Energiequellen im Zeitenwandel - Teil 1

Energiequellen im Zeitenwandel — Teil 1

Energiequellen im Zeitenwandel — Teil 1

Nachhaltigkeit und der Blick in die Vergangenheit

Bei allem, was man tut, das Ende zu beden­ken, das ist Nach­hal­tig­keit.“ Eric Schweit­zer 

Der Arti­kel „Ener­gie­quel­len im Zei­ten­wan­del – Teil 1“ — zeigt, wie Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen Gesell­schaft, Umwelt­be­din­gun­gen und tech­ni­schen Mög­lich­kei­ten die Art der Ener­gie­ge­win­nung in der Ver­gan­gen­heit ver­än­der­te sowie die Not­wen­dig­keit zur Nach­hal­tig­keit den aktu­el­len Wan­del zu Erneu­er­ba­ren Ener­gien und zur höhe­ren Ener­gie­ef­fi­zi­enz beför­dert. 

Inhaltsverzeichnis

  1. Vor­wort: Was ist Energie?
  2. Ener­gie­at­las
  3. Ursa­che von Energie
  4. Fun­da­men­te aller Energiequellen
  5. Ener­gie­quel­len im Zeitenwandel 
    1. Nach­hal­tig­keit und der Blick in die Ver­gan­gen­heit (Ener­gie­quel­len im Zei­ten­wan­del — Teil 1)
    2. Ent­ste­hen, Exis­tenz und Ver­ge­hen der Ster­ne als Ener­gie­quel­len (Ener­gie­quel­len der Gegenwart)
    3. Neue Mög­lich­kei­ten am Hori­zont und die Zukunft ist offen
  6. Erneu­er­ba­re Ener­gie im Überblick 
    1. Direk­te Nut­zung der Sonnenstrahlung
    2. Bewe­gungs­en­er­gie des Windes
    3. Bewe­gungs­en­er­gie und che­mi­sche Ener­gie von Meerwasser
    4. Bewe­gungs­en­er­gie von Fließwasser
    5. Wär­me­en­er­gie der Erdkruste
    6. Che­mi­sche Ener­gie der Biomasse
  7. Fort­set­zung folgt …

Die Suche nach Energiequellen in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

Die Beant­wor­tung der Fra­ge, was Ener­gie ist, führ­te zur Suche nach der eigent­li­chen Ursa­che von Ener­gie sowie zur Fra­ge, auf wel­chen fun­da­men­ta­len Ursa­chen alle Ener­gie­quel­len basie­ren. 

Damit ste­hen die grund­le­gen­den Bau­stei­ne zur Ver­fü­gung, um zum Ener­gie­at­las zurück­zu­keh­ren. Der­ar­tig aus­ge­rüs­tet star­tet die Suche nach Wegen der Extrak­ti­on von Pri­mär­ener­gie sowie die Beschrei­bung dar­auf basie­ren­der Mög­lich­kei­ten zur Umset­zung von Ener­gie­zy­klen. Dabei wer­den bekann­te Ver­fah­ren im his­to­ri­schen Zusam­men­hang behan­delt. Wel­che Ener­gie­lö­sun­gen nutz­ten ver­gan­ge­ne Zivi­li­sa­tio­nen? Wie wird Ener­gie in der moder­nen Indus­trie­ge­sell­schaft bereit­ge­stellt und wel­chen Wan­del beschreibt der aktu­el­le Begriff der Ener­gie­wen­de? Schluss­end­lich erlau­ben wir uns auch einen Blick in die Zukunft bezüg­lich mög­li­cher, zusätz­li­cher Ener­gie­zy­klen. Dabei wird deut­lich, dass bis­he­ri­ge, aktu­el­le Ver­fah­ren sowie Metho­den der nähe­ren Zukunft auf zwei grund­sätz­li­chen Fun­da­men­ten aller Ener­gie­quel­len beru­hen. Dies betrifft elek­tro­ma­gne­ti­schen Poten­tia­le sowie Gra­vi­ta­ti­ons­po­ten­zia­le als Ursa­che aller tech­nisch genutz­ten Ener­gie­quel­len. 

Ein Blick in die fer­ne­re Zukunft ent­spricht sprich­wört­lich dem Blick in die Glas­ku­gel. Die aktu­el­len Fort­schrit­te in der Phy­sik las­sen hin­ter dem Nebel im Inne­ren der Glas­ku­gel zukünf­ti­ge Mög­lich­kei­ten erah­nen. Der Blick in die Fer­ne wird des­halb die Suche nach wei­te­ren Ener­gie­zy­klen offen­hal­ten, aber auch Raum für Spe­ku­la­tio­nen bieten.

