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Der Einsatz erneuerbarer Energien und nachwachsender Rohstoffe in kleinen und mittleren sächischen Gemeinden
A: Was sind erneuerbare Energien?
Erneuerbare Energien sind Energien, die sich durch die Kraft der Sonne immer wieder regenerieren und die, wie die Holzfeuerung, bereits seit Jahrtausenden zur Energiegewinnung genutzt werden. Erneuerbare oder regenerative Energien sind nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich, denn die Sonne wird noch 4, 6 Milliarden Jahre scheinen. weiter >>Praktisch alles Leben auf der Erde bezieht seine Energie aus der Kraft der Sonne. Pflanzen wachsen in der Sonnenstrahlung und bauen so Biomasse auf. Tiere und Menschen benutzen diese Biomasse als Nahrung und verwerten so die in ihr gespeicherte Solarenergie. Gleiches gilt, wenn Biomasse technisch genutzt wird. Das dabei freigesetzte Kohlendioxid wird im Kreislauf geführt, da es von den nachwachsenden Pflanzen wieder aufgenommen wird. Die Sonne treibt auch das Wetter an, sorgt für Wind und Niederschläge und schafft so die Voraussetzung für Wind- und Wasserkraft.
Der Vorteil der Erneuerbaren Energien ist: Sie sind CO2 –neutral. D. h., sie belasten unser Klima nicht durch Treibhausgase. Bei Verbrennung von Holz oder anderer Biomasse wird nur soviel Kohlenstoffdioxid freigesetzt, wie die Pflanze in ihrer Wachstumszeit im Prozess der Fotosynthese gebunden hat. Andere Techniken, wie die Gewinnung von Energie aus Wasser und Wind sind seit Jahrhunderten bekannt.
Die Verbrennung von fossilen Energieträgern wie Öl, Kohle und Gas stellt die Menschheit vor die größte Herausforderung ihrer Geschichte – den Treibhauseffekt und den durch ihn verursachten Klimawandel.
Um die schlimmsten Folgen des Treibhauseffektes zu verhindern und weil die fossilen Brennstoffe absehbar endlich sind und deshalb immer teurer werden, sollten wir:
1. Energien einsparen
2. Energie effizienter einsetzen und erzeugen
3. Unsere Energieerzeugung möglichst schnell auf die Erneuerbaren Energien umstellen.
B: Wo finden Sie gute Beispiele für den effizienten Umgang mit Energie und den Einsatz erneuerbarer Energien im Freistaat Sachsen?
Die Datenbank guter Beispiele in kleinen und mittleren Kommunen im Freistaat Sachsen bietet Ihnen Anregungen für den Einsatz erneuerbarer Energien und nachwachsender Rohstoffe in Ihrer Gemeinde. weiter>> Der Einsatz erneuerbarer Enbergien und nachwachsender Rohstoffe ist heute noch mit höheren Anlagenerstellungskosten gegenüber fossilen Energieträgern verbunden.
Diesen Nachteil auszugleichen, gibt es eine Vielzahl von Fördermöglichkeiten von der Solarthermie, über Biogas, Bioschmierstoffe bis hin zu Dämmstoffen auf der Basis nachwachsender Rohstoffe.
Erneuerbare Energien und nachwachsende Rohstoffe können in Ihrer Gemeinde energetisch genutzt werden, ein Gesamtkonzept für diesen Ansatz bietet in Sachsen das Energiekonzept der Gemeinde Zschadrass im Muldentalkreis.
C: Bedeutung der erneuerbarer Energien für die Regionalplanung
Für kleine und mittlere Gemeinden im ländlichen Raum haben die erneuerbaren Energieträger aber auch eine weiterreichende Bedeutung für die Regionalentwicklung. weiter>>
Zum einen liegen diese Gemeinden überwiegend im ländlichen Raum, d.h. sowohl das Angebot an nutzbarer Fläche als auch die Kompetenzen für den Anbau nachwachsender Rohstoffe sind durch die Landwirtschaft gegeben.
Zum anderen bietet die Nutzung regionaler Ressourcen gerade im Bereich der Bioenergie
Entwicklungspotentiale und damit auch Potentiale der regionalen Wertschöpfung mit langfristigen Arbeitsplatzeffekten.
Beide Aspekte werden in den neuen Förderrichtlinien der EU-Strukturförderprogramme ELER UND EFRE (Fonds für die Entwicklung der Landwirtschaft und des ländlichen Raums) für den Förderzeitraum 2007-2013 berücksichtigt.
Die Nutzung erneuerbarer Energien und nachwachsender Rohstoffe in Verbundprojekten kann dazu beitragen, dass die Energieerzeugung vor Ort wirtschaftlich darstellbar ist und sowohl auf der Erzeugerseite als auch auf der Seite des Verbrauchers ökonomische Vorteile bietet.
