Das größte Klimaproblem: Saubere Energie

6 Minuten

Aktualisiert am: 17 Apr 2021

Image of Anteil der weltweiten Energieemissionen — Anteil der weltweiten Energieemissionen

Nahezu alles, was wir heutzutage tun, benötigt große Mengen Energie.

Image of Beispiele von Dingen, die Energie benötigen — Beispiele von Dingen, die Energie benötigen

Können wir einfach weniger verbrauchen?

Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Entwicklungsstufe eines Landes und dem Energieverbrauch pro Einwohner .

Image of Zusammenhang zwischen Energieverbrauch und Entwicklung — Zusammenhang zwischen Energieverbrauch und Entwicklung

Man sieht, dass die Steigung der Kurve oberhalb von 5.000 kWh pro Einwohner abflacht. Anders ausgedrückt: Der Verbrauch von mehr als 5.000 kWh pro Einwohner fördert die Entwicklung eines Landes nur marginal . Viele der Länder, in denen weniger als 5.000 kWh Energie pro Einwohner eingesetzt wird, sind immernoch Entwicklungsländer und verfügen bisweilen über keine funktionierende Gesundheits- und Bildungssysteme . In einer perfekten Welt wären alle Länder bestrebt, energieeffizient zu handeln, um ein gutes Entwicklungsniveau bei minimalem Energieeinsatz zu erreichen.

Image of Energieverbrauch pro Person — Energieverbrauch pro Person

Viele der Dinge, die Menschen in der EU und den USA als selbstverständlich ansehen (gute Infrastruktur, zuverlässige Stromversorgung usw.), können in Subsahara-Afrika oder in Teilen Südostasiens nicht realisiert werden, da dort nicht genügend Energie zur Verfügung steht.

Was ist das Problem?

Obwohl Energie wichtig für die Entwicklung erscheint, wird sie größtenteils auf Kosten der Umwelt gewonnen .

Image of Primäre Energiequellen — Primäre Energiequellen

Dieses Diagramm zeigt, woher wir unsere Energie erhalten. Leider stammen 84.7% unserer Energie aus fossilen Brennstoffen (Kohle, Öl und Gas). Das ist schlecht für den Klimawandel, weil das Verbrennen von fossilen Brennstoffen das Treibhausgas CO₂ erzeugt.

Kohle, Öl und Gas stoßen pro kWh Energie viel mehr CO₂ aus als andere Energiequellen, wie z.B. Kernkraft, Wind, Sonne und Wasser .

Als ob dies noch nicht genug wäre, ist die Luftverschmutzung durch die Verwendung fossiler Brennstoffe für viel mehr Todesfälle als andere Energiequellen verantwortlich .

Werfen wir einen Blick auf die Zahlen (woher sie stammen, werden wir uns in späteren Kapiteln anschauen):

Image of Todesrate und Treibhausgasemissionen pro TWh Energie — Todesrate und Treibhausgasemissionen pro TWh Energie

Energie wird in allen Teilen der Gesellschaft verwendet: angefangen von Stromverbrauch und Heizung in unseren Wohnungen über Verkehr bis hin zur Stahlproduktion und anderer Schwerindustrie .

In diesem Kurs geht es darum, wie wir in jedem dieser Sektoren Ersatz für fossile Brennstoffe finden können, um so die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Dies wird eine lange Reise sein, aber lasst uns mit der grundlegendsten Frage beginnen:

Was ist Energie?

Menschen bekommen ihre Energie aus der Nahrung . Aber Energie ist überall, nur in unterschiedlicher Form. Wichtig: Energie wird nie zerstört oder erschaffen. Sie wird lediglich von einem Typ in einen anderen umgewandelt .

Alle Formen der Energie fallen in zwei Kategorien :

Kinetische Energie: Die Energie der Bewegung .
Potentielle Energie: Stell dir die potenzielle Energie als Budget vor. Sie ist das Geld, das du hast und ausgeben kannst, wenn nötig.

In diesen Unterkategorien gibt es unterschiedliche Energieformen:

Image of Formen der Energie — Formen der Energie

Du siehst, warum Energie so wichtig für die Entwicklung ist: Wir verwenden sie als thermische Energie zum Heizen unserer Wohnungen, als kinetische Energie, wenn wir unsere Autos fahren, und als elektrische Energie, um nicht im Dunklen zu sitzen.

Energie (in sämtlichen Formen) wird in einer Einheit namens u0022Jouleu0022 gemessen . Wenn du also einen Ball hochhälst, der dann 100 Joule potentielle Energie aus der Gravitationskraft besitzt, dann kannst du diese in 100 Joule kinetische, thermische und akustische Energie umwandeln, indem du ihn fallen lässt.

Image of Energieumwandlung — Energieumwandlung

Ein Teil der Energie geht durch Reibung verloren. Warum? Nun ja, es ist so, als ob du deine Hände aneinander reibst und sie dabei warm werden . Die Umwandlung von Energie ist also fast nie zu 100 % effizient; etwas Energie wird stets als Wärme an die Umgebung abgegeben ! Das wird im Verlauf des Kurses noch sehr wichtig werden.

Wie funktioniert Elektrizität?

Strom besteht aus kleinen Teilchen, den sog. Elektronen, die durch ein Gerät wie eine Lampe, einen Computer oder einen Ofen fließen .

Es gibt drei wichtige Messgrößen beim Strom:

Spannung: Sie gibt an, wie stark die Elektronen auf die Seite des positiven Potentials gezogen werden. Sie wird in Volt (V) gemessen.
Stromstärke: Sie gibt an, wie viele Elektronen pro Sekunde durch den Leiter fließen. Sie wird in Ampere (A) gemessen.
Zeit: Die Zeitspanne, innerhalb welcher wir ein elektrisches Gerät betreiben, wird in Stunden (h) gemessen.

Spannung und Stromstärke geben zusammen das, was man Leistung nennt. Sie wird in Watt gemessen und anhand der folgenden Gleichung berechnet:

Image of Leistungsgleichung — Leistungsgleichung

Mit der Einheit Watt können wir messen, wie viel Leistung ein Gerät unabhängig von der verwendeten Spannung benötigt. Die Leistung multipliziert mit der Einsatzzeit eines Geräts ergibt die benötigte Energie . Wir nehmen als Beispiel eine 60-Watt-Glühbirne, die zwei Stunden leuchtet. Dabei werden 120 Wattstunden (Wh) Energie verbraucht. Dies entspricht 432.000 Joule.

Image of Energiegleichung — Energiegleichung

Nun, da wir die Grundlagen behandelt haben, lasst uns untersuchen, wie man Energie gewinnen kann. Das nächste Kapitel beschäftigt sich mit dem Status quo: fossile Brennstoffe. Nachdem wir diese verstanden haben, schauen wir uns verschiedene Möglichkeiten für deren Ersatz an.

Nächstes Kapitel