Ein zentrales Thema der Zukunft – und mehr noch, die entscheidende Herausforderung der Gegenwart, für die Zukunft, ist die Energiegewinnung. Was für die westliche Welt selbstverständlich ist, ist für zwei Milliarden Menschen auf der Welt bis heute Zukunftsmusik: Strom und Energie, die jederzeit zur Verfügung steht. Und die Weltbevölkerung wächst stetig weiter, immer mehr Menschen sind auf Stromerzeugung angewiesen. Die Tatsache, dass moderne Geräte wesentlich weniger Energie benötigen, als noch vor einigen Jahren, tritt zwar dem weltweit wachsenden Energieverbrauch entgegen, kann ihn aber nicht auffangen. Trotz aller Sparmaßnahmen ist der Verbrauch insgesamt gestiegen. Ein nicht geringen Anteil an der ganzen Misere hat wohl auch die schnelle Entwicklung und Erweiterung der Internetinfrastruktur.
Diese Entwicklung ist nun auch bei den Kunden angekommen, weshalb in den letzten Jahre ein grüner Wind durch die Hostingunternehmen und Rechenzentren weht. Allerdings stellt sich die Frage: Wo kommt denn der “grüne” und klimaneutrale Strom wirklich her und wie sieht die Energiegewinnung der Zukunft aus?
Energiegewinnung in der klassischen Weise aus Öl, Gas oder Kohle, hat sich als umweltschädlicher Kompromiss herausgestellt. Ausreichend Strom für die wachsende Weltbevölkerung, mit ebenso wachsenden Ansprüchen, ist so in der Zukunft nicht zu produzieren. Energiegewinnung aus den begrenzten Ressourcen Öl, Gas und Kohle, tragen entscheidend zum CO2-Anstieg in unserer Atmosphäre bei. Dies gilt besonders für Kohlekraftwerke, die den höchsten CO2-Anteil ausstoßen. Damit wird die uns alle schützende Ozonschicht massiv geschädigt, das Klima mit den jetzt schon sicht- und spürbaren Folgen verändert. Sämtliche frühe Prognosen hinsichtlich der klimatischen Auswirkungen, wurden längst als zu optimistisch widerlegt. Nur ein Umdenken und neue umweltschonende Technologien können aus dem Dilemma führen, das schon jetzt Millionen Menschen in Katastrophen wie Dürre oder Überschwemmungen führt.
Die Energiegewinnung der Zukunft muss dies so weit wie möglich, und so schnell wie möglich, ausschließen und klimaneutral arbeiten.
Hinzu kommt die Tatsache, dass fossile Rohstoffe, aus denen heute Energie gewonnen wird, in wenigen Jahren nicht mehr zur Verfügung stehen. Das Ende der Energiegewinnung aus fossilen Rohstoffen ist greifbar nah. Experten rechnen mit den Nutzungsmöglichkeiten bis höchstens 2030. Damit nicht eines Tages die Lichter gänzlich verlöschen, wird weltweit an Alternativen zur Energiegewinnung gearbeitet. Um unsere Umwelt zu schonen und die Zerstörung von Lebensformen nicht noch weiter zu beeinträchtigen, ist der Einsatz von alternativen Techniken zur Stromgewinnung unumgänglich.
Energie aus Atomkraft würde vermutlich noch länger zur Verfügung stehen, ist aber wie aus der Vergangenheit leidvoll bekannt, extrem störanfällig und damit im höchsten Maße eine Bedrohung für das Leben und die Gesundheit. Die Entsorgung der Abfallprodukte ist ein weiteres ungelöstes Problem. Kontaminiertes Kühlwasser bedroht Flüsse, Meere und Grundwasser, unzureichend gesichertes Strahlenmaterial lagert unterirdisch als ständige Bedrohung für unsere Nachkommen. Bis heute gibt es keine endgültige Lösung für die Entsorgung der radioaktiven Stoffe, aus den vierhundert Atomkraftwerken, die weltweit arbeiten. Schon jetzt bedeutet diese Situation auf tausende Jahre hinaus, eine nie gekannte Bedrohung allen Lebens.