Nachhaltigkeit

Die Ener­gie­ge­win­nung basier­te in der Geschich­te des mensch­li­chen Fort­schrit­tes auf der Nut­zung unter­schied­lichs­ter Ener­gie­quel­len. Dabei ent­wi­ckel­te sich die moder­ne Indus­trie­ge­sell­schaft mit Ener­gie­trä­gern auf Basis fos­si­ler Roh­stof­fe sowie durch die Nut­zung radio­ak­ti­ver Mate­ria­li­en in Kern­spal­tungs­pro­zes­sen. Erneu­er­ba­re Ener­gie­quel­len ver­drän­gen zuneh­mend deren Ein­satz. Um nun die Nut­zungs­for­men von Ener­gie­quel­len in die­se Kate­go­rien ein­ord­nen zu kön­nen, müs­sen wir uns mit dem Begriff der Nach­hal­tig­keit aus­ein­an­der­set­zen. Die­ser Begriff wird teil­wei­se infla­tio­när ein­ge­setzt. Nach­hal­tig­keit wird als Hand­lungs­prin­zip zur Res­sour­cen-Nut­zung, bei dem eine dau­er­haf­te Bedürf­nis­be­frie­di­gung durch die Bewah­rung der natür­li­chen Rege­ne­ra­ti­ons­fä­hig­keit der betei­lig­ten Sys­te­me (vor allem von Lebe­we­sen und Öko­sys­te­men) gewähr­leis­tet wer­den soll, beschrie­ben. [Sei­te „Nach­hal­tig­keit“, In: Wiki­pe­dia, 14. Juli 2022]. Die Defi­ni­ti­on deu­tet dar­auf hin, dass der Begriff Nach­hal­tig­keit eher Dyna­mik als Sta­tik beschreibt. Die Ent­wick­lung der Lebens­räu­me und damit der dar­in ein­ge­bet­te­ten Ener­gie­land­schaf­ten ist ein dyna­mi­scher Pro­zess der Ver­än­de­rung, der die Sys­tem­wand­lung beinhal­tet. Der Erhalt des Lebens erfor­dert aber auch eine gewis­se Sta­bi­li­tät des Sys­tems und sei­ner wesent­li­chen Eigen­schaf­ten. Zur Ent­wick­lung des Lebens wer­den die Sys­tem­res­sour­cen der jewei­li­gen Lebens­räu­me benö­tigt. Um die not­wen­di­ge Sta­bi­li­tät des Sys­tems zu sichern, ist zwin­gend des­sen Rege­ne­ra­ti­ons­fä­hig­keit zu gewähr­leis­ten, die sich auf Grund­la­ge inter­ner Pro­zess­ge­schwin­dig­kei­ten aber auch auf Basis des Aus­tau­sches mit der exter­nen Sys­tem­um­ge­bung durch Zuflüs­se und Abflüs­se ergibt. Die­ses fra­gi­le Gleich­ge­wicht eines meta­sta­bi­len Sys­tems wur­de durch die über­mä­ßi­ge Nut­zung fos­si­ler Res­sour­cen sowie der natür­li­chen Ange­bo­te unse­rer Lebens­räu­me gestört. In die­sem kom­ple­xen Umfeld bewegt sich der Kern der Nach­hal­tig­keits­dis­kus­sio­nen. 

Ressourcenschonung und Begrenzung von Risiken

Auf­grund glo­ba­ler Aus­wir­kun­gen der seit der indus­tri­el­len Revo­lu­ti­on genutz­ten For­men der Ener­gie­ge­win­nung mit fos­si­len und nuklea­ren Quel­len voll­zog sich der Para­dig­men­wech­sel zur nach­hal­ti­gen Ener­gie­po­li­tik. Es gilt die dro­hen­de Kli­ma­ver­än­de­rung durch Aus­stoß kli­ma­schäd­li­cher Gase in die Atmo­sphä­re und damit den Ver­lust von Sta­bi­li­tät, mit kata­stro­pha­len Kon­se­quen­zen für die seit dem Ende der letz­ten Eis­zeit vor 10.000 Jah­ren rela­tiv kon­stan­ten Umwelt­be­din­gun­gen, abzu­wen­den. Die zusätz­li­che Her­aus­for­de­rung besteht dar­in, die Res­sour­cen der Erde auch für unse­re Nach­kom­men zu erhal­ten. Dabei stellt sich die Fra­ge, wie weit das Poten­ti­al der Ver­gan­gen­heit aus­ge­schöpft wer­den kann, um die Zukunft unter Erhalt der wesent­li­chen Sys­tem­ei­gen­schaf­ten und der Fähig­keit zur Sys­tem­re­ge­ne­ra­ti­on zu gestalten.

