Biosprit-Forschung: Alles auf Alge

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Cyanobakterien: Schwimmende Biosprit-Produzenten Fotos
SPIEGEL ONLINE

In Berliner Labors arbeiten Forscher daran, mit Hilfe von Cyanobakterien den Biotreibstoff Ethanol herzustellen. Ein Praxistest soll schon bald in einer Großanlage in Mexiko erfolgen. Doch der Schritt aus dem Labor in die reale Welt ist problematisch.

Die Labors wirken beinahe futuristisch. Die von Leuchtstoffröhren erhellten Regalböden, die fest installierten Laptops zur Kontrolle der Messwerte, die Automaten, die einen Teil der Proben ständig in Bewegung halten. Dabei tun die Cyanobakterien in den zahllosen Glasgefäßen eigentlich nur das, was ihre Vorfahren schon vor rund dreieinhalb Milliarden Jahren auf der Erde taten: Sie wandeln Kohlendioxid in energiereichere Stoffe um - mit Hilfe der oxygenen Photosynthese.

Anders ausgedrückt: Mit Hilfe von Sonnenlicht stellen die winzigen grünen Schwimmer - früher wurden sie Blaualgen genannt - Biotreibstoff her. "Wir haben den Beweis, dass wir zumindest hier im Labor Ethanol produzieren können", sagt Heike Enke im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Die Wissenschaftlerin ist Co-Chefin der Firma Cyano Biofuels, einer Ausgründung aus dem Biologie-Institut der Berliner Humboldt-Universität.

In ihren Räumen im Stadtteil Adlershof arbeitet die Firma mit rund 40 Mitarbeitern daran, die Einzeller zu schwimmenden Treibstoff-Fabriken zu machen. Die Bakterien eignen sich dafür ganz besonders, haben sie doch eine weit höhere Photosyntheseleistung als Landpflanzen. Die Forscher müssen diejenigen Arten heraussuchen, die besonders viel Ethanol herstellen. Unterstützung für ihre Arbeit haben die Berliner unter anderem vom Bundesforschungsministerium bekommen, außerdem sind Partner aus der Wirtschaft mit an Bord.

Das Thema ist heiß - nicht zuletzt, weil das Renommee vieler anderer Biotreibstoffe in den vergangenen Monaten erheblich gelitten hat. Die Ausweitung der Anbauflächen für Energiepflanzen wie Mais oder Soja ließ weltweit die Lebensmittelpreise steigen, außerdem kamen immer mehr Zweifel an der Nachhaltigkeit der vermeintlich segensreichen Treibstofflieferanten auf. Problematisch ist unter anderem die Düngung, bei der das klimaschädliche Lachgas entsteht. Außerdem begünstigt der Anbau der Energiepflanzen die Abholzung riesiger Waldflächen, vor allem in den Tropen.

Wenige Teams weltweit haben das Know-how

Andererseits haben Biotreibstoff-Enthusiasten große Pläne, möchten mit ökologisch einwandfrei hergestelltem Sprit zum Beispiel die Luftfahrt versorgen und so deren nicht unproblematische Ökobilanz aufpeppen. Auch die US-Navy interessiert sich für das Verfahren - und investierte im September achteinhalb Millionen Dollar in die Arbeit einer kalifornischen Algensprit-Firma.

Es sei schwer, auf einem Fußweg in New York jemanden zu finden, der noch nicht von der Idee gehört habe, aus Algen Energie zu gewinnen - so zitierte das Wissenschaftsmagazin "Nature" im September den Manager der US-Biotechnologie-Firma Solarzyme. Doch tatsächlich haben nur wenige Teams weltweit das Know-how, das einen großtechnischen Einsatz des Verfahrens vorbereiten könnte. Cyano Biofuels sieht sich selbst in dieser Liga - und wird dabei nach eigenem Bekunden unter anderem vom US-Konzern Algenol Biofuels unterstützt. Der wiederum bekommt einen Teil seines Geldes vom Chemiekonzern Dow Chemical, außerdem ist der mexikanische Konzern Biofields mit rund 850 Millionen Euro eingestiegen.

