BDEW

Energie Macht Schule
A B C D E F G H I J K L M N O P R S T Ü V W Z

Batterie(speicher)

NEU!

Die Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergieanlagen schwankt mit der Witterung. Das Stromnetz wird mithilfe von Speichern stabil gehalten. Inzwischen gibt es eine Vielfalt von Batteriespeichersystemen von der kleinen Batterie für die eigene Solaranalage bis hin zum Batteriekraftwerk (im MW-Bereich).

Bio-Erdgas

Aktualisiert!

ist Biogas, das aus biogenen Stoffen erzeugt wird und vor der Einspeisung in das Gasleitungsnetz auf Erdgasqualität aufbereitet wird.

Bio-Erdgas kann in der Wärmeversorgung und der dezentralen Stromerzeugung eingesetzt werden. Auch als Kraftstoff für Erdgasfahrzeuge ist Bio-Erdgas nutzbar ― ob in Reinform oder als Beimischung. Entscheidender Vorteil ist, dass bei seiner Verbrennung nur so viel klimaschädliches Kohlendioxid, kurz CO2 freigesetzt wird, wie die zu seiner Gewinnung genutzte Biomasse vorher der Atmosphäre entzogen hat.

Bio-Erdgas wird aus organischen Lebensmittelresten und Abfallstoffen sowie aus nachwachsenden Energiepflanzen erzeugt. Im Unterschied zur Solar- und Windenergie lässt sich der regenerative Energieträger Bio-Erdgas das ganze Jahr über produzieren und sogar speichern. Der Ertrag eines Fußballfelds voller Energiepflanzen deckt den Jahresbedarf an Strom eines Einfamilienhauses. Die Bundesregierung hat das Ziel, ein Bio-Erdgas-Potenzial von jährlich sechs Milliarden Kubikmeter bis 2020 und zehn Milliarden Kubikmetern Bio-Erdgas bis 2030 zu erschließen und ins deutsche Gasnetz einzuspeisen.

Entwicklung der Einspeisekapazitäten für Bio-Erdgas in Deutschland für den Zeitraum 2006 bis 2016
 

Vertikales Balkendiagramm zur Entwicklung der Einspeisekapazitäten für Bio-Erdgas in Deutschland für den Zeitraum 2006 bis 2016

Biogas

entsteht durch die Vergärung von Biomasse. Allerdings hat Biogas, unter anderem wegen seiner ganz unterschiedlichen Rohstoffquellen, eine stark schwankende Zusammensetzung. Es kann nicht einfach in jeder gängigen Heizung verbrannt oder beliebig mit Erdgas vermischt werden. Eine Aufbereitung in speziellen Anlagen ist nötig, damit das Biogas ein Qualitätsniveau erreicht, das eine Einspeisung ins Erdgasnetz erlaubt. Laut einer Prognose könnten im Jahr 2030 etwa zehn Prozent des deutschen Erdgases durch solches „Bioerdgas“ ersetzt werden.

Biogas im Energiekreislauf und Stoffkreislauf

Schaubild Biogas im Energiekreislauf und Stoffkreislauf

 

Das Funktionsprinzip einer Biogasanlage

Als Inputstoffe zur Gewinnung von Biogas eignen sich nahezu alle organischen Substanzen wie Gülle, Mist, Klärschlamm, Bioabfälle oder gezielt angebaute Energiepflanzen. Diese Inputstoffe werden in beheizte und wärmegedämmte Fermenter aus Stahlbeton gepumpt. Dort gären sie unter Luftabschluss bei Temperaturen zwischen 35 Grad Celsius und 38 Grad Celsius. Bakterien zersetzen die Biomasse und erzeugen ein methanhaltiges Gas. Mit diesem Biogas werden Blockheizkraftwerke betrieben, welche Strom und Wärme erzeugen. Der gewonnene Strom wird in das örtliche Stromnetz, die Reststoffe in einen Speicher, dem Gärrestlager, geleitet. Diese lassen sich zu Kompost und Flüssigdünger verarbeiten.

 

Schaubild Funktionsprinzip einer Biogasanlage

Biomasse

Aktualisiert!

gehört zu den wichtigsten erneuerbaren Energieträgern in Deutschland. Im Jahr 2015 lieferten die rund 14.000 Anlagen gut 38 Milliarden Kilowattstunden Strom. Das entspricht gut 25 Prozent der insgesamt durch erneuerbare Energien produzierten Strommenge beziehungsweise sieben Prozent der Gesamtstromerzeugung in Deutschland. Bei der energetischen Nutzung von Biomasse entsteht nur so viel Kohlendioxid, wie von Pflanzen in ihrer Wachstumsphase aus der Luft aufgenommen wurde. Verschiedenen Studien zufolge könnte in Deutschland die Stromerzeugung aus Biomasse bis 2020 auf jährlich 35 Milliarden Kilowattstunden bis 55 Milliarden Kilowattstunden gesteigert werden, bis 2050 sogar auf bis zu 70 Milliarden Kilowattstunden.

Biomasse besitzt viele Vorteile. Sie ist in flüssiger, gasförmiger und fester Form verfügbar und kann gut gelagert werden. Damit ist sie vielen anderen erneuerbaren Energieträgern überlegen, denn sie steht jederzeit bedarfsgerecht beispielsweise für Biomasse-Heizkraftwerke zur Verfügung. Zur Energiegewinnung aus Biomasse nutzt man Mais und bestimmte Getreidearten, Holz, Ernterückstände und organische Abfälle. Auch Nebenprodukte aus der Nutztierhaltung gehören dazu. Hinzu kommen unter anderem Althölzer, Sägemehl, Papier und Klärschlamm. Die Hälfte des Hausmülls wird ebenfalls zur Biomasse gerechnet.