Der Begriff Nach­hal­tig­keit ist eben­so bei der Beur­tei­lung des Ein­sat­zes nuklea­rer Ener­gie­quel­len zu ver­wen­den. Nuklea­re Ver­fah­ren zur Ener­gie­ge­win­nung beru­hen bis­her auf der Kern­spal­tung. Dem umge­kehr­ten Ver­fah­ren, der Kern­fu­si­on, wid­men wir uns im Kapi­tel zur Zukunft der Ener­gie­ge­win­nung. Zwar ist spalt­ba­res Mate­ri­al lang­fris­tig vor­han­den. Es fin­det bei sta­bi­lem Betrieb eines Kern­kraft­wer­kes auch kein Aus­stoß kli­ma­schäd­li­cher Gase statt. Das inak­zep­ta­ble Rest­ri­si­ko für eine radio­ak­ti­ve Kata­stro­phe und die Unmög­lich­keit einer sta­bi­len Lage­rung von radio­ak­ti­ven Rest­stof­fen über Jahr­hun­dert­tau­sen­de scheint aber den Nach­hal­tig­keits­prin­zi­pi­en zum Erhalt wesent­li­cher Eigen­schaf­ten und der natür­li­chen Rege­ne­ra­ti­ons­fä­hig­keit der Erde zu wider­spre­chen. Hier stellt sich die Fra­ge, wie weit das zukünf­ti­ge Sys­tem belas­tet wird und damit vor­ab aus­ge­schöpft wer­den kann, um wich­ti­ge Sys­tem­ei­gen­schaf­ten auch in der Zukunft vorzufinden.

Die Anwen­dung des Nach­hal­tig­keits­be­grif­fes zeigt aber auch, dass die Nut­zung fos­si­ler Ener­gie­trä­ger nicht per se den nicht nach­hal­ti­gen Pro­zes­sen zuzu­ord­nen ist. Mensch­li­che Ener­gie­ge­win­nung basier­te lan­ge auf der Anwen­dung eige­ner Mus­kel­kraft oder der von Tie­ren, um Bewe­gungs­en­er­gie zu erhal­ten. Die Mus­kel­kraft beruht wie­der­um auf der in Pflan­zen und Tie­ren gespei­cher­ten che­mi­schen Ener­gie, die mit der Nah­rung auf­ge­nom­men wird. Der Ener­gie­ein­satz aus der Nah­rungs­ket­te ist nach­hal­tig, wenn nicht mehr Leben genom­men wird als neu ent­ste­hen kann. Dies­be­züg­lich ist die heu­ti­ge Über­fi­schung der Mee­re kein nach­hal­ti­ger Prozess.

Koexistenz von Fossilen und Erneuerbaren in früheren Zivilisationen

Eben­so war die Gewin­nung von Wär­me für den mensch­li­chen Bedarf beim Hei­zen und Kochen unter Nut­zung orga­ni­scher, pflanz­li­cher Roh­stof­fe, bei­spiels­wei­se durch die Nut­zung von Holz, solan­ge nach­hal­tig, wie weni­ger Holz ver­braucht wur­de als zur glei­chen Zeit nach­wach­sen konn­te. Gleich­zei­tig bewirk­te die aus­ge­gli­che­ne Nut­zung zwi­schen Abbau und neu­em Wachs­tum, dass der Koh­len­di­oxid-Anteil in der Luft kon­stant blieb. Bei einer gerin­gen Bevöl­ke­rungs­zahl auf der Erde konn­te dies gewähr­leis­tet wer­den. Unter den Bedin­gun­gen des star­ken Bevöl­ke­rungs­wachs­tums zeigt das Schwin­den von Wald­flä­chen in Ost­asi­en und in Süd­ame­ri­ka nun, dass die­se Form der Umwand­lung von Ener­gie­ar­ten nicht mehr nach­hal­tig ist. Heu­te nutzt die Mensch­heit die Res­sour­cen der Erde schnel­ler als sie nach­wach­sen kön­nen und gibt mehr Koh­len­di­oxid in die Atmo­sphä­re ab als neu gebun­den wird. Die Eigen­schaf­ten des Sys­tems Erde ändern sich damit mas­siv. Über­le­bens­fä­hi­ge Gesell­schaf­ten der Ver­gan­gen­heit bewahr­ten die Res­sour­cen ihrer Umwelt. Bei Raub­bau an den Res­sour­cen im Sin­ne nicht nach­hal­ti­ger Ver­wen­dung ver­schwand aber Schritt für Schritt die Lebens­grund­la­ge der ent­spre­chen­den Gesell­schaft und es ende­te die jewei­li­ge erfolg­rei­che Entwicklung.

