Jedes Mal, wenn du dein Handy auflädst, ein Video streamst oder eine Datei in der Cloud speicherst, verbrauchst du Strom. Aber woher kommt dieser Strom? Die Antwort variiert stark je nachdem, wo du wohnst, und hat einen enormen Einfluss auf deinen CO2-Fußabdruck.
Hier ist eine Übersicht über alle wichtigen Stromquellen, wie sie funktionieren und was sie für die Umwelt bedeuten.
Kohle
Kohlekraftwerke verbrennen Kohle, um Wasser zu erhitzen, wodurch Dampf entsteht, der eine Turbine antreibt, die mit einem Generator verbunden ist. Es ist eine der ältesten Methoden der Stromerzeugung und weltweit immer noch eine der am weitesten verbreiteten.
Kohlenstoffintensität: 900-1.100 gCO2/kWh.
Kohle ist die mit Abstand kohlenstoffintensivste Energiequelle im Mainstream. Neben CO2 setzt die Verbrennung von Kohle Feinstaub, Schwefeldioxid und Quecksilber frei. Länder wie Polen, Indien und Teile Chinas sind nach wie vor stark von Kohle abhängig. Sie ist billig und zuverlässig, was es schwierig macht, sie trotz ihrer Umweltkosten schnell abzuschaffen.
Erdgas
Gaskraftwerke funktionieren ähnlich wie Kohlekraftwerke, verbrennen aber Erdgas statt Kohle. Moderne Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke sind deutlich effizienter, da sie sowohl die Gasverbrennung als auch die entstehenden heißen Abgase zur Stromerzeugung nutzen.
Kohlenstoffintensität: 400-500 gCO2/kWh.
Gas erzeugt pro kWh etwa halb so viel CO2 wie Kohle. Viele Länder (darunter die Niederlande) nutzen es als "Brückentechnologie" während des Übergangs zu erneuerbaren Energien. Der Nachteil sind Methanlecks bei der Förderung und beim Transport. Methan ist ein Treibhausgas, das kurzfristig über 80-mal stärker wirkt als CO2.
Atomkraft
Atomkraftwerke erzeugen Strom durch Kernspaltung: Uranatome werden gespalten, um enorme Mengen an Wärme freizusetzen, die Dampf erzeugt, der Turbinen antreibt.
Kohlenstoffintensität: 5-15 gCO2/kWh.
Atomkraft ist eine der kohlenstoffärmsten verfügbaren Quellen. Frankreich bezieht etwa 70 % seines Stroms aus Atomkraft, weshalb sein Stromnetz so sauber ist. Sie liefert zuverlässige Grundlast unabhängig vom Wetter. Die Nachteile sind hohe Baukosten, lange Bauzeiten, die Entsorgung radioaktiver Abfälle und Sicherheitsbedenken in der Öffentlichkeit. Trotzdem argumentieren viele Klimawissenschaftler, dass Atomkraft für die Dekarbonisierung unverzichtbar ist.
Wind
Windkraftanlagen fangen die Energie bewegter Luft ein und wandeln sie in Strom um. Wind drückt gegen große Rotorblätter auf einem Turm und bringt sie zum Drehen. Diese Drehbewegung treibt einen Generator im Inneren der Turbine an, der elektrischen Strom erzeugt. Es ist das gleiche Prinzip wie bei einem Fahrraddynamo, nur viel größer. Onshore-Anlagen stehen an Land, Offshore-Anlagen im Meer, wo Winde stärker und konstanter sind.
Kohlenstoffintensität: 7-15 gCO2/kWh (Lebenszyklus, inklusive Herstellung).
Wind ist eine der saubersten Energiequellen. Die Emissionen stammen fast ausschließlich aus Herstellung und Installation der Turbinen, nicht aus dem Betrieb. Onshore-Wind gehört heute zu den günstigsten neuen Energiequellen. Die Haupteinschränkung ist, dass Wind unbeständig ist: Er weht nicht immer mit gleicher Stärke, deshalb sind Backup-Kraftwerke oder Energiespeicher nötig, um die Lücken zu füllen.