In diesem zusammenhang ist die Förderung von Biogasanlagen ein wichtiger Schritt.
Dort wo die erzeugte Elektro- und Wärmeenergie sinnvoll genutzt werden können, wie in der CO2-neutralen Schule in Claußnitz bei Chemnitz ist ein regionaler Energieverbund geschaffen.
Vor diesem Hintergrund ist es notwendig bei zukünftigen Planungen regionale Versorgungskonzepte in die Betrachtung mit einzubeziehen.
Bei der Regionalentwicklung auf der Basis erneuerbarer Energien und nachwachsender Rohstoffe lässt sich neben der energetischen Verwertung auch die stoffliche Verwertung
darstellen.
Die Landesanstalt für Landwirtschaft in Leipzig und die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe in Golzow (Meckleburg-Vorpommern) haben zu diesen Bereichen eine Vielzahl von Informationen erarbeitet.
Dagegen hat sich in den letzten 10 Jahren die Akzeptanz der Windenergie deutlich verschlechtert. Hauptkritikpunkt ist die Landschaftsveränderung durch Windkraftanlagen. Städte und Gemeinden wie Emden in Schleswig Holstein und Rottelsdorf in Sachsen-Anhalt oder Jöhstadt in Sachsen zeigen aber dass die Windkraft als regionaler Wirtschaftsfaktor den kommunalen Haushalt entlasten kann.
Eine Vielzahl von Fachdiskussionen der letzten Jahre über die Fragen der Netzstabilität durch Windkraftanlagen (Studie der Deutschen Energieagentur 2004) haben gezeigt, dass ein weiterer Ausbau der Windkraft technisch möglich ist.
Im Freistaat Sachsen existieren vor allem an den Nord-West-Seiten des Hügellandes und der Mittelgebirgsstufen gute Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Betrieb von Windkraftanlagen.
Da die Windkraft neben der Biomasse zur wirtschaftlichsten Energieform erneuerbarer Energien zählt, sollte die Diskussion um Windkraftstandorte fortgeführt werden.
Die Erfahrungen kleiner Gemeinden, wo die Windkraft den kommunalen Haushalt maßgeblich entlastet, wie in Rottelsdorf oder Jöhstadt sollten auf jeden Fall gehört werden.
D: Welche erneuerbaren Energien sind für kleine und mittlere Kommunen relevant?
Solarstrom (Photovoltaik) >>
Bei der solaren Stromerzeugung wird die Sonnenstrahlung mittels Solarzellen in elektrische Energie umgewandelt. Herzstück jeder Solarzelle ist ein Halbleiter, meist Silizium. Unter dem Einfluss von Licht (Photonen) entstehen freie positive und negative Ladungen, die durch ein elektrisches Feld getrennt werden und als Elektronen über einen elektrischen Leiter abfließen können. Der so entstehende Gleichstrom kann direkt zum Betrieb elektrischer Geräte genutzt oder in Batterien gespeichert werden. Er kann auch in Wechselstrom umgewandelt und in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
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Solarthermie >> 
Bei der solarthermischen Nutzung der Sonnenenergie wird die Strahlung der Sonne mittels sogenannter Kollektoren in Wärmeenergie umgewandelt. Solarwärme wird in Deutschland in der Regel zur Erwärmung von Wasser zum Duschen und Waschen oder zur Raumheizung eingesetzt. Zudem kommen solarthermische Anlagen (Solarabsorber) häufig bei der Erwärmung von Schwimmbadwasser zum Einsatz.
Sonnenkollektoren absorbieren solare Strahlung, wandeln sie in Wärme um und geben die Wärme an ein Wärmeträgermedium ab. Dieses wird über ein Rohrsystem zu einem Speicher gepumpt, wird dort mit Hilfe eines Wärmetauschers an das Brauchwasser abgegeben und strömt abgekühlt zu den Kollektoren zurück. Solange nutzbare Wärme in den Kollektoren zur Verfügung steht, hält der Regler die Pumpe in Betrieb. Im Winter heizt der Kessel die fehlende Wärme nach.
2006 wurde in Berthelsdorf, Kreis Freiberg das erste Haus in Betrieb genommen, dass den wärmebedarf zu über 90 Prozent über eine solarthermische Anlage realisiert.
Weitere kompetente Informationen finden Sie auf der Internetseite der Soli fer Solardach GmbH, Freiberg.
