiert auf einer Technik, die mittlerweile so weit ausgereizt ist, dass kaum noch Wirkungsgrad-Verbesserungen möglich sind. Nach 120 Jahren Entwicklung mit Otto- und Diesel-Motoren ist die Frage berechtigt, ob es nicht andere Techniken gibt, die den heutigen Anforderungen besser genügen können.

Die Brennstoffzelle ist so eine Technik. Sie ist zwar keine wirklich neue Erfindung, aber manchmal lohnt es sich auch, alte Patente wieder zu reaktivieren. Die Brennstoffzelle basiert auf einem Prinzip, das bereits vor über 160 Jahren entdeckt, aber dann nicht mit sonderlich viel Vehemenz weiterentwickelt wurde. Dass nicht bereits früher auf diese Technik zurückgegriffen wurde, lässt sich durch die dominante Stellung des Verbrennungsmotors erklären, der bisher nie ernsthaft in Frage gestellt worden ist.

Im Zuge der Industrialisierung mit dem anschließenden Wechsel von der Kohle zum Öl war die Verbrennungskraftmaschine für über 100 Jahre ein durchaus geeignetes Medium. Die Brennstoffzelle bietet im direkten Vergleich jedoch eine wesentliche Effizienzsteigerung bei gleichzeitig sauberem und leisem Betrieb. Dies hat sie bereits in den sechziger Jahren bei zahlreichen Einsätzen in der Raumfahrt bewiesen.

In den achtziger Jahren wurde zum ersten Mal ernsthaft in Erwägung gezogen, Wasserstoff als Energieträger zu verwenden. Entscheidend war damals in Zeiten des aufkeimenden Umweltschutzes speziell der ökologische Aspekt. Einige der damaligen Projekte wurden mittlerweile eingestellt, andere sind bereits verwirklicht worden. Betrachtet man den geschichtlichen Verlauf (s. Kap. 17.4), wird deutlich, dass an der Wasserstoff-Technik schon seit über 200 Jahren mehr oder minder intensiv geforscht wird.

Nach so langer Zeit ist jetzt quasi der zweite Frühling ausgebrochen. Schlagwörter wie „Wasserstoff-Wirtschaft und „Brennstoffzellen-Auto sind bereits in vieler Munde, auch wenn häufig das Hintergrundwissen noch eher dünn ist. Die Frage stellt sich deswegen, warum gerade jetzt so viel davon geredet wird. Ist die Wasserstoff-Technik geeignet, heutige Probleme zu lösen, und können Brennstoffzellen eine aussichtsreiche Alternative für die Zukunft bieten?

Wasserstoff bietet auf vielen Gebieten Vorteile gegenüber konventionellen Kraftstoffen, so dass er, beispielsweise eingesetzt in einer Brennstoffzelle, der Energiespeicher sein könnte, der den Weg in eine schadstofffreie Zukunft weist.

Das Ausgangsprodukt Wasser ist in ausreichendem Maße vorhanden, bei der Verbrennung von Wasserstoff entstehen kaum Schadstoffe und natürliche Erdöl-Ressourcen können geschont werden. Natürlich gibt es auch Probleme mit diesem Element: Wasserstoff und Sauerstoff sind unter bestimmten Voraussetzungen leicht brennbar, die umweltschonende Erzeugung von Wasserstoff ist noch nicht ausgereift und die für die Nutzung notwendige Infrastruktur ist noch nicht vorhanden. Aber Erfahrungen aus den letzten Jahren zeigen, dass diese Schwierigkeiten bewältigt werden können. Die Wasserstoff-Technik ist insbesondere in den letzten Jahren weit vorangekommen und es existieren bereits vielerlei Anwendungsbeispiele, in denen die Alltagstauglichkeit unter Beweis gestellt wird.

Beim aktuellen Kostenvergleich mit konventionellen Systemen schneidet die Wasserstoff-Technik erwartungsgemäß nicht gut ab. Viele Komponenten sind noch zu teuer und die Wasserstoff-Herstellung ist noch nicht in ausreichendem Maße auf ökologische Weise möglich. Nimmt man jedoch die Entwicklung der letzten Jahre als Maßstab, so ist absehbar, dass in den nächsten Jahren die ersten Kleinaggregate, Hausenergie-Versorgungssysteme und Brennstoffzellen-Fahrzeuge auf den Markt drängen werden. Die Preise werden zwar zu Anfang noch nicht unbedingt günstig sein, mit steigenden Absatzzahlen wird sich jedoch bald eine konkurrenzfähige Alternative zu den herkömmlichen Systemen etablieren.

