WAS IST WAS TV: Energie

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WAS IST WAS TV: Energie

Energie ist wichtig für die Entstehung der Planeten und für das Leben unserer Erde. Alles, was sich bewegt oder lebt braucht Energie. So erleben wir zum Beispiel Energie, wenn wir einen Blitz sehen. Dabei ist Energie eigentlich unsichtbar. Man kann sie weder riechen, schmecken oder fühlen. Aber: Energie bestimmt unser Leben. Energie ist nötig, um etwas in Bewegung zu setzen, zu beschleunigen, zu heben, zu erwärmen oder zu beleuchten. In der Folge Energie von WAS IST WAS TV sind Theo, Tess und Quentin dem Geheimnis der Energie auf der Spur.

Aber was ist Energie eigentlich? Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Sie ist sozusagen gespeicherte Arbeit. Viel gespeicherte Energie enthalten fossile Energiequellen wie Erdgas, Erdöl, Uran oder Kohle. Strom liefern uns auch die Atomkraftwerke, Sonne, Wind und Wasser. 

Enormer Energieverbrauch

Wir verbrauchen jeden Tag enorm viel Energie. Wir heizen und beleuchten unsere Wohnung, trocknen uns mit dem Föhn die Haare, reinigen mit dem Staubsauger den Fußboden und kochen auf dem Herd. Und beim Auto fahren verbrauchen wir die Energie von Benzin. Auch die Industrie ist ein schier unersättlicher Energieverbraucher. Zum Beispiel für Maschinen in Fabriken. Hier werden all die Waren hergestellt, die wir wiederum kaufen können. Relativ wenig Energie nutzt der öffentliche Verkehr mit Bussen und Bahnen. Die Menschen in den reichen Ländern von Nordamerika und Europa verbrauchen fast doppelt so viel Energie wie die Menschen in ärmeren Ländern wie zum Beispiel in Afrika. Auch China entwickelt zunehmend einen enormen Energiehunger. 

Wir sind Energiefresser! Im wahrsten Sinne des Wortes. Denn auch unser Körper braucht Energie, um zu überleben. Unsere Energiequelle ist die Nahrung. Die Energie der Nahrung speichern wir in uns. Bei Bedarf wird sie freigesetzt. Zum Beispiel wenn wir uns bewegen. Die Energie der Nahrung gibt uns die Kraft, unsere Muskeln zu bewegen. Außerdem benötigen wir die Energie der Nahrung, um unsere Körpertemperatur konstant auf 37 Grad zu halten. Wenn unser Körper diese Wärme nicht produziert, versagen wichtige Funktionen in unserem Körper. Wir essen und trinken also, um unseren Körper mit der notwendigen Energie zum Leben zu versorgen. 

Bergbau für die Waschmaschine

Zu Hause verbrauchen wir sehr viel Energie in Form von Strom. Meist ist uns dabei nicht bewusst, welch gigantische Maschinerie dahinter steckt. Denn Strom muss erzeugt werden. Und das ist sehr aufwendig. Ein Beispiel: Strom wird unter anderem aus dem Energieträger Kohle hergestellt. Dafür werden allein an Braunkohle weltweit jedes Jahr fast tausend Millionen Tonnen gefördert. Eine unfassbare Menge! Riesige Bagger graben den bräunlich-schwarzen Rohstoff aus der Erde, wie zum Beispiel in der deutschen Braunkohlengrube Garzweiler. Die Grube ist riesig. Es dauert über 10 Stunden, einmal um sie herumzulaufen. Hier wühlen sich die größten Schaufelradbagger der Welt durchs Erdreich. Gesteuert werden diese Ungetüme von einem Baggerführer. Der Schaufelradbagger ist so hoch wie ein Hochhaus und über 200 Meter lang. Ein langes Förderband transportiert die Braunkohle durch den ganzen Bagger hindurch bis zu einem weiteren Förderband. Dieses Förderband transportiert den Rohstoff über viele Kilometer bis ins nächstgelegene Kraftwerk. 

Energie aus der Urzeit

Braunkohle gehört wie Steinkohle und Erdöl zu den sogenannten fossilen Brennstoffen: In ihnen ist besonders viel Energie gespeichert. Fossile Brennstoffe entstanden vor vielen Millionen Jahren aus Resten abgestorbener Pflanzen und kleinen Tieren. Diese Pflanzen- und Tierreste wurden von Schlamm luftdicht bedeckt und verfestigten sich. Auf diese Schicht legten sich im Laufe von vielen Millionen Jahren immer neue Schichten aus Erde und Stein. In Abbaugruben sind diese Schichten zum Teil gut zu sehen. Mit der Zeit und den vielen Schichten darüber wurde der Druck auf die Pflanzenreste immer größer. Auch die Temperatur stieg extrem an. Die pflanzlichen Überreste wandelten sich so im Laufe von vielen Millionen Jahren in Kohle um.

