Energie

Als E. wird die Fähigkeit eines Systems bezeichnet, Arbeit zu leisten. Verschiedene Formen von E. sind: Wärme, chemische, mechanische und elektrische E., die sich ineinander umwandeln lassen.

Einsatz und Umwandlung von E. - ungenau als E.-Verbrauch bezeichnet - sind Voraussetzung für den Ablauf sämtlicher Lebensfunktionen. Die E. der Nahrung wird in Wachstum, Körperwärme und Bewegung umgesetzt. E. wird gebraucht für die Befriedigung wichtiger Bedürfnisse: Raumwärmebedarf (Im Jahr 2000 waren die privaten Haushalte mit fast 28 Prozent am gesamten Endenergieverbrauch Deutschlands beteiligt; 1990 waren es erst 25 Prozent. Damit stehen die privaten Haushalte an zweiter Stelle hinter dem Verkehr (mit rund 30 Prozent), aber noch vor der Industrie (26,5 Prozent). In den privaten Haushalten liegt der Anteil der H. am Energieendverbrauch sogar bei 76 Prozent und 11 Prozent für Warmwasserbereitung.Heizung), Die W. ist mit einem Anteil von 13% am Energieverbrauch der Haushalte nach der Heizung der größte Verbrauchssektor. Warmwasserbereitung, Transport (Verkehr). Schließlich ist die gesamte industrielle Produktion nur durch den Einsatz von E. möglich.

E. ist heute zu einem der wichtigsten P. sind Güter, die zur Produktion anderer Güter eingesetzt werden, sog. produzierende Produktionsmittel. Produktionsfaktoren und zu einer der wichtigsten Quellen von Umweltbelastungen geworden (s.u.)
Weltenergieverbrauch: Bis ins 18. Jahrhundert war Holz ist das Zellgewebe von Bäumen. Es besteht zum größten Teil aus Zellulose und zelluloseähnlichen Stoffen.

Holz weltweit der wichtigste E.-Träger. Durch die Nutzung von Kohle wurde die Industrialisierung ermöglicht, gleichzeitig stieg in den Industrieländern der E.-Verbrauch an. Nach dem Zweiten Weltkrieg hat sich infolge des wirtschaftlichen Aufschwungs und der Bevölkerungszunahme der E.-Verbrauch sowohl stark erhöht als auch in seiner Struktur gewandelt.

Erdöl und später Erdgas gewannen gegenüber der Kohle stark an Bedeutung. Von den regenerativen Energiequellen spielen bislang nur Als B. wird die auf der Erde vorhandene organische Substanz in lebenden, toten oder zersetzten Organismen bzw. deren Exkrementen bezeichnet. Biochemische Grundlage jeglicher B. ist der Kohlenstoff. Alle B. ist durch die von grünen Pflanzen gespeicherte Sonnenenergie entstanden.Biomasse (Holz ist das Zellgewebe von Bäumen. Es besteht zum größten Teil aus Zellulose und zelluloseähnlichen Stoffen.

