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2018 | OriginalPaper | Chapter

2. Energie und Leben

Author : Reiner Kümmel

Published in: Energie, Entropie, Kreativität

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Wärmekraftmaschinen und Transistoren wandeln fossile, nukleare und erneuerbare Energien in Arbeitsleistung und Informationsverarbeitung um und erbringen so die Energiedienstleistungen, die den Wohlstand der Industriegesellschaft schaffen und immer mehr Menschen von schwerer körperlicher und eintöniger geistiger Arbeit befreien. Zur Minderung der besonders umweltbelastenden Entropieproduktion in Form von Schadstoffemissionen können Teilchen- in Wärmeströme umgewandelt werden. Die berechneten Schadstoff-Wärmeäquivalente bei der Schadstoffrückhaltung und Entsorgung von Kohle- und Kernkraftwerken zeigen die damit jeweils verbundene Annäherung an die Hitzemauer, der äußersten Grenze für industrielles Wirtschaftswachstum innerhalb der Biosphäre. Die Minimierung von Energieumwandlung und Entropieproduktion bei ungeschmälerten Energiedienstleistungen ist ein wirkungsvolles Instrument der Emissionsminderung und Ressourcenschonung. Beispiele für Energie-, Emissions- und Kostenoptimierung durch Wärmerückgewinnung, auch in Kombination mit Solarenergie, lassen erkennen, was möglich ist, welche Konkurrenzeffekte zwischen den betrachteten Technologien auftreten können und dass die Ausschöpfung der Energie-Einsparpotenziale eines Energieversorgungssystems durch steigende Energiepreise begünstigt wird.

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Footnotes
1
Der heilige Franz von Assisi betet in seinem Sonnengesang [34]: „Sei gelobt mein Herr für Bruder Feuer/durch den du erleuchtest die Nacht./Sein Sprühen ist kühn, heiter ist er, schön und gewaltig stark“.
 
2
Hymnisch preist der ägyptische Pharao Echnaton (Amenophis IV.) die Sonne um 1400 vor Christus [35]: „Schön erscheinst du im Lichtberg des Himmels,/ Lebender Sonnenstern, der du lebtest am Anfang. .../ Jedes Land erfüllst du mit deiner Schönheit./ Groß bist du, funkelnd über jedem Lande,/ Jedes Land umarmt deine Strahlen/ bis zum letzten Ende alles von dir Erschaffnen“.
 
3
Der Einfachheit halber wird die aus dem Alltag vertraute Kilowattstunde (kWh) als Energieeinheit verwendet. 1 kWh = 3.600.000 Ws, 1 Ws = 1 J.
 
4
In der Agrargesellschaft bestand „Kapital“ im Wesentlichen aus Feuerstellen, Werkzeugen, Gießereien, Fahrzeugen und Geräten, die von Muskelkraft, teils auch von Wasser und Wind, bewegt wurden, sowie den sie bergenden Gebäuden. Das lateinische Wort für Geld, pecunia, bedeutete ursprünglich Eigentum an Vieh. Wie weit Feuerwaffen zum „Kapital“ gezählt wurden, ist unklar.
 
5
Im Gegensatz dazu sieht Karl Marx’ Arbeitswertlehre in der menschlichen Arbeit die primäre Quelle allen Wohlstands. Deshalb gebühre dem Faktor Arbeit auch die gesamte Wertschöpfung, alle Kapitalgüter eingeschlossen.
 
6
Eine im Großen Brockhaus abgebildete 800 MW Dampfturbine hat samt Generator eine Länge von 44 m und eine Breite von 14 m. Ein Pferd mit einer Leistung von 700 W benötigt eine Weidefläche von etwa 10.000 Quadratmetern. Alle Pferde zusammen, die die Leistung einer 800 MW Dampfturbine erbringen könnten, beanspruchten eine Fläche von knapp 11.500 Quadratkilometern. Das ist etwa die Hälfte der Fläche Hessens, die in Weideland umgewidmet werden müsste, damit die auf ihr wachsende Biomasse rein rechnerisch über Pferdekörper dieselben Energiedienstleistungen erbringen kann wie die durch Kohleverbrennung oder Kernspaltung angetriebene Dampfturbine eines Kraftwerks.
 
7
Transportmasse \(m = 100\) kg, Erdbeschleunigung \(g = 9{,}81\) m/s\(^2\), Hubhöhe \(h = 8848\) m, Hubarbeit \(mgh = 2{,}41\) kWh. (Um das Doppelte dieser Arbeit zu leisten, muss ein Energiesklave rund 1,7 Tage lang arbeiten).
 
8
Früher sprach man vom Bruttosozialprodukt.
 
9
Einem der Pioniere der Exergieanalyse, Willem van Gool, war die Bedeutung von Energie, Entropie und Exergie für die moderne Welt so wichtig, dass er sein letztes Werk darüber auf dem Krankenbett kurz vor seinem Tode vollendete [53].
 
10
Zur NO\(_x\)-Produktion und -Wirkung siehe Tab. 1.​3. Bei hohen Verbrennungstemperaturen wird auch Stickstoff der Luft oxidiert.
 
11
Bis zum 31. Dezember 2010 sind 13.471 Tonnen bestrahlter Brennelemente angefallen. Das Gesamtvolumen an endzulagernden, wärmeentwickelnden, radioaktiven Abfällen aus Kernenergienutzung wird in der Prognose des Bundesamts für Strahlenschutz nach Inkrafttreten des geänderten Atomgesetzes vom 6. August 2011 auf 29.030 m\(^{3}\) geschätzt.
 
12
Für die Verbrennung von Steinkohle ohne REV werden CO\(_2\)-Emissionen von 0,31 kg/kWh\(_{thermisch}\) angenommen.
 
Metadata
Title
Energie und Leben
Author
Reiner Kümmel
Copyright Year
2018
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-57858-2_2

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