Stromerzeugung

Längst enstspricht die Anzahl der mit dem Internet verbunden Geräte einem Vielfachen der Weltbevölkerung und vermutlich wird die Anzahl der Geräte in den nächsten Jahren weiter steigen. Da diese Entwicklung Einfluss auf unser Leben hat, sollten Fragen rund um die Medienkompetenz und digitale Mündigkeit nicht nur auf Computer und Smartphones beschränkt werden und in Bildungskontexten thematisiert werden. Dabei darf man sich nicht auf die Bedienung der Geräte beschränken, sondern muss soziale und gesellschaftliche Folgen kritisch reflektieren.

Weiterführende Links

• Internet der Dinge auf Wikipedia

In der Hackerehtik heißt es “Öffentliche Daten nützen, private Daten schützen”. Die öffentliche Diskussion dreht sich meist um den Schutz von persönlichen Daten rund um beispielsweise Konzerne wie Facebook oder Google oder die Videoüberwachung an öffentlichen Orten. Dem gegenüber beschreiben offene Daten solche Daten, die für die Öfentlichkeit von Interesse sind und die explizit nicht personenbezogen sind. Das können Daten aus Politik und Verwaltung sein, aber auch Daten von Firmen. Beispiele wären die nach einzelnen Posten aufgeschlüsselten Haushaltsausgaben einer Stadt oder die Fahrplandaten von Verkehrsbetrieben. Doch gelten Daten nur dann als offen, wenn sie von einem Computer weiter verarbeitet werden können und unter einer freien Lizenz stehen. Es reicht also nicht, diese gedruckt oder als PDF zur Verfügung zu stellen - wie es bei vielen Verkehrsbetrieben der Fall ist. Bei offenen Daten werden typischerweise Datenaustauschformate wie JSON oder CSV verwendet, die Programmierer*innen individuell in ihre Anwendungen einbinden können.

In den letzten Jahren haben zahlreiche Städte Open-Data-Strategien beschlossen und eigene Datenportale veröffentlicht. Beispiele sind die Open-Data-Portale von Berlin oder Hamburg. Auch Unternehmen stellen Daten zur Verfügung wie beispielsweise die Deutsche Bahn oder das Stromnetz Berlin.

Open-Data-Aktivisten bemängeln, dass zu wenig Daten veröffentlicht werden, die für die Öffentlichkeit von Interesse wären und auf deren Grundlage man sich besser in politische Diskurse einbringen könne. Stattdessen sammeln Behörden und Konzene umfassende personenbezogene Daten, agieren dabei selbst jedoch oft sehr intransparent im Umgang mit diesen Daten. Neben politischer Partizipation können offene Daten Innovationen und neue Geschäftsmodelle ermöglichen - zum Beispiel durch Kombination mit Daten aus anderen Quellen.

Beispiele für erfolgreiche Open Data Projekte, die einen gesellschaftlichen Mehrwert bieten, sind Luftdaten.info, offener Haushalt oder Was steckt in meinem Leitungswasser.

Beim Entstehen des Bausatzes gab es viele Ideen, welche Daten für die Zielgruppe von Interesse wären und sich gut im Kontext von LoDa visualisieren ließen. Passende offene Daten gibt es aber leider nur wenige. Deshalb möchte das Projekt den Diskurs um offene Daten fördern und mehr Akteure dazu aufrufen, ihre Datenschätze für die Allgemeinheit nutzbar zu machen, um so einen Mehrwert für alle zu schaffen.

Weiterführende Links

• Netzpolitik.org: Was ist Open Data
• Creative Commons Lizenzen

Aufgrund der beschrieben Vorteile haben sich die ESP-Microcontroller wie der ESP8266 oder der hier verwendete ESP32 in den letzten Jahren in der Maker-Szene stark verbreitet. Die Möglichkeiten mit dem ESP32 gehen weit über die in diesem Workshop verwendeten Funktionsumfang hinaus. Im Internet finden sich Unmengen an Beispielprojekten und Tutorials, die zum Nachbauen anregen.

Als Energiewende bezeichnet man den Übergang von konventionellen Energien wie Atomkraft oder Kohleenergie zu erneuerbaren Energien. Der Grund dafür ist die Minimierung der mit konventionellen Energien einhergehenden Risiken. Diese sind vor allem die anfallenden CO2-Emissionen bei zum Beispiel der Kohlekraft, die einen wesentlichen Faktor beim Klimawandel bilden oder die Gefahren von atomarer Strahlung. Es wurde bis heute keine Lösung für die Endlagerung der verwendeten Brennstäbe gefunden, die noch für tausende Jahre gefährliche Strahlung absorbieren. Auch die Folgen von Nuklearkatastrophen in Atomreaktoren von Tschernobyl (1986) oder Fukushima (2011) werden noch für viele Jahre nachwirken.

