Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die sich auf natürliche Weise selbst immer wieder regenerieren. Daher nennt man sie auch regenerative Energien. Regenerative Energien basieren nicht auf Rohstoffvorräten, wie beispielsweise fossile Energien wie Erdöl, Kohle und Erdgas, die alle endlich sind. Erneuerbare Energien erzeugen bei ihrer Nutzung kaum Abfälle und Schadstoffemissionen und sind daher saubere Energien. Deswegen sind sie in Zeiten des Klimawandels und der Energiewende besonders gefragt. Zu den erneuerbaren Energien gehören die Energieträger Sonne, Wind, Wasser, Biomasse und Geothermie.

Erneuerbare Energien in der Schweiz

In der Schweiz ist die Wasserkraft die meist genutzte erneuerbare Energiequelle. Aber auch die «neuen» erneuerbaren Energien wie Sonne, Holz und Umgebungswärme sind Teil der Energieversorgung in der Schweiz. Sie stellen somit alternative Energien zu den herkömmlichen Energieträgern wie Kohle, Kernenergie und Erdöl dar. Noch nicht alle dieser erneuerbaren Energien sind in der Schweiz konkurrenzfähig. So besteht ein grosses Potenzial bei Photovoltaikanlagen und Geothermieanlagen, aber dieses Potenzial wird erst in den nächsten Jahrzehnten ausgeschöpft werden können.

Die Energiegewinnung aus Solaranlagen nutzt die Sonnenenergie, welche in Form von Licht und Wärme auf die Erdoberfläche trifft. Sie wird aktiv durch Sonnenkollektoren zur Wärmeerzeugung (die sogenannte Solarthermie), durch konzentrierende Systeme für chemische Prozesse und zur Stromproduktion sowie durch Photovoltaikanlagen zur Erzeugung von Solarstrom genutzt. Die Photovoltaik ist eine wichtige Technologie für die nachhaltige Energieversorgung der Zukunft. Das Potenzial von Solarstrom ist beträchtlich: bis zum Jahr 2050 könnten rund 20 Prozent des derzeitigen Strombedarfs durch Solaranlagen erzeugt werden.

Dank ihrer Topographie und den beträchtlichen durchschnittlichen Niederschlagsmengen bietet die Schweiz ideale Bedingungen für die Wasserkraftnutzung. Zu Beginn der 1970er Jahre stammten fast 90 Prozent der inländischen Produktion aus Wasserkraft. Mit der Inbetriebnahme der schweizerischen Kernkraftwerke nahm dieser Anteil bis 1985 auf rund 60 Prozent ab und liegt heute bei rund 57 Prozent. Die Wasserkraft ist damit die wichtigste einheimische Energiequelle erneuerbarer Energie. In der Schweiz gibt es 658 Wasserkraftwerke mit einer Leistung von mindestens 300 Kilowatt, die durchschnittlich pro Jahr 36’449 Gigawattstunden Strom produzieren. Über die Hälfte dieser Menge stammt aus den Bergkantonen Uri, Graubünden, Tessin und Wallis.

Die Energiequelle Biomasse ist organisches Material, das durch Fotosynthese direkt oder indirekt erzeugt wird. Es unterscheidet sich dadurch von fossiler Biomasse, wie Erdöl, Kohle und Erdgas, dass es nicht über geologische Prozesse verändert wurde. Bei der energetischen Nutzung von Biomasse kann nur so viel CO2 freigesetzt werden, wie zuvor mit Hilfe von Sonnenenergie mittels Fotosynthese in der Biomasse gebunden war. Aus Biomasse kann Wärme, Strom und Treibstoff gewonnen werden. Unterschieden wird zwischen holzartiger, trockener Biomasse und wenig verholzter, nasser Biomasse. Zur ersten Sorte gehören Waldholz, Feldgehölze, Altholz sowie feste Abfälle aus Industrie, Gewerbe und Haushalten. Zur zweiten Kategorie gehören Hofdünger, Ernterückstände sowie biogene Abfälle aus der Lebensmittelindustrie, der Gastronomie und den Haushalten.

Die Windenergie hat in der Schweiz noch ein grosses Ausbaupotenzial. Um aus Wind Strom zu erzeugen, nutzen Windanlagen die kinetische Energie der anströmenden Luft zur Rotation der Flügel. Die damit erzeugte mechanische Energie wird von einem Generator in elektrische Energie umgewandelt. 1986 ging die erste Windenergieanlage in der Schweiz in Betrieb. Heute befindet sich der grösste Windpark auf dem Mont Crosin im Berner Jura. Dort stehen 16 Windturbinen.

Die geothermische Energie oder «Erdwärme» nennt man die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Oberfläche der festen Erde, welche hauptsächlich aus dem Zerfall natürlich vorkommender radioaktiver Elemente stammt. Schon ab ungefähr 15 Meter unter der Oberfläche ist die Bodentemperatur das ganze Jahr über konstant. In 5000 Metern Tiefe herrscht in der Schweiz eine Temperatur von rund 200 Grad Celsius. Durch unterschiedliche Methoden kann diese Wärme zur Energiegewinnung genutzt werden. Beispiele dafür sind vertikale Erdwärmesonden, Grundwasserbrunnen und warme Tunnelwässer, die in der Regel in Verbindung mit einer Wärmepumpe zu Heiz- und manchmal zu Kühlzwecken benutzt werden. Mit Tiefbohrungen können heisse Grundwasservorkommen angezapft werden, und aus dem trockenen Grundgebirge lässt sich mit Hilfe einer speziellen Technologie Energie gewinnen. Bei Temperaturen von über 100 Grad Celsius ist damit die Produktion von Elektrizität möglich, wobei die Restwärme zu Heizzwecken verwendet werden kann.