Ähnlich verlief auch die Entstehung des Erdöls. Erdöl findet man oftmals unter dem Meeresboden. Um es zu fördern, muss von riesigen Ölplattformen besonders tief gebohrt werden. Weltweit gibt es viele Stellen, an denen Erdöl aus den Tiefen der Erde geholt wird. Das ist aufwendig und teuer. Deshalb wird Erdöl auch "das schwarze Gold" genannt. Aus Erdöl gewinnen wir zum Beispiel Benzin für unsere Autos. Im Motor wird es verbrannt und dadurch in Bewegungsenergie umgewandelt. 

Mächtig Dampf

Strom wird in Kraftwerken erzeugt. Zum Beispiel mit Kohle. Nachdem diese aus der Erde geholt wurde, muss sie ins Kraftwerk transportiert werden. Hier wird sie zunächst in einer Mühle getrocknet und zerkleinert. Anschließend landet die Kohle in einem über hundert Meter hohen Kessel, in dem sie  verbrannt wird. Es entsteht eine Wärme von ca. tausend Grad Celsius. Damit wird Wasser in Rohrleitungen erhitzt. Das alles wird in der Zentrale des Kraftwerks überwacht. Kameras zeigen, wie das Wasser wie in einem riesigen Kochtopf verdampft.

Die Arbeiter, die in der Zentrale sitzen, kontrollieren jeden einzelnen Vorgang. Denn der Kraftwerkbetrieb darf keine Sekunde still stehen. Der heiße Wasserdampf aus dem Kessel wird über Rohre unter hohem Druck zu einer Turbine geleitet. Dort drückt der Dampf gegen die riesigen Schaufeln der Turbine. Wie die Flügel einer Windmühle beginnen sich die Schaufelräder  zu drehen - und zwar sehr schnell. Mit fast 3.000 Umdrehungen pro Minute treibt die Turbine eine Achse an. Mit der sich drehenden Antriebsachse und einem Magnetfeld wird nun im Generator elektrischer Strom erzeugt ähnlich wie bei einem Fahrraddynamo nur viel, viel mehr ! So produziert  ein einziges Kraftwerk jede Stunde ungefähr 1000 MegaWatt Strom. Damit werden 4 Millionen Menschen mit elektrischer Energie versorgt, also mehr Menschen als zum Beispiel in Berlin leben. 

Kraftwerke produzieren rund um die Uhr Strom. Wie kommt der nun zu uns nach Hause? Zunächst fließt er über dicke Leitungen unter Höchstspannung aus dem Kraftwerk. Im nächsten Schritt wird die Stromspannung verringert. Jetzt fließt der Strom über ein gewaltiges Netz von Leitungen in Städte und Dörfer. In vielen Ländern ähnelt das Stromnetz einem Straßennetz. Von den Kraftwerken bis zu den Steckdosen in unsere Wohnung legt der Strom oft weite Strecken zurück. 

Die Zukunft - erneuerbare Energien

Die Erzeugung und Umwandlung von Energie ist also sehr aufwendig. Ein weiterer Nachteil: Die weltweiten Vorräte an fossilen Brennstoffen sind begrenzt. In einigen Jahrzehnten gibt es kein Erdöl mehr. Und auch die Kohlevorräte gehen zur Neige. Außerdem werden bei der Verbrennung von Kohle und Erdöl schädliche Gase freigesetzt. Diese verpesten die Luft, die wir atmen, und schädigen unsere Umwelt und unser Klima. Eine Gefahr für die Umwelt sind auch die Abfallstoffe aus den Atomkraftwerken. Deshalb ist die Suche nach umweltfreundlicheren Energiequellen zu einer sehr wichtigen Aufgabe geworden. Sogenannte erneuerbare Energiequellen wie Sonne, Wind und Wasserkraft könnten die Lösung sein. Denn, wie der Name schon sagt: Diese Energiequellen erneuern sich selbst. Es gibt daher einen schier unendlichen Vorrat davon. Und sie sind umweltschonender. 

