Formen
- Sonnenenergie
- Windenergie
- Wasserkraft
- Bioenergie
- Geothermie
Durch Kernfusion werden in der Sonne große Mengen Energie freigesetzt, die als Solarstrahlung (elektromagnetische Strahlung) die Erde erreichen. Die auf der Erdoberfläche ankommende Strahlungsleistung beträgt circa das 10.000 fache des Weltjahresenergiebedarfs. Sie kann mit Photovoltaikanlagen, solarthermischen Kraftwerken und thermischen Solaranlagen direkt genutzt werden.
Die Sonnenergie lässt sich vielfältig nutzen. Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um. Solarthermische Anlagen eignen sich zur Erwärmung von Trinkwasser und zur Aufbereitung von heißem Wasser für die Heizungsanlage. Mit Solarthermieanlagen lassen sich auch Kälte und Prozesswärme erzeugen. Großes Potenzial liegt in der Speicherung von Solarwärme im Sommer für den Winter und der Verteilung von heißem Wasser über Nahwärmenetze.Windenergieanlagen nutzen die Bewegungsenergie des Windes, die durch unterschiedliche Luftdruckverhältnisse in der Nähe der Erdoberfläche entsteht. In Deutschland dienen Windenergieanlagen ausschließlich der netzgekoppelten Erzeugung von Elektrizität. Moderne Windenergieanlagen nutzen das Auftriebsprinzip anstatt des Widerstandsprinzips. Sie setzen dem Wind keinen Widerstand entgegen, sondern der Wind erzeugt beim Vorbeiströmen an den Flügeln der Anlage einen Auftrieb, der Flügel der Anlage in Rotation versetzt. Wasserkraft wurde schon in vorindustrieller Zeit zum Antrieb von Mühlen, Säge- und Hammerwerken genutzt. Die kinetische und potenzielle Energie einer Wasserströmung wird über ein Turbinenrad in mechanische Rotationsenergie umgewandelt, die zum Antrieb von Maschinen oder Generatoren genutzt werden kann. Heute wird mit Wasserkraft in Deutschland fast ausschließlich elektrischer Strom erzeugt. Wasserkraft ist eine ausgereifte Technologie, mit der weltweit, an zweiter Stelle nach der traditionellen Nutzung von Biomasse, der größte Anteil an erneuerbarer Energie erzeugt wird. Biomasse ist der vielseitigste erneuerbare Energieträger in Deutschland. Biomasse wird in fester, flüssiger und gasförmiger Form zur Strom- und Wärmeerzeugung und zur Herstellung von Biokraftstoffen genutzt.
Der mit Abstand wichtigste Bioenergieträger ist in Deutschland das Holz. Etwa ein Viertel der deutschen Holzproduktion (die minderwertigen Sortimente) wird energetisch genutzt, etwa drei Viertel werden stofflich genutzt. Dazu kommt Alt- und Gebrauchtholz, das ebenfalls energetisch genutzt wird. Modellrechnungen der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft haben Reserven für eine Ausweitung der Holznutzung ermittelt, ohne dass die Nachhaltigkeit der Waldbewirtschaftung gefährdet würde.
Neben der Forstwirtschaft ist die Landwirtschaft ein wichtiger Lieferant von Biomasse für die energetische Nutzung. Im Vordergrund steht dabei der Anbau zur Biodieselproduktion und die Bereitstellung von Substraten für die Biogaserzeugung.
Neben der land- und forstwirtschaftlich bereitgestellten Biomasse stehen Reststoffe und Abfälle biogenen Ursprungs für die energetische Nutzung zur Verfügung. Hierzu zählen insbesondere Alt- und Gebrauchtholz, Bioabfälle (z.B. die Biotonne), Klärschlamm/Klärgas/Deponiegas, Gülle/Festmist und Getreidestroh. Der Erschließung dieses in großen Teilen noch unerschlossenen Potenzials wird in Zukunft besondere Aufmerksamkeit zu widmen sein. Die energetische Nutzung von biogenen Rest- und Abfallstoffen trägt dazu bei, mögliche Nutzungskonflikte zwischen der energetischen und der stofflichen Nutzung von Biomasse zu vermeiden oder zu vermindern.Die im Erdinneren gespeicherte Wärme stammt von der Entstehung des Sonnensystems her. Zusätzlich erzeugen dort radioaktive Zerfallsprozesse laufend weitere Wärme. Die Oberflächen-Strahlungsdichte der Erdwärme ist aber nur circa 0,04 % der durch die Sonne produzierten. Sie kann für Heizzwecke oder auch zur Stromerzeugung genutzt werden.