Die Notwendigkeit neuer Technologien steht außer Frage und aus diesem Grunde ist es nicht verwunderlich, wenn die Branche sich mehr in eine grüne Richtung entwickelt. Dies ist sogar wünschenswert, wurde die IT doch schon immer als umweltschädlich und resourcenfressend verschriehen. Darauf, wie schnell neue Technoloigen umgesetzt werden können, kann der Verbraucher aktiv Einfluss nehmen, indem er sich für echte Ökostromtarife aus klimaneutralen und regenerativen Energieanlagen entscheidet.
Sinnvolle Projekte, die punktuell dort Energie liefern, wo sie gebraucht wird, verhindern zudem die weitere Zerstörung wichtiger ökologischer Gebiete. Großkraftwerke produzieren Strom auch für weit entfernt liegende Bedarfsgegenden. Um diesen Strom zum Verbraucher bringen zu können, werden riesige Landstriche verändert, um Versorgungsleitungen zu legen. Zuwegungen müssen geschaffen werden, um bei Störungen schnell Abhilfe schaffen zu können.
Klimaneutrale Stromerzeugungsmöglichkeiten
Regenerative Energie. Das ist das ein Schlüsselwort der Zukunft. Und zwar für eine Zukunft mit unerschöpflichen Rohstoffen. Nicht nur in der IT. Das andere Schlüsselwort ist Klimaneutralität. Energieerzeugung mit Mitteln, die das Klima nicht verändern. Technologie, die diese beiden Voraussetzungen erfüllt, verspricht Wärme, Strom und Sicherheit für alle Menschen und für viele Generationen. Möglichkeiten, dieses Ziel zu erreichen, gibt es bereits heute. Viele Hoster werben heute schon mit ihrer angeblichen “Klimaneutralität”. Doch sind diese Angebote meist nicht komplett durchdacht und vollumfänglich.
Um die Erforschung der Möglichkeiten, auch für die IT-Branche, voranzutreiben sind kleinere und größere Projekte entstanden und werden erfolgreich erprobt und angewendet. Und das wird vermutlich auch im großen Stil der Trend in die Zukunft sein: Energiegewinnung vor Ort in direkter Nähe des Verbrauchers und abhängig vom Standort und von den Anforderungen. In unterschiedlichen Gebieten der Erde wird die Stromerzeugung durch unterschiedliche Techniken umgesetzt werden. Wo zum Beispiel die Arbeit von Sonnenkollektoren keine ausreichende Energie liefert, macht der Einsatz von Wasser- oder Windkraft mehr Sinn. Wieder anderswo lässt sich die Aufgabe mit Erdwärme oder Biogas lösen. Problemlos lassen sich auch verschiedenen Techniken nebeneinander betreiben, so dass sie sich gegenseitig ergänzen.
Energie aus Sonnenkraft
Photovoltaik-Anlagen fangen Sonnenstrahlen auf und wandeln sie direkt in nutzbaren Ökostrom um. In Europa wird Photovoltaik hauptsächlich zur kostengünstigen Betreibung von Heizungsanlagen eingesetzt. Dabei konnt die im Sommer gespeicherte und nicht genutzte Energie im Winter zum Einsatz. Die Installation rentiert sich um so mehr, je länger die Sonnenscheindauer im Einsatzgebiet ist. In der BRD haben sich bereits fünf Millionen Haushalte für die Nutzung von Sonnenkollektoren entschieden. Neubauten werden bei der Anschaffung ebenso von staatlicher Seite finanziell gefördert, wie der nachträgliche Einbau in ältere Häuser. Vierzig Millionen Haushalte nutzen weltweit die Sonnenenergie.
Ein weiterer Vorteil ist die Installation der Anlagen direkt dort, wo Energie gebraucht wird. In trockenen Gebieten der Erde werden kleinere Anlagen zur Energiegewinnung vor Ort genutzt. Gekoppelt mit einem Pumpensystem steht wasserarmen Gegenden damit die Möglichkeit zur Verfügung, das dringend benötigte Trinkwasser von weit her in die Dörfer leiten. Auch Felder werden schon heute erfolgreich auf diese Weise bewässert. Ihr Einsatz unterstützt damit erfolgreich bessere Lebensbedingungen in wasserarmen Ländern. Das kostspielige Verlegen von kilometerlangen Leitungsnetzen kann bei vielen Projekten entfallen.
Wissenschaftler arbeiten intensiv daran, das hohe Energiepotenzial, das sich in Nordafrika, durch die Anzahl der intensiven Sonnenstrahlung kostenlos anbietet, mit modernster Technik bis nach Europa zu leiten, ohne dabei die Natur zu zerstören.