Exotisch klingende Ideen zur Treibstoffproduktion gibt es mittlerweile eine ganze Menge. Die kalifornische Firma Sapphire Energy arbeitet wie das Berliner Team daran, Algen zur Ethanolproduktion zu nutzen. Dafür hat das Unternehmen von Investoren rund hundert Millionen Euro eingesammelt. US-Start-ups wie S9, Amyris, Gevo oder Cobalt Biofuels versuchen sich daran, mit genetisch modifizierten Bakterien und Pilzen Pflanzenabfälle zu synthetischem Benzin zu machen. Auch deutsche Wissenschaftler und Techniker tüfteln an ähnlichen Verfahren, so die Frankfurter Firma Butalco, die mit Hilfe von Hefe Butanol herstellen will, einen Treibstoff, der rund ein Drittel mehr Energie als Ethanol enthält.

Schwierigkeiten beim Schritt aus dem Labor

Außerdem arbeitet US-Genpionier Craig Venter an einem synthetischen Bakterium - das er gezielt mit Genmaterial zur besonders effektiven Treibstoffherstellung ausstatten will. Seine Firma Synthetic Genomics (SGI) kann dabei - abhängig vom erfolgreichen Absolvieren von Zwischenschritten - auf bis zu 300 Millionen Dollar vom Ölkonzern ExxonMobil hoffen. Noch einmal so viel will der Petro-Gigant in die hauseigene Biosprit-Abteilung investieren.

Für manche Mitbewerber ist das Rennen um den Treibstoff aus Algen indessen schon wieder vorbei - zum Beispiel für das US-Unternehmen GreenFuel, das im Mai nach fast zehn Jahren die Forschungsarbeit einstellte. Und auch die Firmen, die noch dabei sind, werden mit einigen Herausforderungen zu kämpfen haben, wenn sie tatsächlich größere Mengen an Algensprit herstellen wollen.

  • Aufbau der Anlagen: Zahlreiche Unternehmen wollen in den kommenden Jahren Testanlagen errichten, die Firma L9 zum Beispiel eine in Brasilien. Und Algenol werde, so berichtet Forscherin Enke, auf einem 40.000-Hektar-Grundstück in Mexiko im kommenden Jahr eine erste Versuchsanlage bauen. Geplant ist die Anlage in der Sonora-Wüste, nicht weit entfernt von der Grenze zu den USA. Dort sollen bald jedes Jahr eine Milliarde Liter Bio-Ethanol entstehen. Das ist wohl eine arg optimistische Zahl - und doch vergleichsweise wenig. Für einen großflächigen Einsatz der Technologie müssten riesige Flächen mit entsprechenden Anlagen zugepflastert werden. In Deutschland werden pro Jahr rund 45 Milliarden Liter Benzin verbraucht, in den USA sind es sogar 150 Milliarden. Nutzungskonkurrenz zu Landwirtschaftsflächen gibt es nicht, wohl aber Ressourcenprobleme bei der Installation der riesigen Anlagen. Sie werden aus Plastikröhren oder Schläuchen zusammengesetzt - die ihrerseits erst einmal hergestellt werden müssen.
  • Wasserversorgung: Klar, die Algen müssen schwimmen, doch worin eigentlich? In den USA wird seit einiger Zeit massiv über den Frischwasserverbrauch von Solarkraftwerken in Wüstenregionen, zum Beispiel in Kalifornien, diskutiert. Dasselbe Problem könnten auch die Hersteller von Algensprit haben. Doch Heike Enke kontert: "Wir haben mit Wasser kein Problem, weil wir mit Meerwasser arbeiten." Die Berliner Forscher haben sich zahlreiche Algenstämme angesehen - und sich für solche entschieden, die auch mit einem hohen Salzgehalt klarkommen. Bei der Ethanolproduktion, so argumentieren sie, entstehe außerdem Süßwasser, das man wieder in die Algenkultur zurückführen könne. Trotzdem sind zumindest massive Pipeline-Systeme nötig, um das Meerwasser zu den Algen zu bringen.
  • Sauberkeit: Im Labor leben die Zellen in steriler Umgebung, zum Teil mehrere Monate am Stück. Doch die Sauberkeit auch im großtechnischen Einsatz hinzubekommen, könnte sich allerdings als schwierig gestalten. Wenn das nicht gelingt, könnten jedoch andere Bakterienarten in den Bioreaktoren dominieren - und die Ethanolproduktion zum Erliegen bringen. Die Cyanobakterien wären tot, bevor sie ihr Werk auch nur halbwegs begonnen hätten.
  • Abtrennung des Ethanols: Wenn die Einzeller erst einmal die gewünschte Menge an Biosprit produziert haben, wie lässt sich der wertvolle Rohstoff eigentlich "ernten"? Darum, so sagt Heike Enke, müssten sich andere Projektpartner kümmern. Möglich sei zum Beispiel eine Art Destillation oder der Einsatz von Membranen.