Doch auch schon vor der Peri­ode der Indus­tria­li­sie­rung mit inten­si­ver Nut­zung fos­si­ler Ener­gie­trä­ger nutz­te die Mensch­heit erneu­er­ba­re Ener­gien. Schif­fe fuh­ren mit Wind­kraft. Seit 2000 vor Chris­tus wird Was­ser­en­er­gie zum Antrieb mecha­ni­scher Ein­rich­tun­gen genutzt. In der Mehl­müh­le arbei­te­te der Mül­ler mit Wind­kraft. Schon 1500 vor Chris­tus haben die Ägyp­ter begon­nen, Son­nen­en­er­gie zu nut­zen. Zur Zeit des Pha­ra­os Ech­na­ton wur­den mit Son­nen­en­er­gie die Tore eines Tem­pels mor­gens geöff­net und abends geschlos­sen, indem Son­nen­kol­lek­to­ren Was­ser erwärm­ten und die mecha­ni­sche Ener­gie aus der Aus­deh­nung von Was­ser gewon­nen wur­de. Vor der ers­ten indus­tri­el­len Revo­lu­ti­on bis in die Anfän­ge des 19. Jahr­hun­derts wur­de die zur Pro­duk­ti­on benö­tig­te Ener­gie vor­ran­gig durch Wind- und Was­ser­kraft gewon­nen. Schon 1790 erbrach­ten in Euro­pa eine hal­be Mil­li­on Klein­was­ser­rä­der eine Leis­tung von unge­fähr 1,65 Giga­watt [Rif­kin, 2014].

Kohle und Öl als Treiber der industriellen Revolution und Hemmnis von Energieinnovationen

Die auf­kom­men­de Koh­le- und Erd­öl­wirt­schaft wäh­rend der ers­ten und zwei­ten indus­tri­el­len Revo­lu­ti­on beschleu­nig­te die mensch­li­che Ent­wick­lung, redu­zier­te aber gleich­zei­tig die Inno­va­ti­ons­fä­hig­keit der Ener­gie­wirt­schaft. Die Kohle‑, Gas- und Erd­öl­nut­zung mach­te über ein Jahr­hun­dert alle Über­le­gun­gen bezüg­lich neu­er Ener­gie­trä­ger über­flüs­sig. Mit­tels der im Kapi­tel Ener­gie­at­las ein­ge­führ­te Metho­de schau­en wir uns nach­fol­gend die­sen ein­fa­chen Ener­gie­zy­klus an, der die Mensch­heit über zwei­hun­dert Jah­re auf Kos­ten der über hun­der­te Mil­lio­nen Jah­ren ent­stan­de­nen Roh­stof­fe beglei­te­te. Mit den Sym­bo­len des Ener­gie­at­las las­sen sich zwei Ener­gie­zy­klen ent­spre­chend der nach­fol­gen­den Abbil­dung anein­an­der ket­ten. 