Thermische Solaranlagen
Sie bestehen aus Kollektoren und Speichern und ermöglichen die direkte Nutzung der Sonnenwärme. Von Flüssigkeit absorbierte Wärme wird in Leitungssystemen gebündelt und gespeichert. Die Anlagen gibt es in verschiedenen Größenordnungen, sodass sie je nach Leistungsfähigkeit im Niedrigtemperaturbereich für Haushalts- und Bürokleingeräte eingesetzt werden können. Mittlere thermische Solaranlagen arbeiten im 100 Grad Celsiusbereich und werden von der Industrie eingesetzt. Daneben finden sich thermische Solarkraftwerke, die im großen Stil Strom erzeugen, speichern und weiterleiten. Sie arbeiten in einem Temperaturbereich von 360 bis mehr als 1000 Grad Celsius. Aufgrund ihres hohen Speicherbedarfs und den damit verbundenen hohen Kosten wird in diesem Bereich nach günstigen Lösungsmodellen geforscht.
Organische Solarzelle
Sie sind eine Neuentwicklung und werden aus Kohlenwasserstoffverbindungen hergestellt. Ab 2015 gehen die ersten organischen Solarzellen in die Serienproduktion. Nach Möglichkeit sollen sie die herkömmlichen Siliziumzellen schrittweise ablösen, da ihre Herstellung kostengünstiger ist und sie eine wesentliche höhere Langlebigkeit aufweisen.
Energie aus Windkraft
Die Nutzung der Windkraft ist keine Erfindung der Neuzeit. Schon früher wurden beispielsweise Mühlen mit Windkraft betrieben. Segelschiffe nutzen sie heute natürlich noch immer zur Fortbewegung. Die Nutzung zur Stromerzeugung dagegen ist noch nicht so alt.
Abhängig von Temperaturen und ihrer Wechselwirkungen, finden sich Gebiete auf der Erde, die mehr oder weniger starke Windaktivitäten aufweisen. Der Einsatz von Windkraft rentiert sich also vor allen Dingen in Küstennähe, da dort das für den Wind verantwortliche Temperaturspiel der verschiedenen Luftmassen am effektivsten zu nutzen ist. Grundsätzlich aber ist sie auf dem Land genauso gut einsetzbar, wenn auch immer mit dem Rückhalt einer zusätzlichen Technik, die in windarmen Zeiten bei Bedarf hinzugeschaltet wird. Die modernen Windkraftanlagen gehören mit zu den preisgünstigsten Möglichkeiten der Energiegewinnung, die zudem klimaneutral und umweltfreundlich arbeiten. Einer Studie aus der Stadt Leipzig hat gezeigt, das in das bestehende Stromnetz eingespeiste Energie aus Windkraftanlagen, zu deutlichen Preissenkungen auf dem Stromsektor führt. Dies resultiert aus der wirtschaftlichen Arbeitsweise der Windkraftwerke, die im Gegensatz zur herkömmlichen Stromerzeugung durch Kohle, Gas oder Öl wesentlich rentabler ist. Der Ankauf, Abbau oder die Förderung und Aufbereitung von Grundmaterial fällt als Kostenfaktor komplett aus. Deutschland verfügt z. Z. mit seinen Windkraftanlagen über die Möglichkeit, ein Viertel der Gesamtbevölkerung mit Energie zu versorgen. In zehn Jahren soll mit Hilfe der Windkraft ein Zwölftel der Weltbevölkerung ihren Strom über diese Technologie erhalten.
Energie aus Wasserkraft
Wasserkraft wird seit langer Zeit genutzt. Mühlen wurden z. B. an Flüssen und Bächen gebaut, um die Kraft des vorbeifließenden Wassers zum Antrieb der Mühlsteine zu nutzen. Auf dem gleichen Effekt bauen moderne Wasserkraftwerke auf. Nur treiben sie keine Mühlsteine mehr an, sondern liefern Energie zur Stromerzeugung. In Deutschland ist die Ausnutzung der Wasserkraft, die am zweithäufigsten genutzte, sich kostenlos regenerierende Energie. Weltweit liegt der Anteil der Stromerzeugung aus Wasserkraft bereits bei sechzehn Prozent.