Alles in allem dürfte der Schritt aus dem Labor in die Welt der Serienproduktion die größte Herausforderung für die Algensprit-Produzenten sein. Nur weil etwas im Labor funktioniert, muss es deswegen nicht automatisch auch den Praxistest bestehen. "Es weiß keiner so recht, was uns erwartet", gesteht auch Forscherin Enke ein.

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Forum - Neue Ideen zum Energieproblem?
insgesamt 3491 Beiträge
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1.
AndyH 20.08.2009
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
Kohle ist in Unmengen vorhanden. Alleine die deutschen Braunkohlereviere haben so viel Energiegehalt wie Iraks Ölfelder zusammen. Steinkohle gibt es in Osteuropa, Asien, Australien und Amerika en mass, oft als Tagebau. Öl ist nicht verschwunden. Als Öl gegen 150$ hochspekuliert wurde, fand man in kurzen Abständen neue Lagerstätte. Inzwischen nicht mehr weil wieder spottbillig, also nicht lohnt zu suchen. Die Lager sind randvoll, die Tankschiffe dümpeln als Lager auf hohe See. Gas gibt es mehr als Öl, selbst Norwegen fand neue gigantische gasvorkommen. Russland und Mittelasien hat bald 3 Pipelines nach Westeuropa und Katar kaufte sich eine Flotte Flüssiggastanker zusammen. Methan gibt es als Methanhydrate in unglaublichen Mengen an allen Küsten. Ausreichend für Jahrhunderte. Japan und USA basteln schon am industriellen Gewinnung. Uran und Thorium gibt es ebensfalls für Jahrhunderte. Bislang verbrennt man die Reste des kalten Krieges, was die Preise drückt und sogar gut laufende Minen zur Schliessung zwingt. Strompreis ist nahezu unabhängig vom Uranpreis, deshalb sind Kernkraftwerke langfristig preisstabilisierend. Neue Reaktortypen wie EPR und THTR sowie die Versuche mittels Transmutation zeigen, dass auch in 100-300 Jahren noch genug Energie erzeugt werden kann. Dagegen Biomist wie Hühnerfeder in Energieträger zu verarbeiten ist ziemlich aussichtslos. Einerseits ist es aufwändig und teuer, andereseits mikrige Mengen. Die Bioenergie Thema ist auch sehr leise geworden, nach den Hungeraufständen 2008 und auch die Zwangsbeimischungsunfug hat sich auch relativiert. Alle "alternativen" Energien werden Subventioniert, sind damit wirtschaftsschädlich und nur als ideologische Feigenblattt tauglich.
2.
bluaMauritius, 20.08.2009
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
Seit über 250 Jahren gibt es den Hydraulischen Widder der Gebr. Montgolfiers. Seit 1920 gibt es das UK patent specification für Gaetano Sallusto's Kurzdruck-Wasserkraftwerk mit Kolbenzylindermaschine, daraus ist später auch Gravitations-Resonator entstanden. Es geht darum, dahs eine Kraft (z.B. hydrostatische Kraft) auch wenn nur kurzzeitig präsent, wegen ihres Vektors und ihrer Gröhsse (zB. bedingt durch Steigleitungshöhe und mit Druck beaufschlagte Fläche) dennoch - wie auch andere kurzzeitig wirkenden Kräfte auf anderen Gebieten - eine Bewegung einer berührten Masse bewirkt, wenn diese nachgeben kann (z.B. zum Antrieb eines der Kraft entsprechenden Schwungrades über Kolben, Kolbenstange, Pleuel und Kurbel), -oder ob dies unmöglich sei, weil so ein Kolben (s.o.) nicht 1 cm weit komme. Meinung eines Schamanen, der sofort auf die Linie der Kraftwirkungsleugner eingeschwenkt war (bei SPIEGEL, der neuerdings auch festlegt, was zu erforschen sei und was nicht?? und der eine sachliche] Antwort an alida80 nicht mehr freigab, den Strang einfach abschloss). Man staune: Zitat alida80: --> " Ich bewundere die Geduld, welche viele hier bisher an den Tag gelegt haben. Sie sehen, wozu es geführt hat? Ich hatte einen solchen "Erfinder" in meiner Familie. Interessanterweise hat mich das bewogen, Physik zu studieren. Ein bisschen ist hängen geblieben, denn schon seit meinem Studium sammele ich diese Art von Erfindungen, mache saubere technische Zeichnungen und lesbare Beschreibungen daraus. Irgendwann werde ich auch mal ein Buch darüber schreiben; .... Sie können hier nicht argumentieren, das haben sie alle inzwischen sicher gemerkt. Was sie hier sehen, ist so eine Art Fundamentalismus, der genau einen Lehrsatz kennt: "Wer das Gleiche sagt wie ich ist ein Experte, jeder andere hat mich nicht verstanden (weswegen die Beschreibung der Erfindung ad nauseam wiederholt wird), ist dumm und/oder von meinen Gegnern bezahlt". Mit dieser Art Fundamentalismus kann man nicht diskutieren. Einer von Ihnen hat es mit paradoxer Intervention versucht. Das soll manchmal bei Fundamentalisten klappen, aber hier beißen sie auf Granit. In der Tat finden sich bei diesen Erfindern immer wieder die gleichen Denkfehler: Kraft wird mit Arbeit verwechselt, es existiert ein allenfalls schwurbeliger Energiebegriff, Maßeinheiten und Begriffsdefinitionen werden durcheinander geworfen. Kurz gesagt: die physikalischen Begrifflichkeiten werden nicht verstanden. Einige Beispiele haben sie hier schon gesehen (...) " Zitat Ende.
