Rund ums Thema Energie und Strom

Illustration zwei Kinder mit Lupe neben Kühlschrank

Quelle: Amir Abou-Roumie

DAS WORT „ENERGIE“ kommt aus dem Altgriechischen und bedeutet „Aktivität“ oder „Wirksamkeit.“ Aber was ist Energie nun eigentlich wirklich? Das ist gar nicht so einfach zu erklären. Man kann Energie in unterschiedlicher Form sehen und spüren, beispielsweise als Wind oderals Sonnenwärme auf der Haut. Ohne Energie bewegt sich nichts, wächst nichts und lebt nichts. Wir merken erst, dass Energie im Spiel ist, wenn sie etwas bewirkt: z.B. wenn ich den Schalter betätige und plötzlich das Licht brennt. Auch wenn du gegen einen Ball trittst, brauchst du dafür Energie. Wann immer sich Dinge bewegen, leuchten, ihre Form oder Temperatur ändern, ist Energie im Spiel. Energie kommt also in vielen Formen vor.

Etwas, das Energie liefert, nennt man Energiequelle. Die wichtigste Energiequelle für alles Lebenauf unserer Erde ist die Sonne. Durch die Energie der Sonne wachsen auch Pflanzen, wie zum Beispiel die Gurken und Tomaten im Garten. Das Gemüse, das Emma, Timo und Flo in der Schule zur Jause essen, enthält dann wiederum Energie.

Welche Energiequellen gibt es?

Energiequellen aus erneuerbaren Energiequellen

Unter erneuerbaren Energiequellen versteh tman Energie, die immer wieder „nachgefüllt“ wird. Dazu zählen die Sonnenstrahlung oder die Wärmeenergie der Sonne selbst, aber auch Wasserkraft, Windkraft, Wellenkraft oder Bioenergie aus Pflanzen. All diese Energieformen werden im Wesentlichen durch die Sonne erneuert: Pflanzen wachsen durch Sonnenstrahlung. Wasser verdunstet durch Sonnenstrahlung, kommt als Regen wieder auf die Erde zurück und kann dann in Bächen, Flüssen und Stauseen wieder für die Energiegewinnung genutzt werden.

Zu den erneuerbaren Energiequellen zählen:

Wasserkraft – Sie ist in Österreich eine der wichtigsten erneuerbaren Energiequellen. DieKraft des Wassers wurde schon früher genutzt. Über Wasserräder wurde in Mühlen derMühlstein oder in Schmieden der Blasebalg zum Anfachen des Feuers betrieben. Heutekommt der Großteil des österreichischen Stroms aus Wasserkraft.

Bioenergie wie Holz, Pellets, Stroh, Hackschnitzel – Bist du schon einmal mit deinen Elternoder Freunden am Lagerfeuer gesessen und hast die angenehme Wärme gespürt? Durchdas Verbrennen von Holz entsteht Wärme, mit der man auch Strom erzeugen kann.

Sonnenwärme – Die Strahlung der Sonne kann man mit Hilfe von sogenannten Sonnenkollektorendirekt einfangen und als Wärme nutzen (Solarthermie). Oder man kannSonnenlichtmit sogenannten Solarzellen auch in Strom umwandeln (Photovoltaik).

Windkraft – War kein Bach in der Nähe einer Mühle, konnte auch die Kraft des Windesgenutzt werden, um den Mühlstein anzutreiben. Heute funktioniert das ähnlich. Der Windbewegt ein Windrad. Durch die Drehbewegung des Windrades kann mit einem Generatorelektrische Energie erzeugt werden.

Wellenkraft – Ein Wellenkraftwerk erzeugt Strom durch die Bewegungen des Wassers,es nutzt also die Energie von Meereswellen.

Erdwärme – Dabei wird die Energie aus dem Inneren der Erde genutzt. Ab einer Tiefe vonetwa 120 cm schwankt die Temperatur nicht und ist daher das ganze Jahr über verfügbar.

Genaugenommen wird bei Wasser-, Wind- oder Wellenkraft keine neue Energie erzeugt, sondern die Bewegungsenergie in elektrische Energie – also Strom – umgewandelt.