Alles läuft daher auf eine Umstrukturierung des Energiesektors hinaus. Dabei muss insgesamt die Effizienz aller Energiesysteme gesteigert werden. Und außerdem muss ein Wechsel stattfinden, sowohl bei den Energieträgern (von fossilen zu erneuerbaren Energien) als auch bei den Energiewandlern (vom Verbrennungsmotor zur Brennstoffzelle).

Dieses Buch soll über die Möglichkeiten informieren, die Wasserstoff als Kraftstoff der Zukunft eröffnen kann. Dazu wird zunächst aus europäischer Sicht über die derzeitige Situation im Energiesektor aufgeklärt, so dass die Notwendigkeit eines neuen, alternativen Energieträgers deutlich wird. Der neue Kraftstoff wird im Weiteren mit seinen Eigenschaften sowie Vor- und Nachteilen vorgestellt. Dieses umfasst sowohl die chemischen und physikalischen Merkmale als auch unterschiedliche Herstellungsverfahren. Die anschließende Energiewandlung in verschiedenen Brennstoffzellen-Arten wird ebenso dargelegt wie die Verbrennung im herkömmlichen Hubkolbenmotor. Darüber hinaus werden Fragen zur Speicherung, zum Transport und zur Betankung beantwortet. Zudem werden in einem ausführlichen Vergleich die Vor- und Nachteile verschiedener Kraftstoffe aufgezeigt. Auf das etwa vorhandene Gefahrenpotential von Wasserstoff wird ebenso eingegangen wie auf das vorhandene Entwicklungspotential.

Zum Schluss wird festzuhalten bleiben, dass Wasserstoff mit Sicherheit nicht gefährlicher ist als andere Energieträger, sondern durchaus mit Recht den Titel „Kraftstoff der Zukunft" tragen darf. Und die Brennstoffzellen-Technologie wird die Technik sein, die uns in Zukunft bewegt.

2 AKTUELLER STAND BEI FOSSILEN ENERGIETRÄGERN

Im Laufe der Jahrhunderte und Jahrtausende haben sich die Energiequellen der Menschheit stetig gewandelt. Es hat sich die Art der Energieträger und außerdem deren Nutzungsdauer verändert. Zunächst wurde über Jahrtausende hinweg Holz verwendet. Aus Baumstämmen und Ästen wurde im zweiten Schritt in der Alt-Steinzeit Holzkohle hergestellt, die über bessere Brenneigenschaften verfügte. Im Altertum wurden dann Braun- und Steinkohle entdeckt.

Der Vorteil der Kohle lag in einem höheren Brennwert bedingt durch ihre Entstehungsgeschichte. Kohle ist ein aus tierischen und pflanzlichen Substanzen entstandenes komprimiertes Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoff-Verbindungen. Ähnlich ist es beim Erdöl sowie beim Erdgas. Deren Vorteil gegenüber der Kohle ist die leichtere Handhabung, da beide Stoffe einen höheren Energieinhalt bei geringerem Gewicht aufweisen.

All diese fossilen Energieträger benötigen besondere Voraussetzungen für ihre Entstehung (Temperatur, Druck, katalytische Wirkungsmechanismen). Kohle, Öl und Gas entstammen längst vergangenen Zeiten und haben Jahrmillionen benötigt, bis sie ihre derzeitige Konfiguration erhalten haben.

Bei der Suche nach weiteren Energiequellen entdeckte die Menschheit schließlich im 20. Jahrhundert die Kernenergie und wähnte sich zukünftiger Energieprobleme entledigt. Den beeindruckend großen Energiemengen, die aus relativ geringen Mengen Kernbrennstoff erzeugt werden können, stehen jedoch zurzeit nicht lösbare Entsorgungs- und Gesundheitsprobleme gegenüber, die nicht nur unsere Generation, sondern auch noch zahlreiche zukünftige Generationen belasten werden. Dieser Ausflug in die Kerntechnik entpuppte sich folglich als Sackgasse, so dass die Energiefrage vorerst noch nicht geklärt erscheint.