3.
Roller, 20.08.2009
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
Unser großes Problem ist das 50 Hz Hochspannungsnetz. Elektrizität ist nicht für große Energietransporte geeignet. Dafür ist das hier zigmal besser geeignet:http://www.subbrit.org.uk/sb-sites/sites/h/hydraulic_power_in_london/ Das hat früher in London funktioniert und würde auch heute noch sehr gut in Deutschland funktionieren, zumal der dafür erforderliche Druck kostenlos vorhanden ist. Fuer grosse Leistungen ist es nach wie vor viel! besser, die Energie mit Rohrleitungen als mit elektrischen Kabeln zu uebetragen. Das kommt daher,weil bei einer Rohrleitung das Verhaeltnis von Reibungsflaeche zur uebertragenen Leistung immer kleiner wird mit steigendem Rohrdurchmesser. Bei einem Elektrokabel bleibt dieses Verhaeltnis fast bei jedem Kabeldurchmesser konstant. Es ist daher viel besser kleine Leistungen elektrisch zu uebertragen und grosse Leistungen hydraulisch. Nehmen wir einmal an, wir haetten zwei gleichlange Kabel, eines mit dem halben Durchmesser des anderen und schalten diese in Reihe . Legen wir jetzt eine spannung an, stellt sich ein Spannungsteiler von 1:4 ein, da das duennere Kabel den vierfachen Widerstand hat. Es entstehen in diesem Falle ca. 20% Verluste. Uebertragen wir diesen Fall auf eine Rohrleitung, dann stellt sich jedoch ein Druckteiler von 1:40 ein, da ein Rohr mit doppeltem Durchmesser vierzigmal besser leitet. Es entstehen dann nur noch ca 2,5% Verluste. Das zeigt, dass bei groesseren Durchmessern ein Rohrleitungsnetz mindestens 10 mal stabiler als ein Kabelnetz ist. Bei kleineren Durchmessern ist jedoch das Kabel dem Rohr schnell um ein vielfaches ueberlegen. Der Leitwert des Rohres aendert sich mit d^5,33 und der Leitwert des Kabels aendert sich mit d^2/4 . Hieraus kann man ersehen, dass bei d=1 ist das Rohr jedoch dem Elektrokabel sehr schnell um ein Vielfaches ueberlegen. Wuerde man jetzt bundes -oder europaweit statt des Hochspannungsnetzes ein Hochdruckwassernetz aufbauen, haette man folgende Vorteile.: -ein fast betriebskostenloser Betrieb, ohne CO2 Erzeugung, da der Betriebsdruck in hochgelegenen Staudaemmen kostenlos zur Verfuegung steht. -Vervielfachung des bisherigen Ertrages aus Wasserkraft durch den Hoehengewinn des Drucknetzes. -hydraulische Windräder können Windenergie mit hohem Wirkungsgrad, mit minimalem Aufwand an jeder Stelle in das Drucknetz einspeisen und damit Windenergie grundlastfähig machen. - Da die Energie nicht mehr mit 50 Hz Takt in das Netz eingespeist werden muss, kann der Ertrag aus Windkraft mit hydraulischen Windraedern durch Auslassung des elektrischen Weges mehr als verdoppelt werden. - Hochspannungsleitungen reichen nur bis max. ca. 500km, Rohrleitungen haben jedoch kein Leistungs- und kein Enfernungslimit. - die Verluste im Rohrnetz gehen gegen Null im Vergleich zum Elektrokabel. -keine Verschandelung der Landschaft mit Hochspannungsmasten -dezentrale Energieversorgung zerstört die Monopolstellung der EVU. -das Trinkwasserproblem wird nebenbei gelöst. Obwohl hier durchweg alle die technische Diskussion ablehnen, ("Da wär schon längst jemand drauf gekommen", "Wie oft soll man es denn noch widerlegen?" ) hoffe ich doch endlich mal konkret auf technisch- physikalischer Ebene widerlegt zu werden. Gruß Roller
4.
medienquadrat, 20.08.2009
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
kommt mir vor, wie der lungenkranke Kettenraucher, der auf Mentholzigaretten umsteigt und als Krönung seines wiedererweckten Gesundheitswahns auch noch eine Zigarettenspitze benutzt!
5.
Edgar, 20.08.2009
Zehn Prozent dessen, was als EE-Subvention zum Fenster hinaus geworfen wird, in die Fusionsforschung stecken, und in der nächsten Generation steht Energie in unbegrenzten Mengen zur Verfügung.
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Vor-/Nachteile der Energieträger
Die Energiewirtschaft befindet sich im Umbruch - SPIEGEL ONLINE zeigt die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Energieträger.
Erdöl
Plus: Erdöl ist der Schmierstoff industrieller Volkswirtschaften. In Deutschland deckt Öl rund 35 Prozent des Energiebedarfs - so viel wie kein anderer Rohstoff. Im Verkehrssektor gibt es momentan kaum Alternativen zu Öl: Das bestehende Tankstellennetz ist auf Benzin und Diesel ausgerichtet, die heute gängigen Motoren fahren fast nur mit diesen beiden Treibstoffen.