Energie aus nicht erneuerbaren Energiequellen

Als 'nicht erneuerbar' bezeichnet man Energiequellen, die nur einmal verwendet werden können und dann verbraucht sind. Sie werden also nicht erneuert und über Sonnenenergie nachgefüllt. Diese Energiequellen stehen uns nur so lange zur Verfügung, so lange die Vorräte reichen. Zu den nicht erneuerbaren Energiequellenzählen z.B. Erdöl, Kohle, Erdgas und Uran für die Atomkraft. Die Nutzung dieser Energiequellen belastet die Umwelt, indem bei der Verbrennung Stoffe wie Kohlendioxid entstehen. Diese Stoffe tragen dazu bei, dass das Klima auf der Erde immer wärmer wird, und sich die Erde aufheizt. Das bewirkt beispielsweise, dass das Eis von Nordpol, Südpol und von Gletschern abschmilzt und der Meeresspiegel steigt. Darüber hinaushat die Erwärmung verschiedene Auswirkungen auf das Wetter und kann zum Beispiel dazuführen, dass mehr Unwetter entstehen oder im Winter weniger Schnee fällt. Die Nutzung von nicht erneuerbaren Energiequellen sollte man daher möglichst einschränken.

Kohlendioxid (CO2) ist ein sogenanntes Treibhausgas, das zum Beispiel bei der Verbrennungvon Holz, Kohle, Gas, Treibstoff oder Heizöl entsteht. Kohlendioxid ist farb- und geruchlos, was bedeutet das du es weder sehen noch riechen kannst.

Zu den nicht erneuerbaren Energiequellen zählen:

Fossile Brennstoffe sind beispielsweise Erdöl, Kohle und Erdgas: Das Wort „fossil“ kommt vom lateinischen Begriff „fossilis“ und bedeutet „ausgegraben“. Fossile Brennstoffe sind über Millionen von Jahren aus Resten von abgestorbenen Pflanzen und Tieren entstanden. Um aus diesen Rohstoffen Energie zu erzeugen zu können, müssen sie zuerst aus der Erde geholt und bearbeitet werden. Bei der Verbrennung dieser Stoffe entsteht Kohlendioxid.

Atomkraft: Alle Stoffe auf unserer Erde bestehen aus sehr kleinen für das Auge unsichtbaren Teilchen, die man Atome nennt. Das Prinzip der Atomkraftnutzung in Atomkraftwerken beruht darauf, dass bei der Teilung von gewissen Stoffen in kleinste Teilchen Energie freigesetzt wird. Bei der Spaltung von Atomen wird Energie, aber auch „radioaktive Strahlung “freigesetzt, die für den Menschen schädlich ist und Krankheiten hervorrufen kann. Radioaktive Stoffe, die in Atomkraftwerken eingesetzt werden, müssen daher entsprechend abgeschirmt bzw. sicher gelagert werden, damit die Strahlung keinen Schaden bei Pflanzen, Tieren oder dem Menschen anrichten kann. Zudem ist die Entsorgung der Abfälle noch immer ein Problem, für das es keine zufriedenstellende Lösung gibt.

All diese Energiequellen nutzen wir, um elektrischen Strom oder Wärme zu erzeugen oder unsauch mit Verkehrsmitteln fortzubewegen. Langfristig haben wir nur die erneuerbaren Energiequellenunbegrenzt zur Verfügung. Diese haben außerdem den Vorteil, dass durch ihre Nutzungmeist keine Schadstoffe entstehen. Erneuerbare Energiequellen sind für die Energieversorgungsehr wichtig und ersetzen zunehmend die Verwendung fossiler Brennstoffe.

Was ist Elektrizität?

Wir nutzen jeden Tag Elektrizität in Form von „Strom“, beispielsweise wenn wir den Fernseher einschalten, das Licht aufdrehen oder uns einen Toast zum Frühstück machen. Fragt man, woher der Strom kommt, dann lautet die Antwort zumeist: „Aus der Steckdose“. Das stimmt auch, aber wie kommt der Strom bzw. die Elektrizität überhaupt dorthin?

Elektrizität kann man auch in der Natur beobachten: Blitze, die man während eines Gewitters sieht, sind sehr kurze, gewaltige Übertragungen von elektrischer Energie. Oder man erzeugt die Elektrizität selbst: Das kannst du selbst ausprobieren, indem du zum Beispiel mit einem Lineal an einem Wollpullover reibst. Das Lineal wird auf diese Weise elektrisch aufgeladen und du kannst dann damit etwa Papierschnipsel aufheben. Durch das Reiben des Lineals gehen viele kleine, für das Auge unsichtbare Teilchen von der Wolle auf das Lineal über, die „elektrisch“ geladen sind.

Diese kleinen Teilchen sind negativ geladen und heißen „Elektronen“. Wenn zu viele davon an einer Stelle angehäuft sind, dann haben sie das Bedürfnis, sich wieder zu verteilen. Wenn sich die Elektronen dafür von einem Ort zum anderen bewegen, entsteht das, was wir „Strom“ nennen. Strom oder eben elektrische Energie kann man beispielsweise zum Betrieb von Gerätenoder Motoren verwenden.

