Behörde für Umwelt und Energie

Verstehen Glossar Energiewende

Glossar Energiewende

Biomasse
Sammelbezeichnung für energiehaltiges Pflanzenmaterial oder andere natürliche organische Reststoffe. Die in diesen gespeicherte Energie entstand letztlich durch das Wachstum der Pflanzen mit Hilfe der Sonne, die dafür CO2 aus der Atmosphäre aufnahmen. Wird Biomasse verbrannt, wird auch nur dieses CO2 wieder frei, weshalb die Klima-Bilanz sehr viel besser ist als bei Öl und Kohle. Es gibt viele Arten von Biomasse: Holz, landwirtschaftliche Reststoffe wie Stroh und selbst Bioabfall werden in Kraftwerken verfeuert. Aus Energiepflanzen wie Mais oder Zuckerrohr können zur Herstellung von Biokraftstoffen für Autos verwendet werden.

Blockheizkraftwerk
Kurz BHKW. Ein meistens relativ kleines Kraftwerk, das gleichzeitig Strom und Heizwärme liefert und deshalb sehr effizient und umweltschonend arbeitet. BHKW bestehen aus einem Verbrennungsmotor oder einer Turbine, die einen Generator zur Stromerzeugung antreiben. Die Abwärme wird zugleich zur Heizung von Gebäuden oder Warmwasseraufbereitung genutzt. BHKW können einzelne Gebäude oder ganze Straßenzüge und Siedlungen versorgen. Als Brennstoff dient heutzutage meist das relativ CO2-arme Erdgas oder Biogas.

Fernwärme
Ein großes und weitverzweigtes Leitungsnetz, das die Wärme großer Kraftwerke innerhalb einer Region oder Stadt verteilt, um damit gleichzeitig viele Gebäude zu heizen. Das System ist in Deutschland schon seit mehr als 100 Jahren im Einsatz. Die Energie der Kraftwerke kommt dabei als Heißwasser oder Dampf durch meist unterirdisch verlegte Rohre zu den Verbrauchern. Der Vorteil des Systems ist seine Effizienz: Die in Kraftwerken bei der Verbrennung von Energieträgern zur Stromproduktion anfallende Abwärme wird genutzt, statt sie verpuffen zu lassen. Zugleich können angeschlossene Häuser auf Heizkessel verzichten.

GuD-Kraftwerk
GuD steht für Gas- und Dampf. Ein GuD-Kraftwerk ist eine moderne und sehr energieeffiziente Anlage, in der hintereinandergeschaltete Gas- und Dampfturbinen zur Stromerzeugung genutzt werden. In neuen GuD-Kraftwerken wird bevorzugt das relativ klimafreundliche Erdgas verbrannt, um eine oder mehrere Turbinen anzutreiben. Das Prinzip ist dasselbe wie bei einem Flugzeugtriebwerk. Die sehr heißen Turbinenabgase werden aber nicht einfach in die Atomsphäre geblasen, sondern zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt, der zusätzliche Turbinen zur Stromerzeugung bewegt. Heißwasser und Dampf können außerdem zur Fernwärmeversorgung abgezweigt werden, was GuD-Kraftwerke insgesamt noch effizienter macht.

Kraft-Wärme-Kopplung
Oder kurz KWK ist eine Bezeichnung für ein effizienzsteigerndes Konstruktionsprinzip von Kraftwerken. Derartige Anlagen erzeugen gleichzeitig Strom und Wärme, was die Energieausbeute im Vergleich zur getrennten Produktion beider Energiearten in zwei Kraftwerken deutlich erhöht. Das entlastet das Klima und hat erhebliche finanzielle Vorteile. Kraft-Wärme-Kopplung wird in großen Kraftwerken ebenso eingesetzt wie in kleinen lokalen Blockheizkraftwerken. Während deren Turbinen oder Motoren Strom erzeugen, dient die Abwärme dieser Maschine zum Beheizen von Gebäuden oder zur Warmwasseraufbereitung.

Nahwärme
Der kleine Bruder der Fernwärme. Die in Kraftwerken anfallende Abwärme wird in der unmittelbaren Umgebung zur Beheizung von Gebäuden oder zur Warmwasseraufbereitung benutzt, womit sich der Wirkungsgrad deutlich steigern und die eingesetzte Energie effizienter ausnutzen lässt. Der Unterschied zur Fernwärme besteht technisch gesehen nur in den deutlich überschaubareren Dimensionen: Als Quellkraftwerke dienen meist relativ kleine dezentrale Blockheizkraftwerke, zunehmend auch größere Solarthermie-Anlagen. Ein Nahwärmenetz versorgt typischerweise einzelne Siedlungen, Straßen oder Gewerbegebiete.

Photovoltaik
Die zweite Möglichkeit, mit der Sonne Energie zu erzeugen. Photovoltaik-Anlagen produzieren aus Sonnenlicht elektrischen Strom. Die Technik ist komplizierter als bei Solarthermie-Anlagen, die Sonnenwärme nutzen: Photovoltaikanlagen bestehen aus zahlreichen einzelnen Solarzellen, in denen dünne Schichten aus Hightechmaterialien - heute sind das meist Silizium-Halbleiter - unter Lichteinwirkung elektrische Energie erzeugen. Sie kann ins Netz eingespeist oder in Akkus gespeichert werden kann. Die Technologie ist bereits seit den 1950er Jahren im Einsatz und wurde anfangs etwa in der Raumfahrt genutzt. Anfangs waren Photovoltaik-Anlagen nicht sehr leistungsfähig, aber über die Jahre wurden sie immer besser.