Minus: Der Ölpreis ist in den vergangenen Jahren rasant gestiegen - und mit ihm der Spritpreis. Autofahrer mussten zeitweise mehr als 1,50 Euro für Benzin zahlen. Die deutsche Volkswirtschaft verliert dadurch Milliardenbeträge, denn das Land ist fast völlig von Importen abhängig. Weltweit liegen die meisten Ölvorkommen in politisch heiklen Regionen wie dem Nahen Osten, Russland, Venezuela oder Nigeria. Versorgungskrisen kann man daher nicht ausschließen. Darüber hinaus ist Erdöl ein endlicher Rohstoff: Die bekannten Vorkommen gehen langsam zur Neige. Große neue Felder wurden in den vergangenen Jahren kaum entdeckt - und wenn, dann nur in schwierig zu erschließenden Gebieten wie der Arktis. Hinzu kommt die CO2-Problematik: Wenn Öl verbrannt wird, entsteht das Klimagas Kohlendioxid .
Erdgas
Plus: Erdgas ist der klimafreundlichste fossile Energieträger - bei der Verbrennung entsteht weniger CO2 als bei Kohle oder Öl. Außerdem halten die Vorräte noch eine Weile: Die Reichweite der Gasvorkommen wird auf rund 60 Jahre geschätzt, bei Öl sind es nur 40 Jahre. Verfeinerte Fördertechniken machen zudem den Zugriff auf große neue Gas-Reservoirs möglich. Ein weiterer Vorteil: Gas kann einen wichtigen Beitrag zur Stromerzeugung leisten. Denn Gaskraftwerke lassen sich schnell hoch- und runterfahren - diese Flexibilität hilft, die Schwankungen beim Windstrom auszugleichen.

