Was ist das?

Energie

In jedem Bereich unseres alltäglichen Lebens nutzen wir bewusst oder unbewusst Energie. Neben relativ offensichtlichen Anwendungen wie Beleuchtung, Heizen, Kaffeekochen oder Autofahren benötigen auch alle anderen Aktivitäten Energie. Organismen müssen Energie mit der Nahrung aufnehmen, um sie in Körperwärme und Bewegung umsetzen zu können.

Doch was ist das eigentlich, Energie?

Dieser schwer greifbare Begriff geht ursprünglich auf das griechische Wort „energeia" zurück. Es wurde erstmals von Aristoteles benutzt und beschreibt in der Philosophie die Verwirklichung des bloß Möglichen.

Der moderne Energiebegriff mit seiner naturwissenschaftlichen Bedeutung kam erst Anfang des 19. Jh. in Großbritannien auf. Heute versteht man unter dem Begriff Energie, die Fähigkeit eines Systems Arbeit zu verrichten. Diese Arbeit kann sich in Form von Licht, Wärme oder Kraft äußern.

Drehen wir zum Beispiel zu Hause die Ölheizung an, so wird im Kessel Öl verbrannt und dadurch Wasser erhitzt. Das warme Wasser strömt durch die Heizkörper und wärmt die Zimmer.

Energie liegt in unterschiedlichen Formen vor (siehe Tabelle), die ineinander umgewandelt und auf verschiedene Systeme übertragen werden können. In dem Beispiel der Ölheizung liegt die Energie als chemische Energie im Öl vor, die durch Verbrennung in thermische Energie umgewandelt wird. Am Heizkörper wird die Wärmeenergie vom Wasser über den Heizkörper auf die Luft übertragen.

Öl, Wasser und Luft fungieren hier als sogenannte Energieträger, in denen Energie gespeichert und transportiert werden kann. Weitere Energieträger sind zum Beispiel Kohle, Torf und Holz aber auch Wind und Sonnenstrahlung. Durch die elektromagnetische Sonnenstrahlung wird z.B. Energie von der Sonne zur Erde transportiert und dort von Pflanzen in chemische Energie umgewandelt (Photosynthese).

Man kann zwischen primären und sekundären Energieträgern unterscheiden, wobei letztere aus primären Energieträgern hergestellt werden, die in der Natur vorliegen und noch keiner technischen Umwandlung unterworfen sind. Den Energiegehalt dieser Träger nennt man Primärenergie bzw. Sekundärenergie. Diese Begriffe werden in vielen Fällen auch für die Energieträger benutzt.

Primäre Energieträger: - Erdgas, Erdöl, Kohle, Torf, Ölschiefer/Ölsande (chemische Energie)

Wind, Wasser, Biomasse, Sonnenstrahlung, Gestein (erneuerbare Energien)

• Uran, Plutonium, Deuterium und Tritium (Kernenergie)

Sekundäre Energieträger: - Elektrizität, Fernwärme, Stadtga

• Koks, Briketts, Heizöl
• Biodiesel, Wasserstoff, Benzin

Energie, die dem Endverbraucher zur Verfügung steht wird als Endenergie bezeichnet („Energiegehalt von Energieträgern, die dem Verbraucher zur Verfügung stehen"). Dabei kann es sich sowohl um Sekundär- als auch um Primärenergie handeln (Erdwärme, Heizöl im Tank des Endverbrauchers). Unter Nutzenergie versteht man Licht, Wärme und andere Arbeitsleistungen, die der Verbraucher mittels geeigneter Geräte erhält, z.B. die warme Luft des Föhns oder die Bewegung des Autos.

Durchschnittlich beträgt die Nutzenergie aufgrund der hohen Energieverluste durch Umwandlung und Transport nur noch etwa ein Drittel der eingesetzten Primärenergie.

Der umgangssprachlich häufig verwendete Begriff "Energieverbrauch" im Sinne von Energienutzung ist strenggenommen falsch, da Energie nach dem Energie-Erhaltungsgesetz weder erzeugt noch vernichtet werden kann. Sie kann nur umgewandelt, transportiert und gespeichert werden, wodurch sich allerdings ihr Nutzwert verringern kann. Bei vielen Umwandlungsprozessen wird eine Energieform nicht zu hundert Prozent in die gewünschte zweite Form umgewandelt, sondern es entstehen zusätzliche Energieformen, meist Wärme, die dann nicht mehr als Nutzenergie zur Verfügung stehen. In diesen Fällen spricht man von Energieverlusten.

Im Fall der Heizung geht ein Teil der Energie bei der Verbrennung und dem Wärmetransport verloren. Zudem wird die an die Umgebung als Wärme abgegebene Energie entwertet, da sie für uns nicht mehr direkt nutzbar ist.

Das international festgelegte Maß für Energie ist Joule (J). Bei uns wird sie vor allem in Kilowattstunden (kWh) gemessen, wobei eine kWh 3600 kJ entspricht.