Gezeitenströmungskraftwerke arbeiten ähnlich wie Windkraftwerke. Der Unterschied liegt in der genutzten klimaneutralen Ressource Wasser. Einen wichtigen Pluspunkt hat das Wasserkraftwerk zu verzeichnen. Da es die konstanten Gezeiten der Meeresbewegungen nutzt, ist diese Technik unabhängig von Witterungsbedingungen. Da sie in Küstennähe unter Wasser installiert werden, sind sie auch vor Schäden durch Sturmfluten weitgehend geschützt. Allerdings brauchen sie bestimmte Voraussetzungen, um ertragreich arbeiten zu können. Beim derzeitigen Entwicklungsstand der Anlagen kommen etwa 100 Standorte weltweit zur Nutzung in Frage.
Gearbeitet und geforscht wird zur Zeit auch an Kraftwerken, die im offenen Meer schwimmen, und somit unabhängig sind von Erdbewegungen, die sich in einigen Gebieten der Erde vermehrt ereignen. Auch hier wird wieder die Strömung und die Eigenbewegung des Wassers genutzt.
Energie aus Biogas
Biogas besteht zum größten Teil aus Methan und Kohlendioxid, wobei das Methan für die Energiegewinnung den wichtigsten Anteil hat. Es entsteht durch die Zersetzung organischer Materialien. Der Zersetzungsprozess verläuft ohne Sauerstoffbeteiligung, sodass das Material in Gärung übergeht. Bei dieser Gärung entstehen die Biogase. Geeignetes Grundmaterial sind u.a. biologische Abfälle wie Nahrungsmittelreste, Holz, Restmüll, Mist aus Ställen oder auch Gülle. Zum Teil werden für die Gewinnung von Biogas spezielle Pflanzen angebaut.
In der Hauptsache wird Biogas z.Z. noch als Kraftstoff benutzt. In Blockheizkraftwerken werden Biogas-Brennstoffzellen auch zur Stromerzeugung für die Bereitstellung von Grundnutzlasten im Stromnetz eingesetzt. Die Rentabilität liegt im Augenblick im mittleren Bereich der verschiedenen Alternativen der Energieerzeugung. Unterschieden wird flüssige, feste und gasförmige Biomasse, mit verschieden hoher Effizienz. Die klimaneutrale Energiegewinnung mit Biogas befindet sich teilweise bereits im Einsatz, birgt aber durch Weiterentwicklung ein hohes Potenzial für die Zukunft, wobei das Schwergewicht nicht auf Biogas als Antrieb für Fahrzeuge liegen soll. Die Entwicklung für den Einsatz zur Stromgewinnung im klimaneutralen Bereich wird z. Z. intensiv erforscht.
Geothermie – Nutzung der Erdwärme
Vornehmlich zur Einspeisung in Heizungsanlagen, wird Geothermie bereits erfolgreich genutzt. Die Erdwärme kann jedoch mehr. Nach Vorausberechnungen ist es möglich, die Weltbevölkerung für die nächsten hunderttausend Jahre mit Energie versorgen. Die technologische Entwicklung der klimaneutralen Nutzung unseres kostenlosen Wärmelieferanten Erde, ist in Deutschland noch unterrepräsentiert, erlebt aber in jüngster Zeit wachsendes, reges Interesse. Seit dem Jahr 2004 wurden in mehreren Städten Deutschlands, geothermische Kraftwerke gebaut und in Betrieb genommen. Weitere Anlagen sind in der Planungsphase. In jüngster Zeit haben die Probebohrungen für Erdwärme neue Erkenntnisse geliefert, die der Geothermie eine große Zukunft verspricht.
Erdwärme findet sich in allen Erdschichten. Die Temperaturen im Erdinneren nehmen mit der Tiefe zu. In einigen Gebieten stößt man schnell auf sehr hohe Temperaturen, in anderen Gegenden, sind tiefere Bohrungen erforderlich. Bohrungen unter vier- bis fünftausend Meter werden z.Z. aus seismografischen Gründen nur verhalten durchgeführt, um mögliche Erderschütterungen zu vermeiden.
Doch auch zur Stromerzeugung macht man sich die gespeicherte Erdwärme, die sich in der Erdkruste befindet zunutze. Je nach Region kann die Wärme aus unterirdischen heißen Quellen gezapft werden, oder durch das Einbringen von Flüssigkeiten in heiße Erdschichten gewonnen werden. Dazu werden Sonden ins Erdreich eingelassen. In den Sonden befindet sich Flüssigkeit, die die Erdwärme aufnimmt und hält. Mit Unterstützung einer Pumpe wird die erwärmte Flüssigkeit an die Oberfläche gepumpt. Die daraus zu gewinnende Energie kann vielfältig genutzt werden.