Minus: Weltweit verfügen nur wenige Länder über Gasvorkommen. Entsprechend groß sind die Abhängigkeiten - Deutschland bezieht rund 40 Prozent seines Erdgases aus Russland. Problematisch ist außerdem die noch immer weit verbreitete Bindung an den Ölpreis: Je teurer Erdöl wird, desto teurer wird auch Gas. Stromkonzerne klagen bereits, dass sich Gaskraftwerke kaum mehr rentieren. Private Haushalte kennen dasselbe Problem beim Heizen - Gas ist kaum günstiger als Öl. Auch beim Autofahren stellt Erdgas keine Alternative dar: Der aktuelle Preisvorteil gegenüber Benzin und Diesel liegt nur an der steuerlichen Begünstigung.
Kohle
Plus: Kohle gibt es fast überall auf der Welt - einseitige Importabhängigkeiten wie beim Gas sind deshalb nicht zu befürchten. Auch Deutschland verfügt über nennenswerte Ressourcen: Braunkohle lässt sich ohne Subventionen fördern, für Steinkohle ist dies bei weiter steigenden Preisen zumindest denkbar. Außerdem reichen die Vorräte so lange wie bei keinem anderen fossilen Energieträger: Schätzungen gehen von rund 200 Jahren aus. Kohle eignet sich vor allem zur Stromerzeugung in der Grundlast - rund 50 Prozent des deutschen Stroms stammen aus Kohlekraftwerken .

Minus: Kein Energieträger ist so klimaschädlich wie Kohle. Bei der Verbrennung entsteht rund doppelt so viel CO2 wie bei Gas. Problematisch könnte dies vor allem dann werden, wenn man bestehende Atomkraftwerke durch neue Kohlekraftwerke ersetzt - oder wenn Elektroautos künftig in großem Stil Kohlestrom tanken. Bedenklich sind außerdem die Arbeitsbedingungen, unter denen Kohle gefördert wird : Zu den größten Produzenten zählen China, Russland und Südafrika - Länder, in denen immer wieder Bergleute ums Leben kommen.
Atomenergie
Plus: Kernkraftwerke produzieren - wenn sie einmal gebaut sind - günstigen Strom. Der Rohstoff Uran wird nur in geringen Mengen verbraucht, so dass die laufenden Betriebskosten gering sind. Atomstrom kann in der Grundlast eingesetzt werden, also unabhängig von kurzfristigen Wetterschwankungen. In Frankreich wird Atomstrom auch zum Heizen verwendet, langfristig könnten so auch Elektroautos betrieben werden. Bei der Kernenergie wird kaum CO2 freigesetzt. Sie ist damit klimafreundlicher als Kohle oder Gas.

