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Kernenergie
Während bei einer gewöhnlichen Verbrennung nur die chemische Bindungsenergie der beteiligten Elemente (Atome)
freigesetzt wird, diese aber selbst unverändert bleiben, werden bei der Kernenergienutzung die Atomkerne selbst zerstört,
indem sie in andere Elemente umgewandelt werden. Es gibt zwei Arten von Kernenergienutzung, zum Einen die Kernspaltung ,
zum Anderen die Kernfusion .
Kernfusion
Bei der Kernfusion werden leichte Elemente zu schwereren "zusammengebacken". Dabei wird immens viel Energie frei. In
der Nutzung der Kernfusion sieht die Menschheit schon seit Jahrzehnten die Lösung aller Energieprobleme. Leider rücken
die Prognosen für einen ersten Einsatztag in eine immer fernere Zukunft. Derzeit wird kaum vor dem Jahr 2050 für eine erste
produktive Anlage ausgegangen. Die Schwierigkeiten liegen darin, dass man Bedingungen wie in unserer Sonne schaffen
muss, um die leichten Atomkerne, die sich an sich stark abstoßen, eng genug zusammenzubringen, damit sie ein schwereres
Element bilden. Vorteile der Kernfusion liegen in einer unerschöpflichen Menge der benötigten Grundstoffe sowie ihrer
Sicherheit und ständigen Verfügbarkeit. Nachteilig sind auch hier die, allerdings relativ kurzlebigen, anfallenden radioaktiven
Abfälle.
Kernspaltung
Während bei einer gewöhnlichen Verbrennung nur die chemische Bindungsenergie der beteiligten Elemente (Atome)
freigesetzt wird, diese aber selbst unverändert bleiben, werden bei der Kernenergienutzung die Atomkerne selbst zerstört,
indem sie in andere Elemente umgewandelt werden. Die Grundstoffe der Kernenergienutzung, immer sehr schwere Elemente,
sind ebenfalls solaren Ursprungs, denn sie wurden von einer der Vorläuferinnen unserer Sonne kurz vor ihrer
Selbstzerstörung erzeugt. Der größte Teil dieser dabei erzeugten Elemente hat sich inzwischen (zum Wohle der Natur) selbst
vernichtet, da diese schweren Elemente in der Regel keine lange Lebensdauer besitzen. Der noch bestehende Anteil dieser
Elemente hat eine sehr lange Lebensdauer von z.T. Milliarden von Jahren und stellt damit praktisch einen extrem haltbaren
Energiespeicher dar. Darüber hinaus ist der nutzbare Energieinhalt immens hoch, weshalb nur vergleichsweise geringe
Mengen dieser Elemente als Brennstoffe benötigt werden. Der Umgang mit Kernbrennstoffen ist außerordentlich schwierig,
da die abgestrahlten Energien sowohl als Teilchen als auch als Strahlung biologische Schäden anrichten. Weil zudem das
umgebende Material (durch Neutronenstrahlung) aktiviert wird, erzeugt jeder Kernreaktor ein Vielfaches an schädlichem
Abfall, der seinerseits viele Tausende von Jahren aktiv bleibt. Energie aus Kernreaktoren ist zwar weitgehend klimaneutral
aber keineswegs billg, weil derzeit die Folgekosten der Kernenergienutzung nicht ansatzweise berücksichtigt sind. Die
Nutzung der Kernenergie ist (emotional überhöht) umstritten, sie ist tatsächlich alles andere als vernünftig oder gar
nachhaltig, schon allein, weil die vorhandenen Brennstoffe nicht länger reichen werden als die fossilen Energieträger.
Kilowatt [kW]
Dieser Begriff bezeichnet eine Leistung und ist den meisten Mitmenschen von ihrem Automobil bekannt. Ein kW (= 1.000 Watt) an
Leistung ist schon recht viel, nämlich das etwa 1,36-fache einer Pferdestärke [PS]. Ein gesunder Mensch kann eine Dauerleistung von
0,1 kW erbringen, Spitzensportler bringen es auf beachtliche 0,4 kW. Mit einer elektrischen Leistung von einem Kilowatt können fast 17
Glühbirnen von je 60 Watt betrieben werden. Die Begriffe Leistung und Energie sind über die Zeit verknüpft. Wenn eine Leistung über
eine bestimme Zeit erbracht wird, dann stellt sie Energie zur Verfügung; wird eine Leistung dagegen über eine bestimmte Zeit
abverlangt, dann benötigt sie Energie. Wenn z.B. eine Leistung von einem Kilowatt über die Dauer einer Stunde erbracht wird, dann
kann eine Kilowattstunde [kWh] an Energie für andere Aufgaben zur Verfügung gestellt werden.