Der Anteil der regenerativen Energien im deutschen Strommix steigt seit den frühen 90er Jahren kontinuierlich an. Damals lag er bei rund 3 Prozent, im Jahr 2019 lag er bei über 42 Prozent. Im ersten Halbjahr 2020 betrugen die erneuerbaren Energien sogar über 55 Prozent. Ziel ist eine vollständige Umstellung der Energieerzeugung auf erneuerbare Technologien. Dies betrifft alle Staaten auf der Welt. Die im Workshop verwendeten Beispiele beziehen sich jedoch auf Deutschland, dem größten Energieproduzenten in Europa.

Im Jahre 2015 einigten sich in Paris auf der Weltklimakonferenz immerhin 200 Staaten auf gemeinsame Klimaziele, die die Einhaltung einer maximalen Erderwärmung von 2 Grad festschreiben. Dafür hat jedes Land eigene Pläne vorgelegt, wie es dieses Ziel einhalten will. Deutschland sieht dabei vor, seine Treibhausgase bis 2020 um 40 Prozent gesenkt zu haben, 2030 um 55 Prozent - jeweils gemessen an den Treibhausgasen aus dem Jahr 1990. Im Jahr 2050 soll Deutschland klimaneutral sein.

Kritiker werfen der Bundesregierung vor, diese Ziele politisch nicht ausreichend zu verfolgen. Hierfür seien mehr und umfassende politische und wirtschaftliche Veränderungen notwendig. Voraussichtlich wird Deutschland das 40 Prozent Ziel im Jahr 2020 verfehlen und lediglich 32 Prozent erreichen.

Längst sind die ersten Folgen des Klimawandels mess- und spürbar. Die Temperaturen in Deutschland steigen langfristig an, die Folge sind lokale Dürren und Waldbrände sowie global gesehen schmelzendes Eis in der Arktis. An vielen Orten wird so die Lebensgrundlage von Mensch und Tier zerstört.

Weiterführende Links:

• Wikipedia Energiewende
• Wikipedia Nuklearkatastrophe von Tschernobyl
• Wikipedia Nuklearkatastrophe von Fukushima

Kernenergie (oft auch als Atomenergie oder auch Kernkraft bezeichnet) erzeugt Energie durch Kernspaltung, als Nebenprodukt entsteht dabei atomare Strahlung. 1961 ging das erste Kraftwerk in Deutschland ans Netz. Im Laufe der Jahre folgten rund 100 weitere, so konnten Millionen von Haushalten flächendeckend mit Strom versorgt werden und für mehr Lebensqualität sorgen.

Schon in den 70er Jahren entstand die Anti-Atom-Bewegung, die bis in die heutige Zeit immer weiter wuchs. Heute gilt es als Konsens, dass von der Technologie massive Gefahren ausgehen und Kernkraftwerke perspektivisch vom Netz gehen müssen. Dazu beigetragen haben die Nukearunfälle von Tschernobyl (1986) und Fukushima (2011) und weitere sind in der Zukunft nicht ausgeschlossen. Auch werden die ausgemusterten Brennstäbe aus Kernkraftwerden noch für Jahrhunderte gefährliche atomare Stahlung abgeben und es ist bis heute ungeklärt, wie dieser Atommüll langfristig und sicher in sogenannten Endlagern aufbewahrt werden kann. Obwohl diese Frage seit Jahrzehnten diskutiert wird, liegt der Atommüll weiterhin nur in Zwischenlagern. Kritiker*innen bemängeln, dass die Kosten für Atomkraft viel zu niedrig kalkuliert werden, da auch viele zukünftige Generationen für den Atommüll der heutigen Gernerationen zahlen müssen.

Deutschland steigt bis zum Jahre 2022 aus der Atomkraft aus, jedoch gibt es Stimmen, die Atomkraftwerke gerne darüber hinaus betreiben wollen, da die Technologie trotz der immensen Gefahren weitgehend klimaneutral ist.

Atomkraftwerke produzieren eine relativ konstante Menge an Strom, die Produktion kann nicht einfach spontan hoch- oder heruntergefahren werden, wenn sich der Bedarf der Stromverbraucher*innen im Laufe des Tages verändert.

Kohlekraft kann aus Stein- oder Braunkohle entstehen. Für die Energieerzeugung wird die Kohle mit hohem Druck und austretenden Rauch durch eine Turbine geleitet, die mit einem Generator zur Stromerzeugung verbunden ist. Steinkohle wird verwendet, um eine vorhersehbare, aber auch variable Energiemenge zu produzieren. Braunkohle wird für die Abdeckung einer Grundlast von Strom verwendet.

