Wir werden nun die auf dem Markt verfügbaren Energiequellen überprüfen und sie hinsichtlich ihrer Energieeffizienz (EROI, Energierückflussrate) und ihrer Abfallmenge bzw. ihrer Auswirkungen auf die Atmosphäre analysieren.

Fossile Brennstoffe

Zunächst haben wir fossile Brennstoffe:

• Kohle
• Öl
• Gas
• Und Uran (Atomkraft)

Alle diese Energien werden als fossile Brennstoffe charakterisiert, das heißt: Es handelt sich um Rohstoffe, die vor Millionen von Jahren durch geotechnische solare Prozesse entstanden sind und mit hohen Umweltauswirkungen aus dem Untergrund gewonnen werden müssen.

Darüber hinaus erzeugen die übrigen Energieträger, mit Ausnahme der Kernenergie, viele CO2-Emissionen, insbesondere die Kohle.

Fossile Brennstoffe (Kohle, Erdöl, Uran und Erdgas) sind nicht erneuerbare Ressourcen, die aus organischer Substanz entstanden sind, welche sich über Millionen von Jahren zersetzt hat. Sie decken mehr als 80 % des weltweiten Energiebedarfs und werden hauptsächlich für Transport, Stromerzeugung und Heizung genutzt.

Der globale Emissionen Die CO₂-Emissionen aus fossilen Brennstoffen haben Rekordhöhen erreicht und liegen bei rund 38,1 Milliarden Tonnen jährlich. Diese Daten sind entscheidend für das Verständnis der aktuellen Klimakrise. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Stromerzeugung, für den Verkehr und die Industrie ist der Hauptgrund für den Klimawandel.

Die Nutzung fossiler Brennstoffe (Kohle, Erdöl und Erdgas) verursacht den größten Teil der weltweiten Treibhausgasemissionen. Bei der Verbrennung dieser Kohlenwasserstoffe wird über Millionen von Jahren gespeicherter Kohlenstoff als Kohlendioxid (CO₂) in die Atmosphäre freigesetzt und stört so das natürliche Gleichgewicht des Planeten.

Im Gegensatz dazu erzeugt die Kernenergie keine Emissionen, stellt aber das Problem des Atommülls und seiner Lagerung dar, die Hunderte von Jahren andauern wird.

Energierückfluss (EROI)

Der ERO (Energy Return on Investment) misst die Effizienz einer Energiequelle und berechnet, wie viel nutzbare Energie für jede in ihre Produktion investierte Energieeinheit gewonnen wird.

Öl

Historisch gesehen war Erdöl eine hocheffiziente Energiequelle. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wies die einfache Rohölförderung einen sehr hohen Energieertrag (EROI) von nahezu 100:1 auf. Da jedoch die traditionellen Ölfelder erschöpft sind und komplexere Quellen (wie Ölsand, Fracking oder Tiefseebohrungen) genutzt werden, steigt der Energieaufwand für die Förderung. Schätzungen zufolge liegt der aktuelle globale EROI für Erdöl zwischen 11:1 und 30:1, was die Nutzung zwar noch wirtschaftlich macht, aber einen langfristigen Abwärtstrend aufweist.

Kohle

Historisch gesehen war Kohle aufgrund ihrer hohen Energiedichte und der Tatsache, dass sie jahrzehntelang aus leicht zugänglichen Oberflächenvorkommen gewonnen wurde, eine der profitabelsten Energiequellen.

Die typischen EROI-Werte für Kohle variieren je nach Qualität des Vorkommens und den Abbauverfahren:

• Hochwertige Kohle (Bitumenkohle/Anthrazit): Ihr EROI (Energieertrag auf Investitionsbasis) liegt im Durchschnitt zwischen 20:1 und 46:1. Das bedeutet, dass für jede in die Gewinnung und Verarbeitung investierte Energieeinheit zwischen 20 und 46 Einheiten nutzbarer Energie gewonnen werden.
• Minderwertige Kohle (Braunkohle/Torf): Ihr ERV ist niedriger und liegt zwischen 2:1 und 7:1.