Kilowatt peak (kWp)
Das Beiwort "peak" aus dem Englischen steht für "Spitze" und daher wird die Spitzenleistung einer Anlage in dieser Einheit
angegeben. Es bezeichnet die Leistung, die eine Anlage unter günstigsten Bedingungen erbringen kann. Die Bezeichung ist keine
eigene physikalische Größe, sondern einfach ein technischer Begriff, um Anlagen vergleichen zu können. Sie trifft auf Solaranlagen
genauso zu wie auf Kohle- oder Kernkraftwerke. Zum Vergleich: Die Spitzenleistung einer üblichen Photovoltaikanlage liegt bei etwa 5
kWp, ein Kraftwerk kann es auf 1.500 MWp (Megawatt peak) bringen, das ist die 300.000-fache Leistung.
Kilowattstunde [kWh]
Die Kilowattstunde ist die gängige technische Maßeinheit für eine Energiemenge. Sie ist über die Zeit mit dem Begriff der Leistung
verknüpft. Eine Kilowattstunde an Energie reicht aus, um eine Stunde lang eine Leistung von einem Kilowatt zu erbringen.
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Umgangssprachlich wird gern von "Energieverbrauch" gesprochen. Dieses Wort ist eigentlich unsinnig, weil Energie nicht aufbrauchbar
ist. Energie kann lediglich umgewandelt werden in verschiedene Energieformen (Wärme, Elektrizität, Bewegung, Strahlung, Lage etc.),
sodass "Energieentwertung" der eigentlich korrekte Ausdruck wäre. Wärmestrahlung ist die geringwertigste Energieform, sie entsteht
nahezu bei jeder Umwandlung als Abwärme, bzw. als Wärmeverlust. Wird also im Haushalt Energie "verbraucht", so bedeutet das
eigentlich nichts anderes, als dass der Verbraucher Energie in eine Form seiner Wahl umgewandelt hat (z.B. in Licht, Motorbewegung
und natürlich Wärme). Die Kilowattstunde ist zugleich die Handelseinheit für elektrische Energie. Ein durchschnittliches
Einfamilienhaus mit vier Bewohnern benötigt im Jahr etwa 4.000 kWh an elektrischer Energie. Durch eine der üblichen
Photovoltaikanlagen mit einer Spitzenleistung von 5 kWp kann diese Energiemenge in der Regel problemlos "produziert" werden.
Klimawandel
Unter Klimawandel versteht man die eigentlich die natürliche Veränderung des Erdklimas über lange Zeiträume. In den 80er
Jahren wurden jedoch bereits Berechnungen vorgestellt, die einen durch die Menschheit verursachten Klimawandel mit
steigenden Durchschnittstemperaturen innerhalb von nur wenigen Jahrzehnten vorhersagten. Seither werden die Begriffe
Klimawandel und Globale Erwärmung synonym verwendet. Da die Messungen inzwischen im Wesentlichen mit den
Vorhersagen übereinstimmen, wird diese Theorie allgemein akzeptiert. Eine Reihe von Wissenschaftlern vertritt jedoch die
abweichende Theorie, dass die beobachteten Klimaänderungen im Wesentlichen von einer Änderung der Sonnenaktivität
verursacht ist. Diese Theorie ist umstritten, wenn auch nicht allzu einfach widerlegbar. Allgemein unbestritten ist jedoch die
Feststellung, dass die Erde sich bereits in einer Phase raschen Klimawandels befindet. Die Folgen der globalen Erwärmung
sind dramatisch und gehen mit Unwettern, Missernten, Überschwemmungen und anderen Naturkatastrophen einher.
Ungeachtet aller Ursachenbetrachtungen sollte daher die Menschheit bestrebt sein, alle Faktoren, die einen Klimawandel mit
verursachen, zu reduzieren. Neuere Modellrechnungen machen bereits konkrete Vorhersagen über lokale
Temperatursteigerungen als Folgen des Klimawandels wie die nachfolgende Grafik zeigt:
Quelle: http://www.globalwarmingart.com/wiki/Image:Global_Warming_Predictions_Map_jpg
Kohle
Die Verstromung der Kohle in Kohlekraftwerken ist eine der wenigen Nutzungen fossiler Ernergieformen, bei der Deutschland selbst
im Besitz großer Mengen des Rohstoffs ist. Da die Förderung teuer ist, wird jedoch trotzdem Kohle importiert. Die Verbrennung von
Kohle ist keinesfalls nachhaltig und in jedem Fall klimaschädlich. Da vorerst auf Kohle als Brennstoff nicht verzichtet werden kann,
versucht man, ältere Kraftwerke zu ersetzen, sodass von allen Abgasen wenigstens nur noch Kohlenstoffdioxid übrig bleibt. Es sollte
zu denken geben, wenn man sich vorstellt, dass allein der Flächenverbrauch, der beim Abbau von Kohle in Deutschland stattfindet, in
einer Größenordnung liegt, dass man auf der gleichen Fläche bei Nutzung von z.B. Photovoltaik die gleiche Menge an Strom
produzieren könnte, wie derzeit aus der dort geförderten Kohle erzielt wird. Dennoch flossen immer noch Subventionen in den
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Steinkohlebergbau.
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