Die zurzeit vorwiegend verwendeten fossilen Energieträger Erdöl und Erdgas weisen zwei gravierende Nachteile auf:

1. Ihr Verbrauch ist umweltschädlich.

2. Die Ressourcen sind begrenzt.

Auch wenn immer wieder neue Erdölquellen und Erdgasfelder entdeckt werden, ist offensichtlich, dass diese Vorkommen endlich sind und in einiger Zeit erschöpft sein werden. Produkte der Erdgeschichte, die Hunderte von Menschengenerationen bis zur Entstehung benötigt haben, werden innerhalb kürzester Zeit vernichtet, ohne dass die Chance besteht diesen Vorgang jemals wieder rückgängig machen zu können. Der ehemals unter der Erde gebundene Kohlenstoff wird somit vorrangig in den Industrieländern in die Atmosphäre entlassen und beeinflusst dadurch in wesentlichem Maße die Umwelt weltweit und das gesamte Erdklima.

Hinzu kommt, dass mitunter die Emissionen, die in den Industrieländern verursacht werden, in den Entwicklungsländern erhebliche Schäden verursachen: Abgas-Schadstoffe verunreinigen über Grenzen hinweg die Luft, undichte Öl- und Gaspipelines verseuchen Grundwasser und Böden, gekenterte Tankschiffe verdrecken Meere und Meeresbewohner. In vielen Fällen bezahlen damit unschuldige Lebewesen mit ihrer Gesundheit für die Annehmlichkeiten der Industrienationen.

Genau wie bei der Diskussion über die Kernenergie müssen wir uns fragen, ob wir diese teilweise gravierenden Auswirkungen gegenüber den Mitmenschen und nachfolgenden Generationen rechtfertigen können und wollen.

2.1 Energiebedarf

Es stellt sich die Frage, wie in den folgenden Jahren und Jahrzehnten der gesamte Energiebedarf der Erde gedeckt werden kann.

Ein entscheidender Faktor, der sehr eng mit dem Energiebedarf verknüpft ist, ist das Bevölkerungswachstum. Die Weltpopulation nimmt seit den ersten Schritten des Homo sapiens stetig zu. Bis zum Jahr 2050 soll die Weltpopulation bei fast 9 Mrd. Menschen liegen. Das ist dreimal so viel wie noch vor 100 Jahren.

In gleichem Maße, wie die Anzahl der Menschen auf diesem Planeten zunimmt, steigt auch die benötigte Energiemenge. Allein mit Holz können sich aber schon lange nicht mehr alle Menschen versorgen. Immer mehr Energie in vielen unterschiedlichen Erscheinungsformen ist daher notwendig, um in der heutigen Zeit überleben zu können.

Darüber hinaus nimmt auch der Energiebedarf pro Person stetig zu. Speziell in Zeiten der Globalisierung, in denen der Wunsch nach mehr Mobilität die Kilometerleistung aller Fahrzeuge in die Höhe treibt, wird immer mehr Energie von jedem Einzelnen benötigt.

Diese beiden Aspekte gehen einher mit der weltweit fortschreitenden Industrialisierung. Die Millionenbevölkerungen Indiens und Chinas fordern ebenso ihr Recht auf mehr Mobilität und bessere Energieversorgung wie die Bewohner der Industriestaaten. Mit dem gleichen Recht, das Amerikaner und Europäer für sich in Anspruch nehmen frei und unabhängig zu sein, steht auch jedem anderen Menschen das Recht auf Mobilität und damit auf ein Fortbewegungsmittel inklusive der benötigten Energie zu.

Zurzeit ist es so, dass der gesamte Verkehrssektor (inklusive Gütertransport sowie Flugzeug- und Schiffsverkehr) fast die Hälfte des weltweit geförderten Erdöls verbraucht. Es wird geschätzt, dass sich die Gesamtzahl aller Kraftfahrzeuge von derzeit rund 800 Mio. bis zum Jahr 2030 mehr als verdoppelt. Dies bedeutet, dass die globale Autoflotte derzeit prozentual doppelt so schnell wächst wie die Weltbevölkerung. Im Flugsektor wird mit einer Steigerungsrate von jährlich 5 Prozent gerechnet. Das entspricht einer Verdopplung der zurückgelegten Flugmeilen innerhalb von 15 Jahren.

