Energie – Erzeugung, Handel und Transport (10)

Herkömmliche Energieversorgung

Vom Feuer zu erneuerbaren Energien

Die Versorgung des Menschen mit thermischer Energie begann vor etwa 1,5 Mio. Jahren mit der Nutzung von Feuer. Es ermöglichte nicht nur die Aufbereitung von Nahrung durch Kochen und Braten, sondern auch die Herstellung und Bearbeitung von Werkzeugen und anderen Materialien. Der nächste Entwicklungsschritt führte dann vor etwa 5 000 Jahren zum Bau und zur Nutzung von Wind- und Wasserkraftanlagen; mit ihnen konnte man Getreide mahlen und Wasser pumpen. Mit der Windkraft ließen sich zudem Schiffe antreiben, was einen weitreichenden Handel zur Folge hatte. Wasserkraftwerke dienten seit jener Zeit auch dem Betreiben von Säge- und Hammerwerken. In der Neuzeit gelang es dem Menschen, die Nutzung von Feuer zu verbessern. Jetzt lernte er, mithilfe unterschiedlicher Verbrennungsprozesse mechanische Energie zu erzeugen. Den Höhepunkt der dann folgenden Entwicklung bildete der Bau einer Dampfmaschine durch James Watt im Jahr 1769 (Bild). Deren Effizienz konnte man in der folgenden Zeit so stark steigern, dass sie zum Symbol der industriellen Revolution des 19. Jahrhunderts wurde. Nun stand einer orts- und zeitunabhängigen Bereitstellung von Energie nichts mehr im Wege. Den nächsten großen Umbruch in der Energieversorgung löste Werner von Siemens im Jahre 1867 aus: Seine Erfindung, das dynamoelektrische Prinzip, ermöglichte die Wandlung von Kraft in elektrische Energie und umgekehrt. Damit begann unwiderruflich der Rückzug der Dampfmaschinen. Die Erzeugung von Strom übernahmen fortan hauptsächlich Wärmekraftwerke, deren Funktion auf der Verbrennung fossiler Energieträger wie zum Beispiel Kohle, Gas oder Öl basiert. Ein weiterer Meilenstein in der Geschichte der Energienutzung und -wirtschaft war der Einsatz von Kernenergie zur Erzeugung elektrischen Stroms. Das erste kommerziell betriebene Atomkraftwerk Deutschlands lag in Kahl am Main. Es speiste erstmals im Jahr 1961 elektrischen Strom ins Netz, Deutschland befand sich im „Atomfieber“. Doch diese Technologie geriet wegen ihrer tatsächlichen und vermuteten Risiken schon bald in den Mittelpunkt vieler heftiger Diskussionen. Die gesellschaftliche Akzeptanz begann schon Anfang 1970er Jahre zu sinken. Nach dem Reaktorunglück in Fukushima im Jahr 2011 beschloss die deutsche Bundesregierung, bis zum Jahr 2022 nach und nach alle Kernkraftwerke abzuschalten. Da nach dem Willen der Bundesregierung nicht nur die Nutzung von Kernkraft, sondern bald auch die Verbrennung von Kohle und anderen fossilen Stoffen zur Stromerzeugung – möglichst bis 2038 – ein Ende haben soll, ruht nun die Hoffnung auf erneuerbaren Energien. Sie tragen mit Wind- und Solaranlagen sowie Wasser- und Biomasse-Kraftwerken mittlerweile schon einen bedeutenden Anteil zur Stromversorgung in Deutschland bei. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob sie allein die Lücke, die die Kern- und Kohlekraftwerke hinterlassen, vollwertig werden schließen können, sodass eine sichere Energieversorgung gewährleistet bleibt.

Vom Gleichstromnetz zu HGÜ-Anlagen

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts erzeugten städtische Gaswerke durch Kohlevergasung ein brennbares Gas, das sie für Gaslaternen zur Beleuchtung ihrer Städte verwendeten. Herangeführt wurde das Gas über Rohrnetze, über die im nächsten Schritt auch Haushalte Gas zum Kochen und Heizen geliefert bekamen. Um das Jahr 1900 herum entstanden die ersten Fernwärmenetze, in denen Wärme in Form von Heißwasser oder Dampf durch Rohrleitungen zu den Abnehmern gefördert wurde, sogar über weite Strecken. Die ersten Netze für den Transport und die Verteilung von Strom – in der Regel kleinere Gleichstromnetze – entstanden um 1880. Sie mussten später den heute noch üblichen 400-V-Wechsel- bzw. Drehstromnetzen weichen. Für den Transport von größeren Strommengen über weite Strecken baute man leistungsfähige Drehstrom-Übertragungsnetze mit Spannungen bis 1 100 kV. Mit der Zunahme des Volumens von Stromübertragungen erlangten seit den 1980er Jahren Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssysteme (HGÜ) eine wachsende Bedeutung. In Deutschland hatte man schon während des zweiten Weltkriegs mit dieser Technologie experimentiert. Das erste auf Dauer in Betrieb gegangene Übertragungssystem ist das Baltic Cable zwischen Lübeck und Herrenwyk, das seit 1994 das deutsche mit dem schwedischen Stromnetz verbindet. Die Betriebsspannung beträgt 450 kV, die Übertragungsleistung 600 MW. Die weltgrößte HGÜ-Anlage dürfte eine 1 100-kV-HGÜ-Verbindung in China sein: Sie hat eine Länge von 3 284 km und eine Übertragungsleistung von 12 GW. Autor: W. Wilming Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.