Woher kommt der Strom in der Steckdose?

Die Steckdose ist mit dem Stromnetz verbunden. Der Strom, der bei uns aus der Steckdose kommt, wird in einem Kraftwerk erzeugt. Ein Kraftwerk kannst du mit einem Dynamo an deinem Fahrrad vergleichen. Wenn du fest in die Pedale trittst – das heißt, wenn du Kraft aufwendest – wird Bewegungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und das Licht an deinem Fahrrad leuchtet. In einem Wasserkraftwerk wird beispielsweise mit Wasser ein Schaufelrad (Turbine) angetrieben und diese Energie wird dann in elektrische Energie umgewandelt.

Vom Kraftwerk wird der Strom mit hoher Spannung über Hochspannungsleitungen transportiert und über Umspannwerke und Trafostationen zu den Orten verteilt, wo er genutzt wird. Auch zu dir nach Hause. Du kennst sicherlich die Strommasten zwischen denen die Leistung gespannt sind, die vielerorts zu sehen sind. Die hohe Spannung wird in den Trafostationen wieder kleiner gemacht, bevorder Strom dann zu den Steckdosen in deiner Wohnung geleitet wird und du ihn nutzen kannst. Jetzt kannst du das Licht aufdrehen, Musik hören oder am Herd dein Mittagessen wärmen. Achtung: Der Strom aus der Steckdose ist lebensgefährlich! Du darfst keinesfalls in die Steckdose hineingreifen oder Dinge in die Steckdose stecken!

Wie kann man Energie messen?

Eine bestimmte Energiemenge wird als Joule (gesprochen =„dschul“) bezeichnet oder auch als Kalorie. Joule und Kalorien sind also die Einheiten, in denen Energie gemessen wird, ähnlich wie das Kilogramm für das Gewicht.

1 Joule Energie benötigst du zum Beispiel, um einen Stein mit 1 Kilo Gewicht um 10 Zentimeter in die Höhe zu heben. Das Wort Joule oder Kalorie hast du sicher schon im Zusammenhang mit Lebensmitteln gehört. Es wird häufig verwendet,um anzugeben, wie viel Energie in einem Nahrungsmittel enthalten ist. Stell dir ein riesiges Stück Torte mit viel Schlagobers vor: Eine echte „Kalorienbombe“ – dieses Wort ist dir sicher bekannt.

Ein weiterer wichtiger Begriff, der im Zusammenhang mit Energie oft verwendet wird, ist Watt. Watt gibt an, wie viel Energie pro Sekunde, also wie viel Joule pro Sekunde verbraucht werden,um etwas zu tun. Zum Beispiel kannst du in Watt angeben, wie viel Energie deine Taschenlampe pro Sekunde aus der Batterie benötigt oder wie viel Strom deine Playstation pro Sekunde braucht. Du kennst das Wort vielleicht auch von Lampen, wo angegeben wird, wie viel Energie eine Lampe verbraucht, um Licht zu erzeugen.

Wenn du die Joule bzw. Watt pro Sekunde dann wieder mit der Zeit multiplizierst, während derdu mit der Playstation gespielt hast, dann hast du den gesamten Energieverbrauch berechnet,der für diese Zeit erforderlich war. Dieser Energieverbrauch wird dann als Wattstunden bezeichnet.Wenn ein größerer Energieverbrauch ausgedrückt werden soll, nimmt man Kilowattstunden:1.000 Wattstunden entsprechen 1 Kilowattstunde. Wattstunden kürzt man der Einfachheithalber mit Wh, Kilowattstunden mit kWh ab.

Eine 10 Watt LED-Lampe, die 10 Stunden lang brennt, verbraucht (10x10=) 100 Wh oder (geteiltdurch 1.000) 0,1 kWh.

Frag deine Eltern nach eurer letzten Stromrechnung. Dort findest du die in eurem Haushalt pro Jahr verbrauchte Menge an Strom, ausgedrückt in Kilowattstunden. Für die Energie, die man als Strom aus der Steckdose entnimmt, muss man dem Energieversorger, der den Strom liefert, Geld bezahlen. Eine Kilowattstunde Strom kostet in Österreich ungefähr 20 Cent. Nehmen wir an, eine Kugel Eis kostet 1 Euro, dann bekommst du für den Gegenwert einer Kugel Eis 5 kWh Strom. Mit dieser Energiemenge könntest du ca. 35 Stunden fernsehen.