Was ist Energie

Was ist Energie?

Strom kommt aus der Steckdose, oder?

Leben heißt Spu­ren zu hin­ter­las­sen. “ Wal­ter Ben­ja­min

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 …

 

Das Schlaraffenland der Energie

Strom kommt aus der Steck­do­se“ lau­tet ein geflü­gel­tes Wort. Elek­tri­zi­tät ver­sorgt Men­schen zu Hau­se, am Arbeits­platz oder zur Fort­be­we­gung mit not­wen­di­ger Energie.
Die Steck­do­se wird von Kraft­wer­ken über Strom­net­ze belie­fert. Mit die­ser Art der Ener­gie­ver­sor­gung ent­wi­ckel­te sich der heu­te so selbst­ver­ständ­lich erschei­nen­de Lebenskomfort.
Die­ses Kon­zept wirkt fast wie ein Schla­raf­fen­land. Der Unter­schied besteht nur dar­in, dass kei­ne gebra­te­nen Hüh­ner an hung­ri­gen Mün­dern vor­bei­flie­gen. Statt­des­sen wird uns ein schein­bar unend­li­cher Fluss von Ener­gie bereitgestellt.
Man könn­te sich also zurück­leh­nen und auf den Erhalt des Schla­raf­fen­lan­des hof­fen. Doch die­ses Land ist bedroht.

Die Men­schen neh­men zur Kennt­nis, dass Art und Wei­se der Ener­gie­ge­win­nung und Bereit­stel­lung sowie der Ener­gie­nut­zung das Kli­ma auf der Erde in rela­tiv kur­zer Zeit stark ver­än­dert. Die Geschwin­dig­keit die­ser Ver­än­de­rung über­steigt alle Erfah­run­gen seit der Wie­ge der Zivi­li­sa­ti­on in Mesopotamien.
Dies erfor­dert eine radi­ka­le Neu­ge­stal­tung der von Men­schen orga­ni­sier­ten Ener­gie­kreis­läu­fe. Mit die­sen Anstren­gun­gen ent­wi­ckel­te sich aber auch das Bewusst­sein zu Mög­lich­kei­ten selbst­ver­ant­wort­lich gestal­te­ter Ener­gie­sys­te­me im per­sön­li­chen Umfeld, im Unter­neh­men sowie in städ­ti­schen und länd­li­chen Gebieten.

Dabei prä­gen neue Begrif­fe die Dis­kus­si­on zum Ener­gie­sys­tem der Zukunft. Ein­fa­che Wir­kungs­ket­ten aus Kraft­wer­ken, Strom­net­zen, Ener­gie­ver­sor­gern und Ener­gie­nut­zern wan­deln sich zu auto­no­men und gleich­zei­tig ver­netz­ten Energiekreisläufen.
Die Gestal­tung von Ener­gie­land­schaf­ten schafft trans­dis­zi­pli­nä­re Ver­bin­dun­gen zwi­schen Berufs­grup­pen, die bis­her kaum Ver­bin­dun­gen pfleg­ten. Umwelt­schüt­zen­de Akti­vis­ten inter­agie­ren mit Öko­no­men. Archi­tek­ten ler­nen Mög­lich­kei­ten der Gestal­tung ener­ge­tisch akti­ver Gebäu­de ken­nen. Das Inter­net der Din­ge ermög­licht neue For­men und Räu­me der Gemein­schaft sowie der gemein­sa­men Gestal­tung und Nut­zung von Ener­gie­flüs­sen auf Basis von Infor­ma­ti­ons­flüs­sen. Dabei stel­len wir bis­her geglaub­te tech­ni­sche Gewiss­hei­ten in Fra­ge und ler­nen die Her­aus­for­de­run­gen der Ver­än­de­rung als sozia­le Chan­cen wahr.
Um aber die Bedeu­tung die­ses Pro­zes­ses für eine grund­sätz­li­che Umge­stal­tung gesell­schaft­li­cher Abläu­fe zu ver­ste­hen, müs­sen wir den Begriff Ener­gie bes­ser verstehen.

Was ist Energie und was bewirkt sie?

Ener­gie stellt die fun­da­men­ta­le Grö­ße der Phy­sik dar. Phy­si­ker kön­nen Ener­gie beschrei­ben. Aber sie kön­nen nicht wirk­lich anschau­lich erklä­ren, wor­auf die Exis­tenz von Ener­gie im Kern beruht. Der Ener­gie­be­griff wird als Fähig­keit zur Ver­rich­tung von Arbeit beschrie­ben. Arbeit im phy­si­ka­li­schen Sin­ne bedeu­tet, Kör­per in Bewe­gung zu ver­set­zen, zu ver­for­men, Gas zusam­men­zu­drü­cken, elek­tri­schen Strom flie­ßen zu las­sen oder elek­tro-magne­ti­sche Wel­len bei­spiels­wei­se als Radio­wel­len abzu­sen­den. Zur Erhal­tung unse­res Lebens ist eben­so Arbeit zu verrichten.

