Biogas

Biogas - ein Erklärungsversuch

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Biogas stellt einen Energieträger mit chemischer Bindungsenergie dar, dessen Hauptkomponente das Methan ist. Es entsteht durch den mikrobiellen Abbau organischer Substanz (Biomasse). Die in dieser organischen Substanz enthaltene Energie (bio-chemische Bindungsenergie) beruht letztendlich immer auf der Fähigkeit von Pflanzen, eingestrahlte Lichtenergie der Sonne in bio-chemische Energie umzuwandeln (Photosynthese). Biogastechnik stellt somit eine indirekte Nutzung der Sonnenenergie dar. In Biogasanlagen (auch Vergärungsanlagen genannt) wird diese Energie kontrolliert unter Luftabschluß (Anaerobtechnik) zur Stromgewinnung genutzt.
Die thermische Nutzung von Biomasse ist die älteste Form der Energiegewinnung der Menschheit (Holzfeuer). Biomasse stellt einen Energieträger mit chemischer Bindungsenergie dar. Diese Energie beruht letztendlich immer auf der Fähigkeit von Pflanzen, eingestrahlte Lichtenergie der Sonne in bio-chemische Energie umzuwandeln (Photosynthese). Biomasseverbrennung oder -vergasung ist die Umwandlung der bio-chemischen Bindungsenergie in Wärmeenergie und stellt eine indirekte Nutzung der Sonnenenergie dar (Bioenergie).
Geothermie ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde (VDI-Richtlinie 4640). Umgangssprachlich wird auch die Nutzung dieser Energie als Geothermie bezeichnet. Im Vergleich zu fast allen anderen regenerativen Energien ist sie abgesehen von oberflächennahen Bereichen nicht ursprünglich auf eingestrahlte Sonnenenergie zurückzuführen. Quelle der Geothermie ist fast ausschließlich die beim Zerfall radioaktiver Isotope im Erdinneren freiwerdende Wärme.Das Thema der oberflächennahen Geothermie ist überwiegend in dem Kapitel Wärmepumpen dargestellt.
Unter Meeresenergie werden hier vollkommen verschiedene und voneinander unabhängige Energieformen zusammengefaßt. Die Meeresenergie weist ein riesiges noch nicht abschätzbares Energiepotential auf, dessen Nutzung aufgrund der hohen Ansprüche an Technik und Widerstandsfähigkeit sich gerade erst zu entwickeln beginnt.
Unter "Ökostrom, Grüner Strom, Naturstrom" wird allgemein elektrische Energie verstanden, die aus Regenerativen Energieträgern produziert worden ist. Die verschiedenen Träger Regenerativer Energie sind in unseren Fachthemen ausführlich dargestellt. Sie zeichnen sich dadurch aus, daß ihre Quellen nach menschlichen Maßstäben unendlich und vom Menschen nicht beeinflußbar sind.
Die Möglichkeit, Ökostrom anbieten oder erwerben zu können, beruht auf der Liberalisierung des Strommarktes, die mit dem Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsrechts vom 29.04.1998 eingeleitet wurde. Die zu Beginn nur theoretische Möglichkeit eines jeden Marktteilnehmers, seinen Stromlieferanten frei zu wählen, wird Zug um Zug umgesetzt. Mit der Öffnung des Marktes geht auch eine Diversifizierung des früher nur einheitlichen Produktes Strom einher. Die heute angebotenen Stromprodukte (z.B. Ökostrom, Strom aus Kraft-Wärme-Kopplung) unterscheiden sich dabei nicht physikalisch sondern allein hinsichtlich der zur Erzeugung eingesetzten Energieträger.
PHOTOVOLTAIK (FOTOVOLTAIK) - SOLARSTROM
Photovoltaik ist die Technik der direkten Umwandlung eingestrahlter Lichtenergie in elektrische Energie. Sie beruht auf der Fähigkeit bestimmter fester Körper (Halbleiter), durch Lichtenergie erzeugte Ladungsträger unter bestimmten Bedingungen gerichtet freizusetzen bzw. räumlich zu trennen (photovoltaischer Effekt). Umgangssprachlich wird mit Photovoltaik die Erzeugung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht bezeichnet.
Die eingestrahlte Sonnenenergie (Solarenergie) beträgt weltweit ca. 1.540.000.000.000.000.000 kWh/a (ca. das 15.000-fache des weltweiten Stromverbrauchs).
Solarwärme wird durch Sonnenkollektoren gewonnen. Sonnenkollektoren wandeln die eingestrahlte Lichtenergie der Sonne direkt in Wärmeenergie um (Solarthermie). Zur Optimierung ihrer Funktion nutzen sie dabei das Prinzip des Treibhaus-Effektes.
Die eingestrahlte Solarenergie beträgt weltweit ca. 1.540.000.000.000.000.000 kWh/a.
Eine Wärmepumpe transformiert bereits vorhandene Wärme in einem thermodynamischen Kreislauf auf ein höheres, nutzbares Wärmeniveau. Die vorhandene Wärme kann aus unterschiedlichen Quellen genutzt werden. Die Atmosphäre, Massiv-Absorber und auch die oberflächennahen Bodenschichten werden durch eingestrahlte Sonnenenergie erwärmt und können als Wärmequelle zur Verfügung stehen. Die Nutzung der Wärme tieferer Schichten beruht auf dem Zerfall radioaktiver Elemente im Erdinneren und ist dem Bereich der Geothermie zuzuordnen. Die genutzte Wärme aus dem Grundwasser beruht sowohl auf der Sonnenenergie als auch auf der Erdwärme. Weiterhin ist die Nutzung von Abwärme aus gewerblichen/industriellen Produktionsprozessen möglich.
Für die Transformation auf ein höheres Wärmeniveau ist Fremdenergie erforderlich, jedoch ist der Wirkungsgrad der eingesetzten Fremdenergie dadurch besonders hoch, daß die vorhandene Wärme aus der genutzten Wärmequelle kostenlos zur Verfügung steht.
Wasserkraft bezeichnet die Umwandlung kinetischer und potentieller Energie von Wasser in elektrische Energie. Die ursprüngliche Energiequelle für die Wasserkraft ist eingestrahlte Sonnenenergie, die über die Verdunstung den globalen Wasserkreislauf hervorruft. Etwa 80 % der zur Erdoberfläche gelangenden Wärmeenergie werden für die Verdunstung von Wasser verbraucht.
Windkraft bezeichnet die Umwandlung der horizontalen Bewegungsenergie (kinetischen Energie) der Luftmassen der Erde in elektrische Energie. Die ursprüngliche Energiequelle für die Windkraft ist eingestrahlte Lichtenergie der Sonne, die Differenzen im Strahlungshaushalt der Erde bewirkt. Die daraus entstehenden Energiegefälle äußern sich als Luftdruckunterschiede und führen zu Luftmassenbewegungen, um die Energiegefälle auszugleichen.