Erdgas

Der Energieertrag (EROI) von Erdgas liegt im Durchschnitt zwischen 5 und 6 Einheiten nutzbarer Energie pro investierter Einheit in Gewinnung und Verarbeitung. Dieser Index misst die Effizienz dieser Ressource als Nettoenergiequelle.

Der TRE variiert je nach Extraktionsaufwand:

• Konventionelles Gas: Kann in unter hohem Druck stehenden Bohrungen ein Verhältnis von bis zu 10:1 erreichen.
• Unkonventionelles Gas (Fracking, fracking (auf Englisch): Das Verhältnis sinkt auf Werte nahe 1:1 oder 5:1, aufgrund des hohen Energieverbrauchs, der für hydraulisches Fracking und Horizontalbohrungen erforderlich ist.

Atomar

Der Energieertrag (EROI) von Kernkraftwerken liegt typischerweise zwischen 10 und 15 Einheiten nutzbarer Energie pro investierter Einheit. Diese Berechnung umfasst die Kosten für Uranabbau, -aufbereitung, Kraftwerksbau und -wartung.

Emissionsverteilung nach Brennstoff

Die Emissionen variieren erheblich je nach der Energiequelle, die zur Erzeugung einer bestimmten Wärmemenge oder eines bestimmten Strombetrags verwendet wird:

• Kohle Kohle ist der kohlenstoffintensivste Brennstoff. Die Stromerzeugung mit Kohle verursacht mehr CO2-Emissionen als die mit Öl oder Erdgas.
• Öl Da es hauptsächlich im Transportwesen eingesetzt wird, steigen seine Emissionen aufgrund des langsamen Übergangs zu Elektrofahrzeugen weiter an.
• Erdgas Obwohl Erdgas als der „sauberste“ der fossilen Brennstoffe gilt, werden bei seiner Verbrennung dennoch große Mengen an CO2 sowie andere Schadstoffe freigesetzt.
• Atomar Emissionsfrei.

Erneuerbare Energien

Erneuerbare Energien sind unerschöpfliche Quellen scheinbar sauberer und wiederverwendbarer Energie:

• Solar
• Wind
• Und Hydraulik

Sie regenerieren sich auf natürliche Weise. Sie sind der Grundstein der ökologischen Transformation, da sie keine Treibhausgase ausstoßen und somit den CO₂-Fußabdruck und die Umweltbelastung drastisch reduzieren.

Die Nutzung dieser Energiequellen senkt die Kosten des Stromsystems und verringert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen grundlegend.

Allerdings sind erneuerbare Energien nicht so sauber und effizient, wie sie scheinen, und wir müssen dem Problem der Abfälle, die sie an der Oberfläche hinterlassen, besondere Aufmerksamkeit widmen, wenn sie entsorgt werden müssen.

Energierendite

Sonnenenergie: Stellt einen ERV von Werten zwischen dar 5 bzw. 20 Energieeinheiten werden für jede investierte Einheit zurückgewonnen. abhängig von Ihrem geografischen Standort.

Windenergie: Der Energieertrag (EROI) von Windenergie liegt im Allgemeinen zwischen 20 und 80 (d. h. für jede investierte Energieeinheit werden zwischen 20 und 80 Einheiten nutzbarer Energie gewonnen). Dieser Wert variiert je nach Größe der Turbine und Windgeschwindigkeit, was Windenergie zu einer der effizientesten erneuerbaren Energiequellen macht.

Wasserkraft: Es weist die höchste Energierendite (EROI) im Sektor der erneuerbaren Energien auf. Für jede in den Bau der Infrastruktur und den Betrieb des Kraftwerks investierte Energieeinheit erwirtschaftet Wasserkraft einen Ertrag zwischen 50 und 250 Nutzenergieeinheiten.

