Heutzutage steht unser Planet vor einem großen Problem: dem Ressourcenmangel. Die Reserven an Kohle und Erdöl reichen nicht ewig, daher soll man über andere Energiequellen nachdenken, nämlich alternative Energiequellen. Warum sind alternative Energiequellen wichtig? Alternative Energiequellen bieten eine vielversprechende Lösung, da sie im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen keinen endlichen, sondern einen sich stets erneuernden Vorrat haben. Sie sind nicht nur umweltfreundlicher, sondern könnten in Zukunft für die Menschheit auch günstiger als herkömmliche Energiequellen werden.
Es gibt folgende Arten alternativer Energien: Sonnen-, Wasser- und Windenergien, die jeweils die Kraft der Sonne, des Wassers und des Windes nutzen. Gezeitenenergie wandelt die Energie der Gezeiten und Meeresströmungen in Strom um. Geothermie nutzt die Erdwärme zur Gewinnung von Wärmeenergie. Biomasse und Biogas liefern die Energie, die aus organischen Abfällen erzeugt wird. In diesem Artikel werden zwei Arten der alternativen Energiequellen beschrieben.
Die Energie, die aus Biomasse erzeugt wird, bietet zahlreiche Vorteile. Sie liefert auf umweltfreundliche Weise Strom, Wärme und Kraftstoffe. Biomasse lässt sich grundsätzlich in drei Kategorien einteilen: feste, flüssige und gasförmige Biomasse.
Feste Biomasse, wie Holz oder Stroh, wird durch Verbrennung zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Flüssige Biomasse umfasst vor allem Pflanzenöle, etwa aus Raps, Palmöl oder Sonnenblumenöl. Sie wird im Straßenverkehr als Kraftstoffzusatz eingesetzt und dient auch in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zur Energieerzeugung. Gasförmige Biomasse – Biogas – entsteht durch die Vergärung von Bioabfällen, Nutzpflanzen wie Mais sowie pflanzlichen und tierischen Reststoffen.
Wie werden Biogas und Biomethan erzeugt?
Die Vergärung erfolgt in Spezialbehältern, die Fermenter genannt werden und die weder Sauerstoff noch Licht ausgesetzt sind. In einem mehrstufigen Prozess spalten Mikroorganismen die Substanzen auf, wodurch Biogas entsteht. Dieses kann direkt in Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt oder zu Biomethan aufbereitet werden. Bei der Aufbereitung wird das Biogas getrocknet, entschwefelt und es werden Kohlendioxide aus ihm entfernt. Biomethan besitzt die gleichen Eigenschaften wie Erdgas und ist in der Anwendung effizient und nahezu klimaneutral, da das freigesetzte CO₂ zuvor von den Pflanzen aus der Atmosphäre aufgenommen wurde.
In welchem Umfang werden Biomasse und Biogas in Deutschland und Kasachstan genutzt?
In Deutschland spielt Biomasse eine wichtige Rolle in der erneuerbaren Energieerzeugung, insbesondere zur Bereitstellung von Strom und Wärme. Im Jahr 2023 wurden aus Biomasse und biogenen Abfällen etwa 49 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt. Kasachstan nutzt Biomasse bisher nur eingeschränkt, aber es gibt zunehmend Projekte zur Erschließung dieser Ressourcen.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Biogasenergie eine gute und umweltfreundliche Alternative zur klassischen fossilen Brennstoffenergie ist.
Alternative Energiequellen wie Sonne, Wind, Gezeiten, Erdwärme und Wasserkraft geben uns Hoffnung auf eine nachhaltigere Zukunft. Doch keine dieser Quellen kann unseren Energieverbrauch allein komplett abdecken. Man sucht nach anderen umweltfreundlichen Alternativen von Energiequellen. Und dann steht man vor der Frage, warum den Abfall, den wir täglich machen, nicht als Energiequelle zu nutzen?
Wie funktioniert also eine Müllverbrennungsanlage?
In einer Müllverbrennungsanlage wird der Restmüll, der nicht recycelt werden kann, verbrannt, um daraus Energie zu gewinnen. Der Müll wird zunächst in großen Bunkern gesammelt und dann in speziellen Brennkammern bei sehr hohen Temperaturen verbrannt. Bei diesem Prozess entsteht Wärme, die zur Erzeugung vom Dampf genutzt wird. Der Dampf treibt Turbinen an, die Strom erzeugen. Gleichzeitig kann die Wärme zur Fernwärmeversorgung genutzt werden und so werden Haushalte mit Heizenergie versorgt. Die Abgase, die bei der Verbrennung entstehen, werden durch mehrstufige Filter geleitet, die die Schadstoffe und Partikel entfernen, bevor die gereinigten Abgase in die Atmosphäre entweichen. Die Rückstände wie Schlacke und Asche werden sicher entsorgt.