Holz) und Wasserkraft gehört zu den regenerativen Energiequellen. Genutzt wird die kinetische und potentielle Energie des Wassers an Flüssen, Schleusen, Gezeitenkraftwerken und Staudämmen (Talsperren). Wasserkraft eine Rolle. Der Weltenergieverbrauch betrug 1989 356 ExaJoule (EJ), die sich wie folgt aufteilten: K. ist ein fossiler Brennstoff, der sich in Jahrmillionen aus abgestorbenen Pflanzen unter Luftabschluß und dem Druck darüberliegender Gesteinsschichten gebildet hat, und zwar in der Reihenfolge Holz, Torf, Braun-, Steinkohle, Anthrazit.Kohle 28%, Erdöl 38%, Erdgas ist ein brennbarer, fossiler Energieträger, der in unterirdischen Lagerstätten vorkommt. Das methanreiche Erdgas ist ein Gasgemisch, das man meist gemeinsam mit Erdöl vorfindet. Erdgas entsteht aus abgestorbener Biomasse unter Luftabschluss und hohem Druck. Erdgas 20%, siehe Kernspaltung, Kernfusion, Kernkraftwerk
Kernenergie (K. sind Kraftwerke, die die zur Stromerzeugung notwendige Wärme nicht durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, sondern durch Kernspaltung gewinnen. Kernkraftwerk) 6%, Wasserkraft gehört zu den regenerativen Energiequellen. Genutzt wird die kinetische und potentielle Energie des Wassers an Flüssen, Schleusen, Gezeitenkraftwerken und Staudämmen (Talsperren). Wasserkraft 2% und Als B. wird die auf der Erde vorhandene organische Substanz in lebenden, toten oder zersetzten Organismen bzw. deren Exkrementen bezeichnet. Biochemische Grundlage jeglicher B. ist der Kohlenstoff. Alle B. ist durch die von grünen Pflanzen gespeicherte Sonnenenergie entstanden.Biomasse 7%. Erfaßt man neben den sog. kommerziellen E.-Trägern auch (noch) kostenfreie E.-Träger wie Brennholz, so liefern Als B. wird die auf der Erde vorhandene organische Substanz in lebenden, toten oder zersetzten Organismen bzw. deren Exkrementen bezeichnet. Biochemische Grundlage jeglicher B. ist der Kohlenstoff. Alle B. ist durch die von grünen Pflanzen gespeicherte Sonnenenergie entstanden.Biomasse und Wasserkraft gehört zu den regenerativen Energiequellen. Genutzt wird die kinetische und potentielle Energie des Wassers an Flüssen, Schleusen, Gezeitenkraftwerken und Staudämmen (Talsperren). Wasserkraft 28% der verbrauchten E..

In der Dritten Welt deckt die Als B. wird die auf der Erde vorhandene organische Substanz in lebenden, toten oder zersetzten Organismen bzw. deren Exkrementen bezeichnet. Biochemische Grundlage jeglicher B. ist der Kohlenstoff. Alle B. ist durch die von grünen Pflanzen gespeicherte Sonnenenergie entstanden.Biomasse sogar 35% des gesamten E.-Verbrauchs. Die Menschen in den verschiedenen Teilen der Welt sind sehr unterschiedlich mit E. versorgt. Den vielen Menschen, die unter E.-Mangel leiden, steht eine kleine Zahl von Menschen gegenüber, die einen hohen E.-Verbrauch aufweisen: 25% der Weltbevölkerung verbraucht 75% der Weltprimär-E.. Der durchschnittliche Pro-Kopf-Verbrauch eines Nordamerikaners liegt um das 5fache über dem Weltdurchschnitt und sogar um das 22fache über dem Verbrauch eines Afrikaners. Prognosen nach wird der Weltenergiebedarf zukünftig infolge weiteren Wirtschafts- und Bevölkerungswachstums gerade in der Dritten Welt stark anwachsen, was, solange der Großteil der E. aus der Als Verbrennung bezeichnet man umgangssprachlich eine chemische Reaktion, bei der sich ein chemisches Element schnell und unter Wärmeabgabe mit Sauerstoff verbindet. Verbrennung fossiler Brennstoffe und Holz ist das Zellgewebe von Bäumen. Es besteht zum größten Teil aus Zellulose und zelluloseähnlichen Stoffen.

Holz gewonnen wird, zu immensen Umweltrisiken führen wird (Die während des Tages einfallende Sonnenstrahlung (Globalstrahlung) wird von der Atmosphäre und vom Erdboden in Form von Wärme gespeichert und nachts als Infrarotstrahlung in den Weltraum abgegeben. Treibhauseffekt).