Diese weltweit anwachsenden Fahrzeugzahlen und steigenden Kilometerleistungen werden den Energiebedarf weiter erhöhen. Darüber hinaus werden derzeit so viele großmotorige Autos gekauft wie nie zuvor. Da hilft es auch nichts, dass der Kraftstoffverbrauch pro zurückgelegtem Kilometer bei einigen wenigen neuen Kleinwagen gesenkt werden konnte. Die in der Vergangenheit in einzelnen Bereichen erzielten Effizienzsteigerungen werden sofort wieder von einer immer umfassender werdenden Kfz-Sonderausstattung (z. B. Klima-Anlage, Navigationssystem usw.) aufgefressen.

Über die Jahre gesehen hat sich der gesamte Mineralölverbrauch dadurch von 1960 bis zum Jahr 2000

• in den USA mehr als verdoppelt,

• in Europa mehr als vervierfacht,

• im pazifischen Raum versechsfacht.

Es wird weltweit mit einem weiter wachsenden Energiebedarf gerechnet. In der Zeit von 2000 bis 2010 wird die jährliche Steigerungsrate voraussichtlich bei 1,2 Prozent liegen, in den Jahren 2010 bis 2030 bei 0,7 Prozent [Höhlein, 2004].

Dabei muss berücksichtigt werden, dass zwischen den Industrie- und den Entwicklungsländern ein krasses Missverhältnis besteht bezüglich Energieverbrauch und Bevölkerungsanteil (s. Abb. 1).

Die westliche Welt verbraucht mehr als die Hälfte der weltweiten Energievorkommen, wobei sie lediglich ein Siebtel der Weltbevölkerung repräsentiert. Die USA stellen beispielsweise lediglich 5 Prozent der Weltbevölkerung, konsumieren aber 26 Prozent des Rohöls. [Rifkin, 2002]

ABB. 1: UNTERSCHIED ZWISCHEN INDUSTRIE- UND ENTWICKLUNGSLÄNDERN

Energiebedarf und Bevölkerungsanteil

Quelle: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft

Umso erschreckender ist es, dass die Effizienz im Energiesektor auf der gesamten Erde gerade mal bei 10 Prozent liegt. 90 Prozent der eingesetzten Energie geht demnach größtenteils in Form von Abwärme verloren. Selbst in technologisch hoch entwickelten Nationen wie Deutschland liegt der durchschnittliche Nutzungsgrad bei gerade mal 30 Prozent. Ein wesentlicher Teil der zukünftigen Energiepolitik wird deswegen der unbedingt notwendigen Effizienzsteigerung zukommen.

2.2 Heutige Energiequellen

Wie soll der stetig zunehmende Energiebedarf zukünftig gedeckt werden? Die Beantwortung dieser Frage wird von Tag zu Tag schwieriger, weil allein eine Steigerung des Wirkungsgrades noch nicht ausreicht.

Bei der Betrachtung der heutigen Energieversorgung, wie sie im Folgenden dargelegt werden soll, muss zunächst darauf hingewiesen werden, dass beim Energieverbrauch generell unterschieden werden muss zwischen dem gesamten Primärenergieverbrauch und dem Stromverbrauch.

2.2.1 Primärenergieverbrauch in Deutschland

Zurzeit nehmen in Deutschland die fossilen Energieträger den größten Anteil bei den Energiequellen ein (s. Tab. 1). Deren Anteil am gesamten Energieverbrauch liegt bei insgesamt 85 Prozent.

Der größte prozentuale Anteil am Primärenergieverbrauch wird in Form von Mineralöl (fast 40 Prozent) bereitgestellt. An zweiter Stelle folgt Kohle (Braun- und Steinkohle zusammen) und dahinter Erdgas sowie Kernenergie.

In den vergangenen Jahren hat es deutliche Veränderungen beim Energiemix gegeben. Erdgas konnte seinen Anteil innerhalb von 12 Jahren um rund 35 Prozent vergrößern, während der Anteil von Braunkohle fast um die Hälfte abgenommen hat. Entgegen dem langfristigen Negativtrend konnte jedoch die deutsche Braunkohle-Industrie in den letzten 2 Jahren wieder einen leichten Zuwachs verzeichnen. [Debriv, 2003]

Die Bereiche Mineralöl und Kernenergie haben zwar von 1990 bis 2000 jeweils gut 3 Prozent gewonnen, in den Jahren 2001 und 2002 ging deren Anteil aber wieder leicht zurück.

Insgesamt kann festgehalten werden, dass in Deutschland zunehmend mehr gasförmige und weniger feste Energieträger eingesetzt werden. Diese Entwicklung ist vor allem durch die weiter voranschreitende Substitution der Kohle durch Erdgas zu erklären, die unter anderem auf den fortschreitenden Umbau der Industrie in den neuen Bundesländern zurückzuführen ist.