Die Energiegewinnung aus Biomasse erfolgt meist durch Verbrennung in Feuerungsanlagen. Im Grunde ist die dabei frei werdende Wärme organisch gespeicherte Sonnenenergie. Bei der Energiegewinnung verhält sich der Brennstoff CO2-neutral, denn die Pflanzen geben bei ihrer Verbrennung nur genau die Menge CO2 ab, die sie zuvor bei ihrem natürlichen Wachstum eingelagert haben.

Ob Biogas, Gülle, Stroh, Holz oder biogene Reststoffe im Müll ― Biomasse hat auch mit Blick auf die  energetische Nutzung zahlreiche Vorteile: Sie ist CO2-neutral, immer verfügbar und kann sogar gelagert werden. Man kann sie zur Stromerzeugung einsetzen, Treibstoff daraus herstellen oder damit heizen. Das hat die Biomasse vielen anderen erneuerbaren Energieträgern voraus.

 

Energie aus Biomasse ― Verfahren der Energieumwandlung und Energieeinsatz

Schaubild Energie aus Biomasse - Verfahren der Energieumwandlung und Energieeinsatz

Die energetische Nutzung von Biomasse steht allerdings in Konkurrenz zur Nutzung landwirtschaftlicher Flächen für die Produktion von Nahrungsmitteln. Kritiker befürchten höhere Preise für Lebensmittel sowie die Abholzung von Tropenwäldern, damit Platz für schnell wachsende Pflanzen entsteht, deren Öle in Biomasseanlagen verwendet werden. Insbesondere die Armen der Dritten Welt müssten mit steigenden Lebensmittelpreisen und der Zerstörung ihrer Umwelt für den Energiehunger der Industriestaaten zahlen.
Unkritisch in diesem Zusammenhang ist beispielsweise die energetische Nutzung von Restholz oder Gülle. Die Nutzung von tropischen Pflanzenölen wie Palm- und Sojaöl ist mittlerweile nur noch nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz förderfähig, wenn nachgewiesen wird, dass die Öle durch nachhaltige Verfahren gewonnen wurden. Auch für feste Biomasse hat die Regierung 2010 Nachhaltigkeitsanforderungen in einer Verordnung aufgestellt.

Foto einer Biogasanlage

Quelle: BDEW, Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft

Blackout

NEU!

Ein Blackout ist die längste Art des Stromausfalls. Kürzere Ausfälle werden Netzwischer oder Brownout genannt. Beim Blackout erliegt die Elektrizitätsversorgung einem langfristigen Stromausfall oder Totalausfall, welcher durch einen kompletten Spannungsausfall im Minutenbereich bis in den Bereich einiger Stunden reichen kann. Vergleichweise sehr lange Ausfallzeiten im Bereich von Tagen bis zu einigen Wochen sind mit großräumigen Schäden an der Infrastruktur wie der Leitungen verbunden, beispielsweise als Folge extremer Wetterereignisse im Winter.

Blindleistung

Elektrische Leistung ist definiert als der Quotient aus gelieferter (oder bezogener) elektrischer Energie pro Zeiteinheit. Wirkleistung ist der Anteil elektrischer Leistung, der für die Umwandlung in andere Leistungsformen (z. B. mechanisch, thermisch oder chemisch) verfügbar ist. Blindleistung ist in mit wechsel- bzw. drehstrombetriebenen Elektrizitätsnetzen zusätzlich fließende Energie, die durch induktive oder kapazitive Widerstände für den Aufbau elektromagnetischer Felder benutzt wird. Sie pendelt zeitversetzt zwischen Erzeugern und bestimmten elektrischen Verbrauchern (Spulen, Kondensatoren) ungenutzt und erzeugt weder Arbeit noch Wärme. Scheinleistung ist die Summe aus Wirkleistung und Blindleistung.

Börsen

sind zeitlich und örtlich konzentrierte Handelsplätze unter beaufsichtigter Preisbildung. Ziele sind:

  • eine gesteigerte Markttransparenz,
  • die Steigerung der Effizienz und der Marktliquidität,
  • die Verringerung der Transaktionskosten sowie
  • der Schutz vor Manipulationen. 

Die Börse für Strom und Erdgas ist die European Energy Exchange (EEX).

Brownout

NEU!

Brownout ist eine von drei möglichen Arten des Stromausfalls. Die anderen zwei werden Netzwischer und Blackout genannt.

Beim Brownout geschieht eine kurzzeitige Spannungsabsenkung infolge einer Überlastung durch unvorhergesehene Ereignisse. In der Regel kommt es dabei zu keinen ernstzunehmenden Schäden.

Bundesnetzagentur

Obere deutsche Regulierungsbehörde, mit Verwaltungssitz in Bonn. Der offizielle Name ist Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen. Hauptaufgabe ist die Aufrechterhaltung und die Förderung des Wettbewerbs in sogenannten Netzmärkten. Dabei überwacht sie den diskriminierungsfreien Zugang zu den Energienetzen und kontrolliert indirekt die Höhe der Netzentgelte bei Unternehmen mit mehr als 100.000 Kunden. Für kleinere Unternehmen sind die Landesregulierungsbehörden zuständig, sofern die Aufgaben nicht an die Bundesnetzagentur übertragen wurden.

Die technische Zentrale der Bundesnetzagentur befindet sich in Mainz. Sie untersteht dienstlich und fachlich der Aufsicht des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie, kurz BMWi. Die Bundesnetzagentur hat rund 2.500 Mitarbeiter.