Und welche Vorteile hat solche Gewinnung der Energie?
Der Restmüll, der nicht recycelt werden kann und den wir wegwerfen, könnte ein Teil eines nachhaltigen Energiekreislaufs sein. Millionen Tonnen von Abfällen, die sonst auf Mülldeponien verrotten und klimaschädliches Methan freisetzen, können uns stattdessen mit sauberer, zuverlässiger Energie versorgen.
In Deutschland und Österreich wird das bereits Realität. Zum Beispiel, die Müllverbrennungsanlage in Wien wandelt jährlich rund 250.000 Tonnen vom Restmüll in Energie um und erzeugt dabei Wärme, die tausende Haushalte versorgt.
Thermische Abfallverwertungsanlagen tragen zur Senkung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen bei, indem sie Abfälle als Ressource nutzen. Das nächste Beispiel ist Hannover-Lahe, wo die Anlage jährlich bis zu 300.000 Megawattstunden Wärme produziert, die in das Fernwärmenetz eingespeist wird.
Müllverwertungsanlagen sind mit fortschrittlichen Filtertechnologien ausgestattet, die Schadstoffe aus den Abgasen entfernen. Die Anlage in Wien unterschreitet die gesetzlichen Emissionsgrenzwerte im Jahresschnitt um 90% – und das ist ein Beweis dafür, dass Müllverwertung umweltverträglich sein kann.
Es existieren auch bestimmte Schwierigkeiten mit dem Bau solcher Müllverwertungsanlagen. Kritiker argumentieren, dass die Anlagen für Verbrennung des Restmülls teuer sind und die Müllverbrennung zu CO₂-Emissionen führt.
Aber man sollte auch die klaren Vorteile sehen. Während Deponien Methan freisetzen, ein Gas, das 25-mal klimaschädlicher als CO₂ ist, wird durch die kontrollierte Verbrennung in den Anlagen und die eingesetzten Filter die Umweltbelastung minimiert, und die CO₂-Emissionen werden durch die Nutzung des Abfalls als Energiequelle ausgeglichen.
Die thermische Abfallwirtschaft bietet eine Lösung, die nicht nur die Umweltbelastung minimiert, sondern auch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen senkt. Darüber hinaus schaffen diese Anlagen eine wetterunabhängige Energiequelle und sind damit eine nachhaltige Option für die Energiezukunft.
Und welche Bedeutung könnte eine Anlage für Verbrennung des Mülls in Kasachstan haben? In großen Städten, wie Almaty, entstehen täglich riesige Abfallmengen, die auf Mülldeponien landen. Die Einführung einer thermischen Abfallverwertung kann nicht nur das Müllproblem verringern, sondern auch einen nachhaltigen Beitrag zur Energieversorgung leisten. Der Abfall würde von einem Problem in eine Ressource verwandelt.
Alternative Energiequellen wie Wind, Sonne, Wasser und andere erneuerbare Energiequellen werden in Zukunft ein guter Ersatz für fossile Brennstoffe sein. Sie bieten nicht nur eine nachhaltige Möglichkeit zur Strom- und Wärmegewinnung, sondern tragen auch zur Reduzierung von Abfällen und Treibhausgasemissionen bei. Besonders in größeren Städten, in denen die Abfallmengen stetig wachsen, könnten fortschrittliche Müllverbrennungsanlagen eine umweltfreundliche und effiziente Lösung darstellen. Letztlich zeigen diese Technologien, dass die Nutzung von Biomasse und Abfällen als wertvolle Ressource sowohl ökologisch als auch ökonomisch sinnvoll ist und einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigeren Energiezukunft leisten kann.
Den Artikel haben die Schülerinnen der Nazarbayev Intellectual School of Chemistry and Biology in Almaty mit Unterstützung der Deutschlehrerin Jamilya Tokhtarova vorbereitet.
Autoren: Inkar Khaltayeva, Dana Nurtay, Yelizaveta Partolina (Vorspann und Schluss), Yeldana Nurzhankyzy und Romina Tyan (Haupttext)
