Energieversorgung und Klima
Licht, Wärme, Mobilität, Internet: Alles braucht Energie. Woher sie kommt, wie man sie umwandelt und speichert – und was das mit dem Klima zu tun hat – gehört zu den wichtigsten Themen der Physik heute.
Energie wird umgewandelt, nicht erzeugt
Ein Kraftwerk „erzeugt“ keinen Strom aus dem Nichts. Es wandelt eine vorhandene Energieform in elektrische Energie um: chemische Energie von Kohle und Gas, Kernenergie, die Bewegungsenergie des Windes, die Lageenergie von Wasser oder die Strahlungsenergie der Sonne. Der Energieerhaltungssatz gilt immer – aber bei jeder Umwandlung wird ein Teil zu Wärme, die man nicht mehr nutzen kann.
Woher kommt unser Strom?
- Erneuerbare Energien liefern inzwischen mehr als die Hälfte des Stroms, allen voran Wind und Sonne. Bis 2030 sollen es 80 % sein.
- Die letzten deutschen Kernkraftwerke wurden im April 2023 abgeschaltet. Aus der Kohle will Deutschland bis spätestens 2038 aussteigen.
- Strom ist nur ein Teil des Energiebedarfs: Beim Heizen und im Verkehr ist der Anteil der Erneuerbaren noch viel kleiner – insgesamt deckten sie 2025 knapp ein Viertel des gesamten Energieverbrauchs.
Warum die Energiewende eine physikalische Herausforderung ist
- Schwankungen: Wind und Sonne liefern nicht nach Bedarf. Man braucht Speicher, flexible Kraftwerke und gut ausgebaute Netze.
- Transport: Viel Windstrom entsteht im Norden, viel Strom wird im Süden gebraucht. Dafür sind Hochspannungsleitungen nötig.
- Klima: Beim Verbrennen von Kohle, Öl und Gas entsteht Kohlenstoffdioxid, das den Treibhauseffekt verstärkt.
Alle Themen in diesem Bereich
ErklärungErneuerbare Energien – Sonne, Wind, Wasser, BiomassePhotovoltaik, Solarthermie, Windkraft mit P ~ v³, Wasserkraft, Biomasse und Wärmepumpe – mit Beispielrechnungen und Vor- und Nachteilen.ErklärungKraftwerk und Generator – wie Strom entstehtDer Generator und die Induktion, der Weg vom Brennstoff zum Strom im Wärmekraftwerk, Wirkungsgrad, Kühlturm und Kraft-Wärme-Kopplung.ErklärungTreibhauseffekt und KlimawandelNatürlicher und menschengemachter Treibhauseffekt, Treibhausgase, CO₂ in der Atmosphäre, Folgen der Erwärmung und der Unterschied zwischen Wetter und Klima.ErklärungKernspaltung und KernfusionE = m · c², Massendefekt, Kettenreaktion und Kernreaktor, Risiken und Endlager, Fusion in der Sonne und in Forschungsreaktoren.ErklärungEnergiespeicher – Akku, Pumpspeicher, WasserstoffWie man Strom speichert – Akku, Pumpspeicherkraftwerk, Wasserstoff, Druckluft und Schwungrad – mit Wirkungsgrad und Energiedichte.
Weiterlesen: Energieversorgung bei Wikipedia