Power to Gas
Ein neuartiger Ansatz, bei dem das Gasnetz als Speicher für Strom aus Erneuerbaren Energien dient. Überschüssiger Strom etwa aus Windparks oder Solaranlagen wird in Zeiten hoher Produktion aus dem Netz abgezweigt, um in großem Maßstab brennbaren Wasserstoff oder synthetisches Erdgas zu erzeugen. Anders als Strom lässt sich dieses in Speichern lagern und kann auch zeitversetzt als Energiequelle genutzt werden. Im Grundverfahren wird durch Eletrolyse aus Wasser Wasserstoff erzeugt. Aus diesem und dem Treibhausgas CO2 kann in einem weiteren Schritt künstliches Methan hergestellt werden - nichts anderes als Erdgas. Dieses kann Kraftwerke antreiben oder ins öffentliche Gasnetz eingespeist werden.

Repowering
Fachausdruck für die Modernisierung bestehender Kraftwerke, der in der Praxis allerdings vor allem im Zusammenhang mit der Erneuerung von Windkraftanlagen verwendet wird. Durch den nachträglichen Aufbau aktuellerer Modelle mit größeren Rotoren und anderen technischen Neuerungen lässt sich die Ausbeute eines Windparks erhöhen, ohne dafür neue Anlagen planen und bauen zu müssen. Möglich wird das durch den rasanten Fortschritt, den es in den vergangenen Jahren bei Windrädern gegeben hat. Deren durchschnittliche Nennleistung hat sich vervielfacht. Repowering gilt auch deshalb als attraktiv, weil Bürger nicht durch immer größere Windparks gestört werden und sich die Umweltbeeinträchtigungen reduzieren lassen.

Smart Grids
Englischer Ausdruck; bedeutet intelligentes Netz. Gemeint ist, dass der Energiefluss im Stromnetz zwischen Kraftwerken, Übertragungsstationen, Speichern und Verbrauchern durch Computer und moderne Kommunikationstechnologien je nach aktuellem Bedarf effizient gesteuert wird. Ein Netzmanagement gibt es zwar auch heute schon, aber künftig wird diese Aufgabe anspruchsvoller, etwa weil das zunehmende Wind- und Solarstromangebot schwankt oder weil es immer mehr kleinere Blockheizkraftwerke gibt, die aufeinander abgestimmt werden müssen. Der Einsatz von "intelligenter" Technik soll dabei helfen und zugleich neue Wege zum Energiesparen eröffnen, etwa durch Verbrauchsoptimierung auf Empfängerseite.

Solarthermie
Eine von zwei Varianten, die natürliche Sonneneinstrahlung direkt zur Energiegewinnung zu nutzen. In einer Solarthermie-Anlage wird Wasser oder eine andere Übertragungsflüssigkeit in speziell konstruierten Kollektoren durch die Sonne stark aufgeheizt. Diese Energie kann dann über einen Wärmetauscher weiter an das Heizungs- oder Warmwassersystem eines Hauses geleitet werden oder in einem Wärmespeicher zwischengespeichert werden. Bei guter Dämmung und einem geeigneten Standort lassen sich so selbst in mittleren Breiten ganze Häuser heizen. Solarthermieanlagen können auf Dächer oder an Fassaden errichtet werden.

Tiefen-Geothermie
Basiert auf der Nutzung der natürlichen Erdwärme in Tiefen ab etwa 400 Metern. Die Erdkruste wird mit zunehmender Tiefe immer wärmer, was sich bei geeigneten örtlichen Bedingungen zum Heizen von Gebäuden oder sogar zur Stromerzeugung ausnutzen lässt. Durch Tiefenbohrungen werden mehrere hundert oder sogar tausend Meter tiefliegende Wasserschichten angezapft, deren Temperatur bei weit mehr als 100 Grad Celsius liegen kann. Es kann aber auch Oberflächenwasser in die Tiefe gepumpt werden, damit es sich dort im Gestein erhitzt und dann in einem Kreislaufsystem wieder nach oben gepumpt werden.

Virtuelle Kraftwerke
Zusammenschaltung von Blockheizkraftwerken, Solarthermie-Anlagen oder anderen lokalen Energieerzeugern und -speichern zu einer Art ferngesteuerten Kraftwerksverbund. Virtuelle Kraftwerke sollen die Koordinierungsprobleme lösen, die durch die Integration neuer, oft relativ kleiner Erzeugungsanlagen unterschiedlichen Typs in die Energienetze entstehen und können zugleich auch neue Formen der Energiespeicherung eröffnen. Die Grundidee ist, dass Energieversorger mit Hilfe von Computern und Internet diverse Klein-Kraftwerke zu einer Einheit zusammenfassen, die sie dann je nach Bedarf von einer Zentrale aus steuern können.

Windkraftanlage (WKA)
Eine WKA erntet mit einem Rotor die Bewegungsenergie des Windes, wandelt sie in elektrische Energie um und speist sie in das Stromnetz ein. WKAs können unterschiedliche Größen und Kapazitäten haben. Eine zwei Megawatt große WKA erzeugt jährlich circa vier Millionen Kilowattstunden Strom. Damit können 1.250 Haushalte beziehungsweise 4.000 Personen versorgt werden.