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Windenergie >> 
Zurzeit ist Strom aus der Windenergie die bedeutendste Quelle unter den Erneuerbaren Energien. Seit dem Bau der ersten Windkraftanlagen Anfang der 90er Jahre hat die Stromerzeugung aus der Bewegungsenergie des Windes ein enormes Wachstum erfahren. Windenergieanlagen (WEA) in Deutschland dienen heute ausschließlich der netzgekoppelten Erzeugung von Elektrizität. Die Entwicklung der Windkraftanlagen war rasant. Noch Anfang der 90er Jahre überwogen Anlagen mit einer Größe um die 100 kW. Heute sind über 1,3 MW Standard. Neueste Anlagen leisten 3-5 MW und können über 1.800 Haushalte mit Strom versorgen.
In der Konsequenz kann mit den heute üblichen, großen Anlagen an einem Standort etwa 20 Mal mehr Strom produziert werden als vor 20 Jahren. Dies hat mit Blick auf den weiteren Ausbau der Windstromerzeugung und dem in den nächsten Jahren verstärkt anstehenden Ersatz von Altanlagen (sog. Repowering) auch den Vorteil, dass für eine hohe Leistung eine relativ geringe Zahl von WEA benötigt wird.
Ein zukünftiger weiterer Ausbau setzt eine positive Akzeptanz hinsichtlich der Umwelt- und Naturverträglichkeit der Anlagen voraus. Im Freistaat Sachsen macht der Landesentwicklungsplan Aussagen zur Standortproblematik. |
Biomasse >>
Die Biomasse hat in Sachsen das größte Potential. Bioenergie ist die älteste Energiequelle der Menschheit. Die einfachste Art der energetischen Nutzung ist die Verfeuerung von Biomasse. Seit rund 600.000 Jahren wird Holz zum Kochen und als Wärmequelle genutzt, weltweit ist die Biomasse der wichtigste erneuerbare Energieträger.
Bioenergie steht in fester, flüssiger oder gasförmiger Form zur Verfügung und wird aus pflanzlichen oder tierischen Reststoffen oder eigens angebauten Energiepflanzen und deren Produkten hergestellt. Bioenergie ist auch in der Anwendung sehr vielseitig.Sie wird zur Wärme- und Stromerzeugung wie auch als Kraftstoff im Verkehr eingesetzt.
Nutzt man Biomasse energetisch, wird genau die Menge Kohlendioxid (CO2 ) freigesetzt, die zuvor beim Wachstum der Pflanzen durch die Photosynthese gebunden wurde. Bedingt durch den geschlossenen CO2-Kreislauf ist die Biomasse ein klimafreundlicher Energieträger, der keine zusätzlichen Treibhausgase verursacht. |
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Wärmeerzeugung >>
Bei der Wärmegewinnung reden wir ebenso über den heimischen Kamin wie über große, vollautomatische Anlagen im Leistungsbereich von 15 kW bis 1 MW.
Zum Einsatz kommen heute Scheithölzer, Holzhackschnitzel, Holzpellets und Späne. Möglich sind auch Strohballen, Gedtreide und Pflanzenöl.
Stromerzeugung >>
Die gebräuchlichste Art, aus der Verbrennung von fester Biomasse Strom zu gewinnen, ist die Dampferzeugung. Diese Technik ist vergleichbar mit der eines Kohlekraftwerkes, wobei die Biomasse Kohle als Brennstoff ersetzt.
Bei der Biomassevergasung wird feste Biomasse unter Wärmeeinwirkung (Pyrolyse) in die Gasphase überführt, wodurch ein brennbares Gas entsteht. Dieses kann dann, ähnlich wie Erdgas, z.B. in Gasturbinen zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Auch Biogas lässt sich auf diese Weise nutzen. |
Biogas >>
Biogas entsteht, wenn organisches Material unter Ausschluss von Sauerstoff mikrobiell abgebaut wird. Biogas ist ein mit Wasserdampf gesättigtes Gasgemisch, dessen Hauptbestandteil, das Methan, energetisch nutzbar ist. Dieses kommt in Konzentrationen von 40 bis 80 Volumenprozent vor, wobei der Methan-Gehalt die Qualität des Biogases bestimmt.
Besonders geeignet ist organisches Material mit hohem Wassergehalt. Das in einem Faulbehälter mikrobiell erzeugte Biogas lässt sich nach einer Zwischenspeicherung energetisch nutzen. In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden z.B. Futterreste, Silomais, Grassilage und tierische Fäkalien eingesetzt.
Eine durchschnittliche Milchkuh beispielsweise produziert täglich Fäkalien für ca. 1,5 Kubikmeter Biogas.
