Energie in Hülle und Fülle

ENERGIE ist sehr gefragt. Alles Leben im Universum ist davon abhängig. Ohne Energie gäbe es keine Nahrung, kein Wasser und keine Luft.

Doch in letzter Zeit hat die Energieversorgung den Menschen Kopfzerbrechen bereitet. Zufolge von Stromsperren, Stromausfällen, steigenden Preisen für Heizmaterial und langen Autoschlangen an den Tankstellen ist das Wort „Energiekrise“ ein Bestandteil unseres allgemeinen Wortschatzes geworden. Das könnte manch einen zu der Annahme veranlassen, die Energievorräte der Erde gingen zur Neige. Stimmt das? Ganz und gar nicht. Im Gegenteil, auf der Erde gibt es fast unermeßliche Energievorräte.

Die Sonne — unbegrenzte Energie

Die Sonne ist die Hauptenergiequelle der Erde. Jedes Jahr beliefert dieser gewaltige Kernreaktor die Erde mit einer Energiemenge, die der Energiemenge entspricht, die in 227 Billionen Tonnen Kohle enthalten ist, ungefähr 60 000 Tonnen für jeden Bewohner der Erde.

An einem Tag scheint so viel Sonnenenergie allein auf den Eriesee, daß (sofern sie völlig genutzt würde) der jährliche Bedarf der ganzen amerikanischen Bevölkerung damit gedeckt werden könnte. Woher erhält die Sonne ihre Energie? Der Wissenschaftler Ralph E. Lapp erklärt:

„Die Sonne ist eine gewaltige Atomenergiemaschine. Sie läuft, indem leichte Wasserstoffkerne (H¹) verschmolzen werden, um die schwereren Heliumkerne (He⁴) zu bilden. ... Die dabei freigesetzte Energie wird Wärme. In jeder Minute werden auf der Sonne etwa 40 Milliarden Tonnen Wasserstoffatome verschmolzen.“

Die Sonne ist indirekt auch für viele weitere Energieformen verantwortlich. Am Äquator ist die Sonneneinstrahlung stärker als an den Polen. Die erwärmte Luft steigt auf und wird durch nachfließende Polarluft ersetzt. Als Folge entstehen Winde. Die Kraft des Windes kann zum Vorantreiben von Segelschiffen dienen, zum Mahlen von Getreide oder zur Erzeugung von elektrischem Strom — mit Hilfe von kleinen „Windkraftwerken“. Bei der Kohle handelt es sich um fossile Überreste von Pflanzen, die vor langer Zeit lebten und Sonnenenergie in ihren Zellen speicherten. Auch die chemische Energie im Erdöl ist Licht- und Strahlungsenergie der Sonne, gespeichert in den Zellen von Lebewesen der Vergangenheit.

Sonnenenergie für eine moderne Welt

In neuerer Zeit sind interessante Forschungsprogramme angelaufen, um Techniken für eine wirtschaftliche Nutzung der Sonnenstrahlung zu entwickeln. In den Vereinigten Staaten werden wenigstens zwanzig Häuser mit Sonnenenergie beheizt, um die Heizkosten zu reduzieren. In einem Versuchshaus in Newark (New Jersey) werden 80 Prozent des Energiebedarfs — für Beleuchtung, Heizung und Klimatisierung — durch Nutzung der Sonnenenergie gedeckt.

Das Forscherehepaar Meinel (Dr. Aden B. Meinel leitet das Institut für optische Wissenschaften der Universität von Arizona, und Marjorie Meinel ist wissenschaftliche Mitarbeiterin im Institut) hat vorgeschlagen, auf einem großen Gebiet Sonnenlichtkollektoren aufzustellen. Die Meinels sagen, solche Farmen, deren Standort im Südwesten der Vereinigten Staaten sein könnte und die eine Gesamtgröße von rund 40 000 km² haben müßten, könnten eine Leistung von 1 000 000 Megawatta erzeugen, was den gesamten Energiebedarf des Landes bis zum Jahr 2000 decken würde.