Deshalb, und wegen der zur Neige gehenden Die in der Erde lagernden Vorräte an fossilen Brennstoffen und Uran, aus denen heute ca. 90% des Weltprimärenergiebedarfs (Energie) gedeckt wird, bezeichnet man als E.. Energiereserven, ist ein Umschwenken auf R. sind Energiequellen, die durch natürliche Energiespender ständig erneuert werden und somit unerschöpflich sind.regenerative Energiequellen Gebot der Stunde.
BRD: Nach dem Zweiten Weltkrieg ist der Primärenergieverbrauch der BRD stark angewachsen, von 4.100 PJ im Jahr 1950 auf 11.092 PJ im Jahr 1973. Während die Kohle 1950 noch ca. 90% der Primär-E. lieferte, waren es 1973 nur noch 31%. Gleichzeitig konnte das in großen Mengen billig zur Verfügung stehende Erdöl seinen Anteil von ca. 5% (1950) auf 55% (1973) ausdehnen.

Seit der Ölpreiskrise 1973 stagniert der Primärenergieverbrauch trotz weiteren Wirtschaftswachstums. Ursachen sind der sparsamere und rationellere Einsatz von E. (Unter R. bzw. rationeller Energieversorgung versteht man alle Technologien, die Energie mit hohem Wirkungsgrad nutzen bzw. die Energie in möglichst großem Maße dem eigentlichen Nutzziel (z.B. Stromerzeugung oder Wohnraumbeheizung) zuführen.rationelle Energienutzung) und eine Umstrukturierung der Auch als sekundärer Sektor bezeichnet, in Abgrenzung von Landwirtschaft (primärer Sektor) und Dienstleistungen (tertiärer Sektor). Industrie von einer E.- und rohstoffintensiven (z.B. Stahlerzeugung) hin zu einer mehr technologie- und dienstleistungsorientierten Industrie.
Bei der Beschreibung des E.-Verbrauchs treten folgende Größen auf: Das E.-Aufkommen ist die Gesamt-E. aller im Land geförderten und importierten E.-Träger.

Daraus erhält man nach Abzug von Export und Bunkerung den

Primärenergieverbrauch, d.h. die tatsächlich im Land verbrauchte E.. Hiervon wird ein großer Teil in
Sekundär-E., z.B. Benzin, Heizöl, Strom oder Brikett umgewandelt.
Bei der Umwandlung treten hohe Verluste, vor allem in Kraftwerken als Abwärme, auf. Die gesamte dem Endverbraucher zur Verfügung stehende E. heißt
End-E.; sie enthält neben der Sekundär-E. noch die ohne weitere Umwandlung nutzbare Primär-E. (z.B. Steinkohle oder Importstrom). 60% der End-E. werden zur Wärmegewinnung eingesetzt (Heizung, Warmwasserbereitung).
Nutz-E. entspricht dem E.-Bedarf des Endverbrauchers z.B. an Wärme, Licht oder Kraft. Auch bei der Umwandlung von End- in Nutz-E. beim Verbraucher treten weitere Verluste auf, z.B. bei der Heizung oder beim Auto, so daß von der eingesetzten Primär-E. insgesamt vom Verbraucher nur ca. 30% genutzt werden (Wirkungsgrad).