Auf der Ebene von Umwandlungseffizienz.Die Umwandlung der potenziellen Energie des Wassers in Elektrizität ist ein sehr effizienter Prozess, der Wirkungsgrade zwischen 90 % und 95 % erreicht. Im Gegensatz zu anderen Technologien zur Erzeugung erneuerbarer Energien zeichnen sich Wasserkraftprojekte durch ihre hohe Speicherkapazität und langfristige Beständigkeit aus.

Abfall

Hier schneiden erneuerbare Energien schlecht ab, mit Ausnahme der Wasserkraft.

Der Solarmodule: Sie haben eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren und bestehen hauptsächlich aus Glas, Aluminium, Silizium und Kupfer. Nach ihrer Nutzungsdauer werden sie durch thermische, mechanische und chemische Verfahren aufbereitet, die bis zu 95 % dieser Materialien für die Kreislaufwirtschaft zurückgewinnen.

Die Entsorgung dieser Photovoltaik-Abfälle orientiert sich an folgenden Kernpunkten:

• Zusammensetzung: Ein Standardpanel besteht zu 75 % aus Glas, zu 10 % aus Kunststoff, zu 8 % aus Aluminium, zu 5 % aus Silizium und zu 1 % aus Kupfer und Edelmetallen wie Silber.
• Recyclingprozess: Der Aluminiumrahmen wird entfernt und die Platte wird entweder zerkleinert oder auf hohe Temperaturen (bis zu 500°C) erhitzt, um das Glas, das Silizium und die wertvollen Metalle abzutrennen und zurückzugewinnen.
• Vorschriften in der Europäischen Union: Das Recycling dieser Module ist obligatorisch, und die Hersteller müssen die Verantwortung für deren Sammlung und Behandlung am Ende ihrer Nutzungsdauer übernehmen.

Bezüglich der Windenergie:85 bis 90 % des Gewichts einer Windkraftanlage (Turmstahl, Kupfer, Fundamente) lassen sich problemlos recyceln. Die größte Herausforderung stellen die Rotorblätter dar, die aus Glasfaser/Kohlenstofffasern und Harzen bestehen. Um ihnen ein zweites Leben zu ermöglichen, kommen Verfahren wie ] zum Einsatz. Pyrolyse, Solvolyse oder die Mitverbrennung in Zementwerken.

Einige Länder, wie beispielsweise Spanien, ein Vorreiter im Bereich erneuerbarer Energien, haben die Kreislaufwirtschaft in diesem Sektor stark gefördert. Das Werk ist in der Region ein Sonderbeispiel. Energy Loop in Navarra (gefördert von Iberdrola) und das Projekt Waste to Fiber (Acciona), entwickelt zum Zerkleinern, Aufbereiten und Zurückgewinnen dieser Verbundwerkstoffe.

Hydraulik

Man könnte argumentieren, dass Wasserkraft keinerlei Abfall erzeugt, wenn man außer Acht lässt, dass der Bau von Staudämmen enorme Mengen Beton erfordert und große Landflächen überflutet werden. Ein Wasserkraftwerk kann jedoch Hunderte von Jahren in Betrieb sein.

Wie der Ingenieur Don Antonio Turiel von der Autonomen Universität Madrid erklärt, sind erneuerbare Energien jedoch dezentralisiert und intermittierend, was ernsthafte Einschränkungen für eine ausschließliche Abhängigkeit von ihnen mit sich bringt; all dies, so Turiel, müsse uns unbedingt dazu veranlassen, alle Arten von Energiesparmaßnahmen in Haushalten, Hotels und Unternehmen und insbesondere Wassersparmaßnahmen umzusetzen, um unseren derzeitigen Lebensstandard aufrechtzuerhalten.

Aus all dem lässt sich schließen, dass Wasserkraft und Kernenergie wahrscheinlich die saubersten und effizientesten Energiequellen sind, gefolgt von Wind- und Solarenergie. Doch zweifellos ist die sauberste Energie der Welt diejenige, die nicht verbraucht oder verschwendet wird.