Darüber hinaus ist der Einsatz organischer Abfälle aus Haushalten (Biotonne), Industrie und Gewerbe möglich. Biogas wird ähnlich wie Erdgas zur Stromerzeugung bzw. in KWK-Anlagen genutzt. |
| Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) >>
Die verschiedenen Stromerzeugungstechnologien können grundsätzlich auch in Kraft-Wärme-Kopplung (z.B. in dezentralen Blockheizkraftwerken) betrieben werden. Kraft-Wärme-Kopplung bedeutet, dass gleichzeitig Strom, Wärme und gegebenenfalls Kälte erzeugt und genutzt werden. Das führt zu sehr guten Wirkungsgraden, also einer hohen Energieeffizienz.
Zu den innovativen Technologien der Kraft-Wärme-Kopplung zählen Blockheizkraftwerke, Gasturbinen, Brennstoffzellen und Stirlingmotoren.
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| Kraftstoffe auf der Basis nachwachsender Rohstoffe >>
Die wichtigsten Biokraftstoffe sind zurzeit Ethanol, Biodiesel und Pflanzenöle.
Neue Verfahren zur Biokraftstoffherstellung werden derzeit entwickelt, z.B. BTL (Biomass-to-Liquid) oder Ethanol aus lignocellulosehaltiger Biomasse.
Diese Verfahren nutzen die gesamte Biomasse der Pflanze und nicht nur den Öl- bzw. Zuckeranteil.
Dadurch vergrößert sich das für Biokraftstoffe nutzbare Potenzial erheblich. |
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Biodiesel >>
Biodiesel kann aufgrund seiner Verbrennungseigenschaften in allen herkömmlichen Dieselmotoren eingesetzt werden. Um aus Pflanzenöl Biodiesel herzustellen, ist die chemische Behandlung (Umesterung) unter Einsatz von Alkohol notwendig. Nebenprodukt der Biodieselgewinnung ist Glycerin, das nach einer Reinigung in der chemischen Industrie genutzt werden kann. Da Biodiesel sich chemisch anders zu Kunststoffen verhält als fossiler Dieselkraftstoff, müssen die im Kraftstoffsystem eingebauten Elastomere (Leitungen, Dichtungen) aus biodieselresistenten Stoffen hergestellt werden. Für den störungsfreien Motorbetrieb ist es erforderlich, dass der biogene Treibstoff Mindestqualitätseigenschaften besitzt (DIN E 51 606). Eine wechselseitige Betankung mit fossilem Diesel ist möglich. Mittlerweile gibt es eine Vielzahl von Fahrzeugherstellern, die Biodiesel freigegeben haben.
Alkoholkraftstoffe >>
Alkoholkraftstoffe eignen sich hervorragend für Benzinmotoren. Aus stärke- und zuckerhaltigen Pflanzen (z.B. Getreide, Mais, Zuckerrübe, Zuckerrohr) lässt sich durch die alkoholische Vergärung Ethanol gewinnen. Über den Prozess der Vergasung kann aus trockener Biomasse Methanol, der einfachste Alkoholtreibstoff, hergestellt werden. Methanol kommt auch als Treibstoff für Brennstoffzellen in Frage und wird in Zukunft an Bedeutung gewinnen. Sowohl mit Benzinmotoren als auch mit Brennstoffzellen lassen sich hohe Antriebswirkungsgrade herstellen.
Synthetische Kraftstoffe >>
Biomass to Liquid (BtL) ist ein Verfahren, bei dem feste Biomasse in einem Vergaser unter hohem Druck und hoher Temperatur, also mittels thermochemischer Vergasung zu einem Synthesegas verarbeitet wird. In weiteren Verfahrensschritten kann dieses Gas dann in Diesel, Benzin oder so genannte Designer- oder synthetische Kraftstoffe umgewandelt werden. Weil die synthetischen Kraftstoffe speziell an die Motoreigenschaften angepasst sind, ist für ihre Nutzung keine Motorumrüstung notwendig. Eines der der führenden Unternehmen in Deutschland ist die Freiberger Firma Choren.
Pflanzenöle >>
Pflanzenöle (in Deutschland hauptsächlich Raps- und Sonnenblumenöl) eignen sich für die energetische Nutzung in Dieselmotoren. Sie können in angepasste Motoren pur eingesetzt oder anderen Kraftstoffen beigemischt werden. Sie kommen sowohl als Pflanzenölmethylester (Biodiesel), als auch in naturbelassener Form zum Einsatz.
Zur Nutzung von nativen Pflanzenölen in Dieselmotoren bedarf es einer eigens dafür angepassten Verbrennungstechnik, eine entsprechende Umrüstung von Diesel-Motoren ist notwendig. Pflanzenöle werden darüber hinaus auch als Schmierstoffe verwendet und bilden die Grundlage für Farbstoffe. |
Passivhaus >>
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