Vom Solarzyklus zum Fossilzyklus
Abbil­dung: Sola­rer Erzeu­gungs­zy­klus der Jahr­mil­lio­nen trifft auf fos­si­len Nut­zungs­zy­klus der Jahr­hun­der­te; copy­right by Andre­as Kieß­ling, 2022 (Sym­bol­ty­pen ent­spre­chend Kapi­tel Ener­gie­at­las) 

Im Kapi­tel Fun­da­men­te aller Ener­gie­quel­len frag­ten wir, was die Welt im Inners­ten zusam­men­hält. Die Suche führ­te auch zu den Kern­kräf­ten, bezüg­lich der heu­te zwei ver­schie­de­ne Wege der Ener­gie­ge­win­nung bekannt sind. Die Erfor­schung des ers­ten Pfa­des führ­te die Mensch­heit zur Atom­bom­be sowie zur fried­li­chen Nut­zung der Kern­spal­tung für die Ener­gie­ge­win­nung. Der zwei­te Pfad betrifft die Kern­fu­si­on. Dar­an bei­ßen sich die Wis­sen­schaft­ler seit 70 Jah­ren noch die Zäh­ne aus. Wir kom­men dar­auf zurück. Doch an die­ser Stel­le gebührt die Ehre zuerst der Son­ne als Ener­gie­quel­le, die mit dem Ener­gie­trä­ger Was­ser­stoff seit knapp 5 Mil­li­ar­den Jah­ren die Kern­fu­si­on erfolg­reich nutzt. Der Extrak­ti­ons­pro­zess von Ener­gie beruht dar­auf, dass beim Ver­schmel­zen von Was­ser­stoff­ato­men auf­grund des hohen Dru­ckes und der hohen Tem­pe­ra­tur im Kern der Son­ne Ener­gie in Form von Licht­teil­chen frei wird. Die­se Pho­to­nen genann­ten Teil­chen kämp­fen sich nach der Ent­ste­hung 10.000 bis 170.000 Jah­re lang an die Ober­flä­che der Son­ne, um dann als Solar­strah­lung die 150 Mil­lio­nen Kilo­me­ter zur Erde mit Licht­ge­schwin­dig­keit in rund 8 Minu­ten zu überbrücken.

Die Solar­strah­lung bil­det eine der wich­tigs­ten Pri­mär­ener­gie­for­men zur Ent­wick­lung des Lebens auf der Erde. Mit der Pho­to­syn­the­se ent­wi­ckel­ten Mikro­or­ga­nis­men schon vor unge­fähr 3 Mil­li­ar­den Jah­ren eine effek­ti­ve Form der Nut­zung von Solar­ener­gie zur Umwand­lung in che­mi­sche Ener­gie. Die Orga­nis­men nut­zen bei der Pho­to­syn­the­se Licht, Was­ser und Koh­len­di­oxid. Dabei erzeu­gen sie Glu­co­se und Sau­er­stoff, wobei Glu­co­se qua­si mit che­mi­scher Ener­gie das Lebens­eli­xier bil­det. Für die meis­ten der damals exis­tie­ren­den Lebens­for­men war der stei­gen­de Sau­er­stoff­ge­halt in der Atmo­sphä­re eine Kata­stro­phe. Das Ster­ben der meis­ten Arten zu die­ser Zeit ging in die Erd­ge­schich­te unter dem Begriff Sau­er­stoff­ka­ta­stro­phe ein. Die Ver­än­de­rung der Atmo­sphä­re bis zur Ein­stel­lung eines neu­en Gleich­ge­wich­tes zwi­schen Sau­er­stoff und Koh­len­di­oxid dau­er­te wei­te­re zwei Mil­li­ar­den Jah­re. Seit einer Mil­li­ar­de Jah­ren besteht das neue Ver­hält­nis. In der Fol­ge ent­stan­den völ­lig neue Lebens­for­men im Was­ser und seit 475 Mil­lio­nen Jah­ren auch an Land. Seit­dem besteht zwi­schen dem Wach­sen und dem Ver­ge­hen von Pflan­zen ein Gleich­ge­wicht, das wie­der­um das Gleich­ge­wicht in der Atmo­sphä­re sichert.

Das durch Pho­to­syn­the­se ent­ste­hen­de orga­ni­sche Mate­ri­al ver­schwand aber nicht. Ster­ben­de Pflan­zen wan­del­ten sich zu Torf, Koh­le, Erd­öl und Erd­gas als Trä­ger che­mi­scher Ener­gie. Durch ver­schie­de­ne geo­lo­gi­sche Pro­zes­se, die mit der Ver­schie­bung der Erd­plat­ten seit hun­der­ten Mil­lio­nen Jah­ren Pflan­zen­ab­la­ge­run­gen in tie­fe­re Erd­schich­ten brin­gen, ent­stan­den welt­weit Spei­cher für che­mi­sche Ener­gie. Die­se Spei­cher bestehen als Koh­le­flö­ze mit Braun- und Stein­koh­le, aber auch als in tie­fe Erd­schich­ten ein­ge­la­ger­te Erd­öl- und Erd­gas­men­gen. Damit schließt der pri­mä­re Ener­gie­zy­klus aus­ge­hend von der Son­ne als Ener­gie­quel­le und endend beim Befül­len der fos­si­len Energiespeicher.