Wir neh­men Ener­gie also erst rich­tig war, wenn sie etwas bewirkt, wenn sie auf ein Ding als Kraft ent­lang eines Weges wirkt, wenn sie einen Fluss der Ver­än­de­rung aus­löst und For­men schafft.
Wir beschrei­ben Ener­gie damit nicht als irgend­ei­ne Sub­stanz, son­dern durch ihre Wir­kung. Die­se Wir­kung basiert auf Unter­schie­den zwi­schen Wir­kungs­ort und Umge­bung. Der­ar­ti­ge Unter­schie­de ent­ste­hen zum Bei­spiel durch Was­ser, das in einem erhöh­ten Becken im Ver­hält­nis zum tie­fe­ren Becken gespei­chert wird. Eine Bat­te­rie stellt Unter­schie­de durch die Tren­nung von posi­tiv und nega­tiv gela­de­nen Teil­chen bereit. Durch Dif­fe­ren­zen wird also die eigent­li­che Grund­la­ge der Wir­kung aus­ge­drückt, bei deren Aus­gleich Ener­gie und damit die Fähig­keit zur Arbeit bereit­ge­stellt wird. Dif­fe­ren­zen sind poten­zi­el­le For­men als Ursa­che der Ent­wick­lung und Ener­gie ist die Fol­ge, durch die Gestalt als mate­ri­el­les Ergeb­nis entsteht.

Energie und Selbstbestimmung

Durch die­se Gestal­tungs­kraft von Ener­gie meh­ren eini­ge der mäch­tigs­ten Unter­neh­men der Welt ihren Reich­tum. Län­der mit einem höhe­ren Grad an Ener­gie­be­reit­stel­lung besit­zen mehr Poten­ti­al für Arbeits­plät­ze und sind bei der Berech­nung des Ein­kom­mens pro Kopf rei­cher. Den ärms­ten Län­dern man­gelt es an aus­rei­chen­dem Zugriff auf Energie.

Mit den Men­schen­rech­ten besteht ein welt­wei­ter Kon­sens, dass jeder Mensch das Recht auf einen Lebens­stan­dard hat, der Gesund­heit und Wohl für sich selbst und die eige­ne Fami­lie gewähr­leis­tet, ein­schließ­lich Nah­rung, Klei­dung, Woh­nung, ärzt­li­che Ver­sor­gung und not­wen­di­ge sozia­le Leistungen.
Eben­so besitzt die infor­ma­tio­nel­le Selbst­be­stim­mung im Rechts­sys­tem demo­kra­ti­scher Län­der einen hohen Stellenwert.

Aber das Recht auf ener­ge­ti­sche Selbst­be­stim­mung wird bis­her noch nicht auf brei­ter Front dis­ku­tiert. Ange­sichts der vor­ge­stell­ten grund­le­gen­den Bedeu­tung von Ener­gie für Arbeit und Wohl­stand folgt in logi­scher Kon­se­quenz der Anspruch, mit auto­no­mer Gestal­tung den Grad der ener­ge­ti­schen Selbst­be­stim­mung zu erhöhen.

Statt Energie im Schlaraffenland Energie in Zellen

Um das Recht auf auto­no­me Gestal­tung mit Soli­da­ri­tät in der Gesell­schaft zu ver­bin­den, kann mit dem Begriff Zel­le ein bio­lo­gi­scher Ver­gleich ange­stellt wer­den. Hier­zu wird auch in den Wirt­schafts­wis­sen­schaf­ten seit den 1980er Jah­ren der Begriff Evo­lu­ti­ons­öko­no­mik benutzt.

Dar­aus folg­te in der öffent­li­chen Dis­kus­si­on zur Trans­for­ma­ti­on des Ener­gie­sys­tems ein meta­pho­ri­scher jedoch gleich­zei­tig extrem pro­duk­ti­ver Begriff — der Ener­gie­or­ga­nis­mus. Die­ser Orga­nis­mus steht sinn­bild­lich für ein kom­ple­xes Sys­tem, das mit Infra­struk­tu­ren für Ener­gie, Kom­mu­ni­ka­ti­on und Logis­tik sei­ne Exis­tenz gewähr­leis­tet. In einem Orga­nis­mus befin­det sich alles im Fluss, und wie­der­um befin­det sich jener Orga­nis­mus im Fluss sei­ner Umwelt. Ange­wen­det auf die Wirt­schafts­wis­sen­schaft wird nicht das mikro­öko­no­mi­sche Gleich­ge­wicht gesucht, son­dern der Weg zum nach­hal­ti­gen Wachs­tum und Gedei­hen der Gesellschaft.

Obwohl die Men­ge der uns zur Ver­fü­gung ste­hen­den Ener­gie laut dem Ener­gie­er­hal­tungs­satz weder erzeugt noch ver­nich­tet wer­den kann, befin­det sich das, was wir Ener­gie nen­nen, in einem ste­ti­gen Umwand­lungs­pro­zess. Des­halb ist es wich­tig, die Gesetz­mä­ßig­kei­ten von Ener­gie­flüs­sen zu ver­ste­hen, um deren Mög­lich­kei­ten in die Gestal­tung von Gebäu­den, Stadt­quar­tie­ren, gewerb­li­chen und indus­tri­el­len Gebie­ten sowie länd­li­chen Flä­chen opti­mal zu nutzen.

Das Anzap­fen die­ser Umwand­lungs­pro­zes­se durch den Men­schen zur Nutz­bar­ma­chung der Ener­gie­flüs­se setzt ein Den­ken in Zyklen vor­aus. Zur Moti­vie­rung die­ses zykli­sche Den­ken dient in den wei­te­ren Kapi­teln die Beschäf­ti­gung mit Ener­gie, den erneu­er­ba­ren Ener­gie­quel­len, Ener­gie­trä­gern und Ener­gie­spei­chern, mit den zuge­hö­ri­gen Wand­lungs­pro­zes­sen sowie dem Ener­gie­ma­nage­ment zum effi­zi­en­ten Energieeinsatz.

Andre­as Kieß­ling, ener­gy design,  Lei­men / Hei­del­berg — 09. Novem­ber 2021

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