Solar
Solarpaneele bestehen aus speziellen Materialien (sogenannten Siliziumzellen), die Strom erzeugen, wenn Sonnenlicht auf sie trifft. Die Photonen im Sonnenlicht lösen Elektronen im Silizium, wodurch ein elektrischer Strom entsteht. Keine beweglichen Teile, keine Verbrennung, nur Licht, das sich in Strom verwandelt. Ein zweiter Typ, konzentrierte Solarenergie, nutzt Spiegel, um Sonnenlicht zu intensiver Hitze zu bündeln, die Wasser zum Kochen bringt, um eine Turbine und einen Generator anzutreiben.
Kohlenstoffintensität: 20-50 gCO2/kWh (Lebenszyklus).
Solarenergie ist im letzten Jahrzehnt dramatisch im Preis gefallen und ist heute in vielen Regionen die günstigste Quelle für neuen Strom. Wie Wind ist auch die Solarleistung unbeständig. Sie erreicht mittags ihren Höhepunkt und sinkt nachts auf null. Batteriespeicher werden zunehmend genutzt, um die Lücke zu überbrücken, aber netzweite Speicherung bleibt teuer.
Wasserkraft
Wasserkraftwerke nutzen fließendes oder fallendes Wasser, um Turbinen anzutreiben. Das kann ein großer Damm, ein Flusslaufwassersystem oder ein Pumpspeicherwerk sein, das Wasser zwischen Reservoirs bewegt.
Kohlenstoffintensität: 10-30 gCO2/kWh.
Wasserkraft ist sauber, zuverlässig und kann schnell hochgefahren werden, um den Bedarf zu decken. Länder wie Norwegen und Schweden sind stark davon abhängig. Die Umwelt-Trade-offs umfassen die Störung von Flussökosystemen, die Vertreibung von Gemeinden für den Dammbau und Methanemissionen aus überfluteter Vegetation in Stauseen (besonders in tropischen Regionen).
Geothermie
Geothermische Kraftwerke zapfen Wärme unter der Erdoberfläche an. Heißes Wasser oder Dampf aus unterirdischen Reservoirs treibt Turbinen an, um Strom zu erzeugen.
Kohlenstoffintensität: 15-55 gCO2/kWh.
Geothermie ist sauber und liefert konstante Grundlast unabhängig von Wetter oder Tageszeit. Der Haken ist die Geografie: Sie funktioniert nur gut in Gebieten mit erheblicher unterirdischer Hitze, wie Island, Teilen der USA und Ostafrika. Island erzeugt fast 100 % seines Stroms aus der Kombination von Geothermie und Wasserkraft.
Biomasse
Biomassekraftwerke verbrennen organisches Material (Holzschnitzel, landwirtschaftliche Abfälle oder speziell angebaute Energiepflanzen), um Dampf und Strom zu erzeugen.
Kohlenstoffintensität: 50-100 gCO2/kWh (variiert stark).
Biomasse gilt in manchen Rahmenwerken als "CO2-neutral", weil das freigesetzte CO2 kürzlich von den Pflanzen während ihres Wachstums aufgenommen wurde. In der Praxis ist das Bild komplexer. Der Transport von Biomasse verbraucht Energie, und das Verbrennen von Wäldern als Brennstoff kann Jahrzehnte dauern, bis es durch Nachwachsen ausgeglichen wird. Es bleibt unter Umweltwissenschaftlern umstritten.
Das Gesamtbild
Die saubersten Stromnetze der Welt kombinieren zuverlässige kohlenstoffarme Grundlast (Atomkraft, Wasserkraft, Geothermie) mit wachsenden Anteilen von Wind und Solar. Die kohlenstoffintensivsten Netze setzen nach wie vor hauptsächlich auf Kohle und Gas.
Das ist wichtig für deinen digitalen Fußabdruck, weil Rechenzentren und deine persönlichen Geräte alle mit Netzstrom betrieben werden. Wenn das Netz, das ein Rechenzentrum versorgt, sauber ist, haben deine digitalen Aktivitäten einen niedrigeren CO2-Fußabdruck. Wenn es mit Kohle läuft, trägt jede E-Mail, jedes Video, jede Suche höhere Umweltkosten.
Deshalb erzeugt dieselbe Google-Suche in Indien zehnmal mehr CO2 als in Schweden. Die Suche ist identisch. Die Energiequelle ist es nicht.