Da bei der Verbrennung der Kohle enorme CO2-Emissionen und große Mengen Feinstaub entstehen, bringt die Technologie große Nachteile mit sich. Der Anteil der Kohleenergie sinkt seit Jahren, 2019 betrug er im deutschen Strommix etwa 29 Prozent (20% Braunkohle, 9% Steinkohle). Ein endgültiger Ausstieg Deutschlands aus der Kohleenergie ist aber erst für 2038 geplant. Dies sei viel zu spät, um Deutschlands Klimaziele zu erreichen, sagen Kritiker*innen. Viele andere europäische Staaten steigen deutlich früher aus der Kohleenergie aus als Deutschland.

Das bei uns verwendete Erdgas stammt nur zu kleinen Teilen aus Deutschland. Der Großteil wird aus Ländern wie Russland, Norwegen oder den Niederlanden über Pipelines importiert. Das macht Deutschland von ausländischen Partnern abhängig und ist Gegenstand von verschiedenen Konflikten.

Verglichen mit anderen konventionellen Energiequellen entstehen bei der Verbrennung von Erdgas relativ geringe CO2-Emissionen und Feinstaub. Erdgaskraftwerke können durch gezielte Verbrennung die Stromschankungen, die mit Sonnen- oder Windenergie einhergehen, ausgleichen. Erdgas spielt daher auch eine wichtige Rolle bei der Energiewende. Doch Erdgas wird in Deutschland nur zu einem kleinen Teil für die Produktion von Energie eingesetzt, der Großteil geht an den Wärmemarkt.

Zahlreiche Windkraftanlagen wurden in den letzten Jahren deutschlandweit gebaut. Dabei versetzt der Wind die Flügel der Windräder in Bewegung, durch die Rotation entsteht Energie.

Der Ausbau der Windenergie verläuft in Deutschland zu langsam für die Ziele der Energiewende. Es gilt als kompiliziert, Genehmigungen für den Bau zu bekommen. Außerdem stellen sich an vielen Orten Bürgerinitiativen gegen den Aufbau und Betrieb von Windkraftanlagen, da sie sich vom Anblick und den Geräuschen der Windräder in ihrer näheren Umgebung gestört fühlen.

Bei Windenergie unterscheidet man zwischen Energie, die an Land und die auf dem Meer gewonnen wird. Die Windräder, die auf dem Meer ein paar Kilometer von der Küste entfernt sind, haben den Vorteil, dass sie keinen Eingriff in die Landschaft im menschlichen Lebensraum darstellen. Außerdem weht dort oft mehr Wind als an Land.

Das Potential von Windenergie ist enorm, allerdings auch stark wetterabhängig, da diese ohne Wind keine Energie liefern. Daher kann die Windenergie nur in Kombination mit anderen Energiequellen und Energiespeichern eine Säule bei der verlässlichen Energieversorgung in der Energiewende sein.

Die Sonne erwärmt die Erde. Mit Hilfe von Photovoltaikanlagen wird die auf die Erdoberfläche treffende Sonnenstrahlung in Energie umgewandelt. Diese Anlagen werden beispielsweise auf brachliegenden Feldern oder von Pivatpersonen auf ihren Dächern installiert.

Ähnlich wie bei der Windenergie ist auch die Sonnenenergie stark wetterabhängig und ist starken Schwankungen ausgesetzt. So ist sie beispielsweise von der Jahres- und Tageszeit abhängig, da die Sonne im Sommer mehr scheint als im Winter und tagsüber mehr als in der dunklen Nacht. Auch gibt es nicht an jedem Tag gleich viel Sonne.

Viele Haushalte in ländlichen Regionen mit Photovoltaikanlagen auf den Dach, verbrauchen den produzierten Strom in Teilen selbst. Das macht sie unabhängiger von einer Stromversorgung von außen und es muss weniger Strom von Stromanbieter zugekauft werden. Außerdem kann überschüssiger Strom vom Dach an den Stromanbieter verkauft und ins Netz eingespeist werden.

Bei der Stromgewinnung durch Biomasse werden Pflanzen wie Raps, Getreide, Zuckerrüben oder Mais verwendet. Diese können regional angebaut werden und müssen nicht weit transportiert werden. In Zeiten von Dürre mag es problematisch sein, Lebensmittel zu verbrennen. Dies kann zu steigeneden Lebensmittelpreisen führen. Aber auch Reststoffe wie Biomüll oder Gülle werden verwendet, um Energie aus Biomasse zu gewinnen. Dabei kann nur ein Teil in elektrischen Strom umgewandelt werden, der Rest kann als Wärmeenergie verwendet werden.

Der CO2-Ausstoß beim Verbrennen von Biomasse ist neutral. Die verbrannten Stoffe geben lediglich die CO2-Menge wieder ab, die sie beim Anbau aufgenommen haben. Die Energie kann dabei flexibel nach Bedarf produziert werden und ist nicht vom Wetter abhängig.