Mit der Kraft des Windes kann Strom erzeugt werden. Der Wind setzt die riesigen Rotorenblätter der Windkraftanlage in Bewegung und produziert so elektrischen Strom. In windreichen Gegenden wie zum Beispiel an Küsten oder auf großen Flächen gibt es immer mehr solcher Windparks. Die Energie des Windes nutzen die Menschen schon seit Jahrhunderten. Früher baute man Windmühlen aus Holz, heute bestehen sie aus mehreren hundert Tonnen Stahl. 

Zu den erneuerbaren Energiequellen zählt auch unsere Sonne: Ihre Energie wird mit Hilfe von Solarkraftwerken nutzbar gemacht. Solarkraftwerke werden vor allem da errichtet, wo die Sonne besonders häufig scheint: Wie zum Beispiel in der Wüste von Tabernas in der südspanischen Provinz Almeria. Die enorme Energie der Sonne lässt sich in einem einfachen Versuch vorführen: An einem sonnigen Tag fixiert ein Mitarbeiter der Anlage eine Stahlplatte an einem Gerüst, das zu einem riesigen schüsselförmigen Spiegel gehört. Der Spiegel wird jetzt so ausgerichtet, dass er die höchstmögliche Sonneneinstrahlung erhält. Die Sonnenstrahlen werden nun gebündelt auf die Stahlplatte geleitet. Die gebündelte Kraft der Sonnestrahlen ist enorm. Die Metallplatte wird an dieser Stelle bis zu 2000 Grad heiß und schmilzt innerhalb von Sekunden durch. Es gibt viele verschiedene Arten Sonnenenergie zu nutzen.

Auf der Plataforma Solar in Südspanien wird die Sonnenenergie beispielsweise von einem Solarturmkraftwerk in Strom umgewandelt. Von einer Schaltzentrale aus werden hunderte riesige Spiegelflächen computergesteuert. Die Spiegel werden nach dem Stand der Sonne ausgerichtet immer genau dahin, von wo die Sonnenstrahlen gerade kommen. Die Spiegel reflektieren und konzentrieren die Sonnenstrahlen auf eine Fläche an einer Turmspitze. Die Sonnenstrahlen so zu bündeln und genau auf die relativ kleine Fläche zu reflektieren ist aufwendige Präzisionsarbeit. Diese Fläche wird von den gebündelten Sonnenstrahlen auf über 1000 Grad Celsius erhitzt. Mit dieser Wärme wird Wasser im Inneren des Turmes so stark erhitzt, dass es verdampft. Der Dampf wiederum treibt wie in einem herkömmlichen Kraftwerk eine Turbine an. Die Turbine liefert dem Generator die Energie, die er in Strom umwandelt.

Doch sind wir heute technisch noch nicht in der Lage, die gewaltigen Energiemengen der Sonne vollständig zu nutzen. An Lösungen arbeiten Wissenschaftler auf der ganzen Welt. Sie forschen, wie wir in Zukunft mit Energie versorgt werden können. Noch sind wir auf fossile Brennstoffe angewiesen - Energiequellen, die in absehbarer Zukunft zur Neige gehen und unserer Umwelt schaden. 

Energiesparen ist die beste Lösung

Doch jeder kann seinen Teil dazu beitragen, die Umwelt zu schonen, indem er sorgsam mit Energie umgeht. Statt mit dem Auto lassen sich kurze Strecken auch zu Fuß zurücklegen. Oder: mit dem Fahrrad fahren und Bus und Bahn nutzen. Auch im Haushalt ist es einfach, Energie zu sparen. Indem man beispielsweise die Spülmaschine erst anmacht, wenn sie auch wirklich voll ist. Und die Heizung auch einmal runterdreht, wenn es warm genug ist oder wenn man für längere Zeit den Raum verlässt. Und wer aus dem Zimmer geht, kann das Licht ausmachen, anstatt es brennen zu lassen. Auf diese einfache Art und Weise schont man die Umwelt und spart Energie, ohne die wir nicht leben können.

Übrigens ...

Die DVD "Energie" von WAS IST WAS TV wurde 2011 mit dem begehrten "Comenius-EduMedia-Siegel" ausgezeichnet. Damit werden Produkte ausgezeichnet, die besonders gut erklären und gut geeignet für Kinder sind.

Du findest die Folge WAS IST WAS TV: Energie auch auf DVD in unserem Shop.

-ab-21.05.2009 Text / Fotos: WAS IST WAS TV, Illustrationen: WAS IST WAS Band 3: Energie. 

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