Der Bereich E.-Gewinnung und -Nutzung ist für einen Großteil der Umweltbelastungen verantwortlich (Kosten, die nicht in den Marktpreisen enthalten sind, da sie nicht vom eigentlichen Verursacher getragen werden, werden als E. bezeichnet. Externe Kosten).
Förderung: Braunkohle, S. (Kohle) ist ein fossiler Brennstoff. Wegen ihres höheren Alters liegt sie meist tiefer als Braunkohle und muß unter Tage abgebaut werden (Fördertiefen heute bis zu 1.200 m).Steinkohle, Chemisches Element, Symbol U, Ordnungszahl 92, Schmelzpunkt 1.132 Grad C, Siedepunkt 3.818 Grad C, Dichte 19,2 g/cm3, Schwermetall, dessen Verbindungen sehr giftig sind (MAK-Wert 0,25 mg/m3).Uran;
Nutzung und Umwandlung: Kraftwerke sind Anlagen, die aus verschiedenen Energieträgern Strom gewinnen. Kraftwerk (In K. wird zur Stromerzeugung Braun- oder Steinkohle verbrannt (Kraftwerk, Kohle).Kohlekraftwerk, K. sind Kraftwerke, die die zur Stromerzeugung notwendige Wärme nicht durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, sondern durch Kernspaltung gewinnen. Kernkraftwerk), Verkehr, Im Jahr 2000 waren die privaten Haushalte mit fast 28 Prozent am gesamten Endenergieverbrauch Deutschlands beteiligt; 1990 waren es erst 25 Prozent. Damit stehen die privaten Haushalte an zweiter Stelle hinter dem Verkehr (mit rund 30 Prozent), aber noch vor der Industrie (26,5 Prozent). In den privaten Haushalten liegt der Anteil der H. am Energieendverbrauch sogar bei 76 Prozent und 11 Prozent für Warmwasserbereitung.Heizung, Die während des Tages einfallende Sonnenstrahlung (Globalstrahlung) wird von der Atmosphäre und vom Erdboden in Form von Wärme gespeichert und nachts als Infrarotstrahlung in den Weltraum abgegeben. Treibhauseffekt, Saurer Regen, Immissionsbedingtes W. tritt seit der Errichtung größerer Industrien auf. Durch die zunehmende Industrialisierung und den Bau hoher Schornsteine, die die Schadstoffe großräumig verteilten, trat das W. dann seit Beginn der 70er Jahre großflächig auf.Waldsterben.

Eine Verringerung von E.-Verbrauch und Umweltbelastung läßt sich z.B. durch folgende Maßnahmen erzielen: Reduzierung des Raumwärmbedarfs (Wärmedämmung, N. sind Häuser, die deutlich weniger Heizenergie verbrauchen als heutige Standardbauten. Gegenüber Gebäuden, die nach der gültigen Wärmeschutzverordnung gebaut sind, liegt der Heizwärmebedarf (Heizung) bei N. um etwa 30 - 50 % niedriger.Niedrigenergiehaus, Fenster sind Teile der umschließenden Außenhaut eines Gebäudes und damit Grenzflächen zwischen innen und außen. Fenster), umweltfreundliche Heizungssysteme (Fernwärme, Brennwertkessel), Zurückdrängen des Individualverkehrs zugunsten öffentlicher Verkehrsmittel (Verkehr, öffentlicher Personennahverkehr, Schienenverkehr), Reduzierung von Stromanwendungen im Bereich Im Jahr 2000 waren die privaten Haushalte mit fast 28 Prozent am gesamten Endenergieverbrauch Deutschlands beteiligt; 1990 waren es erst 25 Prozent. Damit stehen die privaten Haushalte an zweiter Stelle hinter dem Verkehr (mit rund 30 Prozent), aber noch vor der Industrie (26,5 Prozent). In den privaten Haushalten liegt der Anteil der H. am Energieendverbrauch sogar bei 76 Prozent und 11 Prozent für Warmwasserbereitung.Heizung und Die W. ist mit einem Anteil von 13% am Energieverbrauch der Haushalte nach der Heizung der größte Verbrauchssektor. Warmwasserbereitung (Physikalisch: Bewegte elektrische Ladungen (Elektrizität) werden als elektrischer S. bezeichnet.Strom, Elektrospeicherheizung), Verringerung der Verluste bei der Stromerzeugung (Physikalisch: Bewegte elektrische Ladungen (Elektrizität) werden als elektrischer S. bezeichnet.Strom, Kraft-Wärme-Kopplung, Blockheizkraftwerk, K. sind Kraftwerke Kraft-Wärme-Kopplung, bei denen Gas- und Dampf-Prozesse gekoppelt sind.Kombikraftwerk), Nutzung industrieller Abwärme und verstärkter Einsatz regenerativer Energiequellen.

Autor: KATALYSE-Institut, Köln

Druckansicht

Stand: 18. Februar 2004
Erstellt: 10. Mai 2001