Minus: Der größte Nachteil der Atomenergie ist das Risiko eines GAUs. Selbst wenn man dafür eine geringe Wahrscheinlichkeit unterstellt - der Schaden wäre enorm. Die Katastrophe in Tschernobyl war nur ein Vorgeschmack dessen, was im dicht besiedelten Mitteleuropa passieren würde: Tausende Opfer, auf ewig verseuchte Landstriche, Vermögensverluste in zigfacher Milliardenhöhe. Hinzu kommt die ungelöste Frage der Endlagerung : Obwohl die Kernenergie seit rund 50 Jahren genutzt wird, gibt es bis heute keine dauerhafte Deponie für die verstrahlten Abfälle. Ob es überhaupt ein sicheres Endlager geben kann, ist umstritten: Der Atommüll strahlt zum Teil mehr als 100.000 Jahre lang - was in dieser Zeit alles passiert, kann niemand vorhersagen. In jüngster Zeit wird ein weiteres Problem immer häufiger diskutiert: Was geschieht, wenn Terroristen einen Anschlag auf ein Kernkraftwerk verüben? Oder wenn sie in den Besitz von spaltbarem Material gelangen? Sicherheitsexperten haben auf diese Fragen keine abschließende Antwort.
Wasser
Plus: Die Wasserkraft ist sehr umweltfreundlich - mit geringem Eingriff in die Natur lässt sich günstig Energie gewinnen. Rund fünf Prozent des deutschen Stroms stammen aus Wasserkraftwerken. Außerdem lässt sich in Stauseen sehr gut Energie speichern: Bei einem Überangebot an Strom wird Wasser nach oben gepumpt. Bei Bedarf wird es dann abgelassen, um die Turbinen anzutreiben.

Minus: In Deutschland ist das Potential der Wasserkraft so gut wie ausgeschöpft. Fast jeder Fluss hat ein Kraftwerk, ebenso fast jeder See. Im Ausland wiederum ist die Wasserkraft zum Teil in Verruf geraten: Riesenprojekte wie der Jangtse-Staudamm in China zerstören die Natur in großem Stil.
Wind
Plus: Von allen erneuerbaren Energien ist die Windkraft in den vergangenen Jahren am stärksten gewachsen. Mittlerweile beziehen die Deutschen deutlich mehr Strom aus Windrädern als aus Wasserkraftwerken. Auch in Zukunft hat die Branche großes Wachstumspotential - vor allem offshore, also in Windparks auf dem Meer . Ein weiterer Vorteil: Die Windkraft ist verhältnismäßig günstig. Die Betreiber der Anlagen bekommen über das Erneuerbare-Energien-Gesetz nur wenig mehr Förderung als der Preis für konventionellen Strom an der Energiebörse hoch ist. Zum Vergleich: Solarstrom wird weit höher vergütet.