TAB. 1: PRIMÄRENERGIEVERBRAUCH IN DEUTSCHLAND

[in %]

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen

ABB. 2: ENTWICKLUNG DER ENERGIEBEREITSTELLUNG AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN UND DES ANTEILS AM PRIMÄRENERGIEVERBRAUCH (PEV) IN DEUTSCHLAND

Quelle: F. Staiß, Jahrbuch Erneuerbare Energie 2002/03

Während der Gesamt-Energieverbrauch stagniert beziehungsweise geringfügig zurückgeht, nimmt der Anteil von erneuerbaren Energien (EE) am gesamten Primärenergieverbrauch (PEV) seit mehreren Jahren auf niedrigem Niveau weiter zu (s. weiss gestrichelte Linie in Abb. 2).

Der stetige Aufwärtstrend, der lediglich im Jahr 1996 (Liberalisierung des deutschen Strommarktes) einen Aussetzer verbuchen musste, dauert mittlerweile über 10 Jahre an. Zunächst verlief dieser Anstieg infolge der Einführung des Stromeinspeisegesetzes (im Jahr 1991) eher langsam, seit 1999 jedoch recht zügig. Dies lag unter anderem an der Einführung des 100.000-Dächer-Solarstromprogramms (1999) und des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG, 2000).

Die erneuerbaren Energien machten im Jahr 2002 etwa 2,9 Prozent am Primärenergieverbrauch aus. Bis 2010 sollen daraus gemäß der Novelle des Erneuerbare-Energien-Gesetzes 4,2 Prozent, bis 2020 etwa 10 Prozent werden.

2.2.2 Stromverbrauch in Deutschland

Der Hauptanteil der Stromproduktion wird in Deutschland von den 18 inländischen Kernkraftwerken übernommen (Stade wurde im Herbst 2003 abgeschaltet). Sie liefern rund ein Drittel der insgesamt benötigten Elektrizität. Insgesamt lieferten die deutschen Stromversorger im Jahr 2002 rund 504 Milliarden Kilowattstunden Strom (inkl. der Einspeisung von privater Seite). Davon exportierten die Stromerzeuger rund 45,5 Milliarden Kilowattstunden, während sie 46,2 Milliarden Kilowattstunden importierten.

Auf die erneuerbaren Energien entfielen bei der Stromversorgung im Jahr 1990 erst rund 3,5 Prozent, während es im Jahr 2002 bereits fast 9 Prozent waren und bis 2010 nach Willen der Bundesregierung 12,5 Prozent werden sollen. Allein der Anteil von Windkraft an den erneuerbaren Energien lag 2002 bei rund 35 Prozent (s. Tab. 3).

Der Anteil von Solarstrom (Photovoltaik, Abk.: PV) ist nach wie vor relativ gering, obwohl in den letzten 10 Jahren aufgrund der hohen Wachstumsrate in diesem Sektor (etwa 50 Prozent) beträchtliche Flächen mit PV-Modulen bestückt werden konnten. Dieser Anstieg ist jedoch vornehmlich ein Wachstum auf niedrigem Niveau, so dass der Anteil am Gesamtverbrauch gering bleibt.

Windkraft konnte in den letzten Jahren zulegen, während der Anteil der Bioenergie leicht abgenommen hat. Auch im Bereich der Wasserkraft ging es im Jahr 2003 geringfügig zurück. Dies lag unter anderem an Ausfällen von überalterten Anlagen, die nur vereinzelt durch neuere ersetzt wurden.

Wasserkraft ist derzeit der wichtigste regenerative Stromlieferant mit einem Anteil von über 50 Prozent. Da die große Wasserkraft (> 5 Megawatt installierter Leistung) in der ursprünglichen Version des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) unberücksichtigt geblieben ist, war hier kein entsprechender Anstieg wie bei den anderen nachhaltigen Energietechniken zu verzeichnen. Dieses Manko ist allerdings in der Novellierung des EEG behoben worden.

Als weiterer einschränkender Faktor kommt für diesen Sektor hinzu, dass die Standortpotentiale weitestgehend ausgeschöpft sind, so dass zukünftig der Schwerpunkt auf kleinen Wasserkraftwerken (z. B. Laufräder) liegen wird.