Geothermie ist eine interessante Möglichkeit für Hoster, um klimaverträglich und kostengünstig die Klimaanlagen zu betreiben (Absorptionskältemaschine) und gleichzeitig eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten. Im Privatbereich sind Erdwärmehäuser auch Energiesparhäuser und gehören deshalb sogar zu den staatlich geförderten Baumaßnahmen. In Deutschland sind bereits über 130.000 Häuser mit Geothermie ausgestattet und der Trend zeigt steil nach oben. Übrigens ist auch die Geothermie keine ganz neue Erfindung. Schon 1913 wurde in Oklahoma das erste Mal mit ihr Strom erzeugt. Das erste große Rechenzentren, dass mit Geothermie betrieben wird fehlt allerdings noch.
Die Zukunft braucht mehr Strom
Bei konsequenter Weiterentwicklung und dem Einsatz der bereits vorhandenen Möglichkeiten zur klimaneutralen Energiegewinnung, wäre es möglich, bis Mitte des Jahrtausends die Hälfte des weltweit benötigten Stroms durch regenerative Energien zu ersetzen. Und das mit erheblichen positiven Auswirkungen auf die bereits eingeleiteten Klimaveränderungen. Dieser Weg wird schon deshalb unumgänglich sein, da bereits in den kommenden Jahren die Ressourcen von Kohle, Öl und Gas drastisch abnehmen werden. Die Preise werden in die Höhe schnellen und für einen Großteil der Menschheit nicht mehr erschwinglich sein.
Für die vollständige Versorgung der Internetinfrastruktur wird allerdings noch einige Forschungsarbeit zu leisten sein. So stehen vor allem derzeit noch nicht genug Speichersysteme bereit um die tagsüber anfallenden Lastspitzen in der Solarstromgewinnung auch für ein rund um die Uhr laufendes Rechenzentrum zu nutzen. Dies ist der Grund warum vermutlich die meisten Hoster derzeit auf eine Versorgung durch Wasserkraft umgestiegen sind.
Die klimaneutrale Stromgewinnung ist aber grundsätzlich einsatzbereit. Wenn auch längst noch nicht auf allen Gebieten die Effizienz ausgereizt ist. Die Energiegewinnung aus Biomasse ist dabei die jüngste Entwicklung und hat im Augenblick den geringsten Anteil am Markt. Wasserkraftwerke haben sich seit vielen Jahren bewährt und bieten für die Zukunft weitere vielversprechende Innovationsmöglichkeiten. Gleiches gilt für die Windkraft und die Geothermie.
Technische Entwicklungen werden schon in wenigen Jahren, durch klimaneutrale Energiegewinnung dafür gesorgt haben, dass die Preise für Strom weltweit sinken. Alle regenerativen Energien haben zum Ziel, den CO2-Ausstoß zu verringern, die Weltbevölkerung deckend mit ausreichend Energie zum günstigsten Preis, zu versorgen. Und das immer mit dem Hintergrund, die Erde nicht auszubeuten, sondern zu schonen.
Bilder von:
© Nöhren / PIXELIO und © WernerB / PIXELIO
3 Antworten to “Green IT – Und wo kommt der Ökostrom dann wirklich her?”
25. Juni 2009
Öko Hosting und Green IT in Deutschland – Erneuerbare Energie überall? | ServerManiac.de[…] dem die grüne IT ja das Trendthema des letzten Jahres war und sogar die Cebit ein kleines Eck für spezielle […]
4. Januar 2010
WernerBHallo Oliver!
Kein Kommentar zu deinem Artikel, aber ein großes “DANKE” für die Einhaltung der (Pixelio-)Copyright-Hinweise zu meinem Bild.
Viele Grüße
Werner B.
27. Januar 2010
WebspaceWir haben seit einiger zeit Strom von Lichtblick und trotz der hohen Abnahme gab es niemals Probleme. Es geht also und es geht ausserdem noch sehr bequem und mit weitaus mehr Service und Hilfe als bei den großen Stromkonzernen.
Gruß u.