Abge­se­hen vom Torf der Moo­re als rela­tiv jun­ge Spei­cher che­mi­scher Ener­gie schließt der zwei­te Ener­gie­zy­klus zur Nut­zung von Koh­le, Erd­öl und Erd­gas nach vie­len Mil­lio­nen Jah­ren der Spei­cher­bil­dung an. Die Spei­cher erhiel­ten im anschlie­ßen­den Zyklus der Neu­zeit die Funk­ti­on als Ener­gie­quel­le. Die groß­tech­ni­sche Nut­zung zum Abbau von Koh­le begann mit dem Erfolg der Dampf­ma­schi­ne ab Ende des 18. Jahr­hun­derts. Der mas­si­ve Aus­bau der Erd­öl­för­de­rung schloss im 19. Jahr­hun­dert an und beruht auf einem zwei­ten tech­no­lo­gi­schen Erfolg, dem Mas­sen­phä­no­men Auto. Damit war die Grund­la­ge gelegt, die in Jahr­mil­lio­nen Jah­ren mit Fos­si­li­en auf­ge­bau­ten Spei­cher­res­sour­cen che­mi­scher Ener­gie in weni­gen Jahr­hun­der­ten und damit nicht nach­hal­tig abzu­bau­en. Hin­zu kom­men die dar­auf beru­hen­den Ver­än­de­run­gen in der Atmo­sphä­re mit stei­gen­dem Koh­len­di­oxid­ge­halt als Ursa­che des Klimawandels.

Die Extrak­ti­on der fos­si­len Roh­stof­fe erfolgt auf ver­schie­de­ne Wei­se. Wäh­rend Braun­koh­le im Tage­bau gewon­nen wird, muss Stein­koh­le unter Tage abge­baut wer­den.  Der Trans­port zu den Abneh­mern erfolgt auf der Schie­ne sowie per Schiff­fahrt über die Welt­mee­re. Dage­gen wird Erd­öl und Erd­gas durch Boh­run­gen zu Lan­de und im Meer geför­dert sowie per Rohr­lei­tun­gen, den Pipe­lines, oder durch mäch­ti­ge Tan­ker­schif­fe trans­por­tiert. Somit gelangt Koh­le, Öl und Gas als Trä­ger che­mi­scher Ener­gie zum Zielort.

Die Umwand­lung von che­mi­scher Ener­gie als Pri­mär­ener­gie in die gewünsch­te Sekun­där­ener­gie­form erfolgt in Ener­gie­wand­lern, die sich in weni­ge Grup­pen ein­tei­len las­sen. Einer­seits besteht das Ziel dar­in, elek­tri­sche Ener­gie und Wär­m­ener­gie zu gewin­nen. Dazu ver­bren­nen Kraft­wer­ke Koh­le oder Erd­gas. Mit der gewon­ne­nen Wär­m­ener­gie gewin­nen Tur­bi­nen und Gene­ra­to­ren in wei­te­ren Pro­zes­sen elek­tri­sche Ener­gie: Über Rohr­lei­tun­gen kann die Wär­m­ener­gie auch direkt an Wär­me­nut­zer wei­ter­ge­lei­tet wer­den. Die­se Ver­bren­nungs- und Ener­gie­wand­lungs­pro­zes­se fin­den eben­so in Kraft-Wär­me-Kopp­lungs­an­la­gen zur gleich­zei­ti­gen Erzeu­gung von Elek­tri­zi­tät und Wär­me oder aber auch in Hei­zun­gen in Ver­brau­ch­er­nä­he statt. Ander­seits haben Moto­ren und Trieb­wer­ke die Auf­ga­be, durch Ver­bren­nung von Erd­öl oder Erd­gas che­mi­sche Ener­gie in Wär­me­en­er­gie umzu­wan­deln und durch eine wei­te­re tech­ni­sche Kon­struk­ti­on im Fahr­zeug die­se Wär­me direkt in Bewe­gungs­en­er­gie von Stra­ßen­fahr­zeu­gen, Schif­fen und Flug­zeu­gen umzuwandeln.