Minus: Kritiker halten Windräder für eine Verschandelung der Landschaft. Außerdem weht der Wind sehr unzuverlässig: Bei einer starken Brise wird das deutsche Stromnetz überlastet, bei Flaute muss Strom aus dem Ausland hinzugekauft werden. Praktikable Speicher für Windenergie gibt es bisher nicht. Ein weiterer Nachteil: Starker Wind bläst vor allem in Norddeutschland, die großen Verbrauchszentren liegen aber im Süden und Westen. Um den Strom abzutransportieren, sind zahlreiche neue Leitungen nötig .
Sonne
Plus: Die Sonne ist nach menschlichen Maßstäben eine ewige Energiequelle , und sie scheint für jeden umsonst. Hätten alle Dächer Deutschlands eine Solaranlage, könnte so ein großer Teil des hiesigen Strombedarfs gedeckt werden - klimaschonend und unabhängig von Importen. Darüber hinaus lässt sich das Sonnenlicht auch zur Warmwasserbereitung nutzen: Mit Solarkollektoren kann man herkömmliche Heizungen ergänzen und so die Energiekosten drücken.

Minus: Die Sonne hat den gleichen Nachteil wie der Wind - ihre Energie lässt sich nicht zu jeder Uhrzeit nutzen. Das größte Problem ist jedoch der Preis: Solarstrom kostet viel mehr als konventioneller Strom. Und trotz milliardenschwerer Subventionen leistet Sonnenenergie bislang nur einen geringen Beitrag zur deutschen Stromversorgung: Schätzungen schwanken zwischen einem um zwei Prozent. Damit die Photovoltaik in Mitteleuropa wettbewerbsfähig wird, müsste es eine technische Revolution geben - oder die Preise für konventionelle Energie müssten dramatisch steigen.
Biomasse
Plus: Holz, Stroh, Mais - beim Verbrennen dieser Stoffe wird nur so viel CO2 freigesetzt, wie die Pflanzen vorher der Atmosphäre entzogen haben. Biomasse lässt sich in vielen Bereichen einsetzen: zum Heizen (beispielsweise mit Holzpellets), zum Autofahren (mit Biodiesel oder Bioethanol ) oder zur Stromerzeugung (mit Biogas). Der große Vorteil: Biomasse ist gespeicherte Energie. Man kann also frei entscheiden, wann man sie nutzen möchte - anders als bei Wind- oder Solarkraft. Ein weiterer Pluspunkt: Energiepflanzen, die in Deutschland wachsen, reduzieren die Abhängigkeit von Importen.

Minus: In jüngster Zeit gerät die Bioenergie massiv in die Kritik. Denn die Pflanzen benötigen enorme Anbauflächen - und treten damit in direkte Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Gerade bei Biotreibstoffen wird das zum Problem: Lässt es sich moralisch rechtfertigen, dass die Reichen Mais tanken - während die Armen hungern? Hinzu kommt ein gigantisches Mengenproblem: Wollte Deutschland seinen gesamten Benzin- und Dieselbedarf mit Biokraftstoffen decken, wäre dafür eine Fläche nötig, die größer ist als die gesamte Bundesrepublik. Das Gleiche gilt fürs Heizen: Sollten alle Bundesbürger auf Holzpellets umsteigen, würde der deutsche Wald dafür nicht reichen - erneut wären Energie-Importe nötig.
Erdwärme
Plus: Die Wärme im Erdinneren steht rund um die Uhr zur Verfügung. Sie lässt sich sowohl zum Heizen als auch zur Stromerzeugung nutzen. Gäbe es keine Probleme mit der Bohrtechnik, könnte die Geothermie den gesamten deutschen Energiebedarf decken.

Minus: In Deutschland muss man Hunderte oder gar Tausende Meter tief bohren, um ein ausreichendes Temperaturniveau zu erreichen. Die Kosten der Geothermie sind deshalb sehr hoch. Mancherorts gibt es außerdem Probleme mit dem Grundwasser. Andere Länder sind hier aus geologischen Gründen in einer besseren Position: Island zum Beispiel deckt seinen Energiebedarf zum Großteil mit der Wärme aus dem Erdinneren.

DDP
Die Strompreise steigen, vielen Bürgern drohen saftige Mehrkosten. Da hilft nur eines: den Verbrauch senken - und zwar schnell. Überprüfen Sie im SPIEGEL-ONLINE-Test, ob Sie das Zeug zum Energiesparer haben!