TAB. 2: ANTEILE AN DER STROMERZEUGUNG 2002

Quelle: VDEW

TAB. 3: ZUSAMMENSETZUNG DES EE-ANTEILS AM GESAMTEN STROMVERBRAUCH

Quelle: VDEW

Bis zum Jahr 2010 kann damit gerechnet werden, dass der Windanteil am grünen Strom 50 Prozent betragen wird. Dies würde bedeuten, dass die Spitzenposition der Wasserkraft bis dahin von der Windkraft übernommen wird. Obwohl die Wachstumsrate bei den Windrädern nicht mehr wie bisher (1990 bis 2001) 60 Prozent beträgt, wird sie voraussichtlich noch bei 10 bis 20 Prozent liegen. Ein ebenfalls großes Potential wird der Bioenergie zukommen, deren Anteil von heute 8 Prozent (ohne Müll) an der regenerativen Energie voraussichtlich auf rund 22 Prozent im Jahr 2010 anwachsen wird. [Husemann, 2003]

Einen maßgeblichen Anteil am Zuwachs des nachhaltig hergestellten Stroms könnte die Nutzung dieses so genannten Ökostroms darstellen, wenn er auch in privaten Haushalten vermehrt eingesetzt werden würde. Die Akzeptanz ist zwar bereits heute durchaus gegeben (60 bis 70 Prozent der Haushalte wären Umfragen zufolge theoretisch bereit, mehr für Strom aus erneuerbaren Energien zu zahlen.), es hapert jedoch noch an der praktischen Umsetzung. Der Marktanteil von Ökostrom liegt heute lediglich bei einem Prozent, weil viele Kunden immer noch den tatsächlichen Wechsel scheuen. Würde jedoch der Ökostromanteil zunehmen, würde auch mehr Geld in den Bau neuer Anlagen investiert werden können.

ABB. 3: STROMERZEUGUNG AUS ERNEUERBAREN ENERGIETRÄGERN

Prognose 2010

[Husemann, 2003]

Nach der Liberalisierung des Strommarktes war ursprünglich mit deutlich höheren Quoten gerechnet worden. Die langfristigen Prognosen gehen aber auch weiterhin trotz dieser trägen Entwicklung von bis zu 20 Prozent bei Haushaltskunden aus. Die Energieversorger hoffen dabei auf die Unterstützung des Bundes, der seinerseits künftig vermehrt öko-zertifizierten Strom nutzen will und dies auch bereits bei der Versorgung des Bundesumweltministeriums realisiert hat.

2.2.3 Welt-Energieversorgung

Aufgrund der unterschiedlichen regionalen Begebenheiten ist die Energieversorgung in den verschiedenen Ländern der Welt sehr stark von den natürlichen Energievorkommen und geographischen Erscheinungsformen geprägt. Island verfügt beispielsweise über Thermalquellen (Geothermie), während in Kanada die Wasserkraft und in Chile die Windenergie entscheidende Rollen übernehmen.

Den größten Beitrag zur gesamten Primärenergieversorgung weltweit trägt nach wie vor das Erdöl bei (etwa 41 Prozent). An zweiter Stelle folgt die Steinkohle, die rund ein Fünftel des Weltenergiebedarfes und etwa ein Drittel des Strombedarfes abdeckt. Bei der Stromversorgung ist damit die Steinkohle der wichtigste Energielieferant. Nach Erdgas und Kernenergie ist die Wasserkraft ein weiterer wichtiger Stromlieferant, der rund ein Fünftel (ca. 19 Prozent) der Energie beisteuert.

TAB. 4: STROMERZEUGUNG WELTWEIT AUS REGENERATIVER ENERGIE

[Witt, 2003]

Bei den regenerativen Energien ist die Situation derzeit noch etwas verhalten. Der Beitrag zur Deckung der weltweiten Energienachfrage liegt momentan bei rund 13 Prozent bezogen auf den gesamten Primärenergieverbrauch. Außer bei der Wasserkraft, die bereits wesentlich zur Stromerzeugung beiträgt, ist die Bedeutung der anderen erneuerbaren Energielieferanten insgesamt recht niedrig (s. Tab. 4).

2.3 Begrenzte zeitliche Verfügbarkeit

Da die fossilen Energieträger den größten Anteil am Energieverbrauch haben und der Energieverbrauch stetig zunimmt, ist absehbar, dass die natürlichen Vorkommen dieser Energieträger immer weniger werden. Allein die USA verbrauchen pro Tag rund