Die Nut­zung der als Pri­mär­ener­gie gewon­ne­nen elek­tri­schen Ener­gie, Wär­me­en­er­gie und Bewe­gungs­en­er­gie erfolgt beim Woh­nen, in Gewer­be und Land­wirt­schaft, in der Indus­trie und zur Gewähr­leis­tung von Mobilität.

Damit endet der zwei­te, an den Solar­zy­klus anschlie­ßen­de Ener­gie­zy­klus. An die­ser Stel­le wur­de nur der fos­si­le Zyklus betrach­tet und nicht der auf Kern­kraft beru­hen­de kern­tech­ni­sche Zyklus. Die Aus­füh­run­gen gehen auch nicht auf die Ver­wen­dung der fos­si­len Roh­stof­fe in der che­mi­schen Indus­trie ein. Deren Nut­zung in Stoff­kreis­läu­fen erfor­dert eine geson­der­te Betrach­tung. 

Grenzen der fossilen Energiegewinnung

Der Ener­gie­hun­ger der Mensch­heit ab Mit­te des 20. Jahr­hun­derts bedurf­te neu­er Über­le­gun­gen. Aber auch an die­sem Punkt der mensch­li­chen Ent­wick­lung wur­de kein tech­no­lo­gie­of­fe­ner Weg der Suche nach neu­en zen­tra­len und dezen­tra­len Ver­fah­ren ein­ge­schla­gen. Allein die Nut­zung der Kern­ener­gie durch Kern­spal­tung erober­te ab den 1950-er Jah­ren die Welt. Die Erkennt­nis ihrer eben­so ein­ge­schränk­ten Nach­hal­tig­keit auf­grund des Rest­ri­si­kos der Ver­seu­chung gan­zer Regio­nen sowie der unge­lös­ten End­la­ger­pro­ble­ma­tik reif­ten ab den 1980-er Jah­ren. Ent­schei­dend tru­gen dazu die Reak­tor­un­glü­cke im Jahr 1986 in Tscher­no­byl sowie spä­ter im Jahr 2011 in Fuku­shi­ma bei.

Erst die Erkennt­nis­se bezüg­lich sehr schnell zu Ende gehen­der Res­sour­cen, die in vie­len Jahr­mil­lio­nen ent­stan­den waren, der zuneh­men­den Belas­tung der Atmo­sphä­re mit kli­ma­schäd­li­chen Gasen sowie der auf Grund­la­ge von fos­si­len Ener­gie­trä­gern nicht umsetz­ba­ren Elek­tri­fi­zie­rung in rie­si­gen Ent­wick­lungs­re­gio­nen der Welt in den letz­ten Jahr­zehn­ten des 20. Jahr­hun­derts führ­ten dazu, dass sich tech­no­lo­gi­sche Inno­va­tio­nen wie­der mit ande­ren Kon­zep­ten beschäf­tig­ten. The­men rund um erneu­er­ba­re Ener­gien und Ener­gie­ef­fi­zi­enz tra­ten wie­der in den Vor­der­grund. Letzt­end­lich ist damit die Rück­be­sin­nung auf ein schon in frü­he­ren Zei­ten der mensch­li­chen Ent­wick­lung erkann­tes sinn­vol­les Ver­hal­ten ver­bun­den. Tat­säch­lich bedeu­tet der Begriff Ener­giewen­de die Rück­kehr zu intel­li­gen­ten und der Mensch­heit bereits bekann­ten Ansät­zen bei neu­en tech­no­lo­gi­schen Mög­lich­kei­ten sowie zu einem höhe­ren Bewusst­sein für den Lebens­raum, um den in Deutsch­land gebo­re­nen Begriff für die Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems zu nut­zen. 

Im nächs­ten Schritt folgt die Betrach­tung der grund­sätz­li­chen Ener­gie­zy­klen, die den Über­gang zu neu­en For­men der Ener­gie­ge­win­nung beschreiben.

Quel­len:

Rif­kin, J. (2014). The Zero Mar­gi­nal Cost Socie­ty: The Inter­net of Things, the Col­la­bo­ra­ti­ve Com­mons, and the Eclip­se of Capi­ta­lism (1. April 2014). Pal­gra­ve Macmil­lan. ISBN-13: 978–1137278463

Ener­gie­quel­len im Zei­ten­wen­de — Teil 1” — Lei­men / Hei­del­berg — 15. Juli 2022

Andre­as Kieß­ling, ener­gy design

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