Ferner wurde der Vorschlag gemacht, einen riesigen Sonnenenergiekollektor auf eine Umlaufbahn um die Erde zu bringen. Ein solcher Satellit würde „Sonnenzellen“ enthalten, die das Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umwandeln würden. Der Strom würde mit Hilfe von Mikrowellensendern zur Erde übertragen und dort wieder in Elektrizität umgewandelt. Ein Satellit wäre vom Wetter unabhängig.

Gottes großzügige Gabe, die Sonne, bildet für die Menschheit eine sozusagen unerschöpfliche Energiequelle. Aber Mittel und Wege zu finden, um heute, in einer Zeit des riesigen Energiebedarfs, die Sonnenstrahlung nutzbar zu machen, ist natürlich mit schwierigen technischen, politischen und wirtschaftlichen Problemen verbunden.

Ist jedoch der heutige Mensch, der so viel Energie verbraucht, wirklich glücklich? Fühlt er sich in den hochtechnisierten, übervölkerten Städten, wo die Atemluft verschmutzt ist, wohler, als sich die Menschen früher, als das Leben einfacher war, gefühlt haben?

Es gibt Menschen, die sagen, eine andere Lebensweise wäre ihnen lieber. Sie freuen sich, eine saubere Energiequelle zu haben: Ein von einer Windmühle angetriebener Generator liefert ihnen Strom. Diese Energiequelle wurde früher auf dem Land allgemein genutzt (um die Jahrhundertwende gab es allein an der Nordseeküste, zwischen Holland und Dänemark, rund 100 000 Windmühlen). Neuerdings hat man sowohl in Europa als auch in den Vereinigten Staaten die Windmühlen „wiederentdeckt“. Ohne große Schwierigkeiten ist es einer Familie möglich, mit Hilfe eines kleinen Windkraftwerkes Wasser zu pumpen und Strom für die Beleuchtung der Wohnung zu gewinnen.

Die Nutzung der Energie von strömendem Wasser

Seit Jahrtausenden nutzt der Mensch die Energie des strömenden Wassers. Im Jahre 1882 wurde in Appleton (Wisconsin, USA) das erste Wasserkraftwerk gebaut. Wasserkraftwerke liefern jetzt fast ein Drittel der in der ganzen Welt erzeugten elektrischen Energie.

Ein weiteres hohes Energiepotential enthalten auch die Strömungen der Meere, die über 70 Prozent der Erde bedecken. Gewaltige Wassermengen werden durch die Gezeiten in Bewegung gehalten. In den Jahren 1961 bis 1967 wurde an der Mündung des Flusses Rance in der Bretagne ein großes Gezeitenkraftwerk gebaut. Auf einem langen Damm nutzen hier Turbinen die ein- und ausströmende Flutwelle aus. Im Jahre 1969 wurde in der Sowjetunion ein Gezeitenkraftwerk fertiggestellt. Nach dem heutigen Stand des menschlichen Wissens könnte in der ganzen Welt an fast hundert Stellen die Gezeitenenergie für die Gewinnung von elektrischer Energie genutzt werdenb.

Energie tief aus der Erde

Ein weiteres Energiepotential liegt tief in der Erde. Rund 60 Kilometer unter der Erdoberfläche befindet sich geschmolzenes Gestein und Gas, „Magma“ genannt. Dieser Gesteinsschmelzfluß kann Temperaturen bis 1 780 ° Celsius erreichen. In manchen Gegenden wird das Grundwasser von den heißen, aus dem abkühlenden Magma austretenden Gasen stark erhitzt, so daß es in Geysiren oder auch als Dampffontäne manchmal viele Meter hoch in die Luft schießt.

Seit Jahrzehnten wird diese geothermische Energie als Warmwasser und zur Heizung von Wohnungen und Gewächshäusern genutzt. In Larderello in der Toskana (Italien) ist 1904 ein geothermisches Kraftwerk gebaut worden, in dem der ausströmende geothermische Wasserdampf in elektrische Energie umgewandelt wird. Heute erzeugen die Dampfkraftwerke von Larderello so viele Kilowatt, daß der größte Teil des Bedarfs des italienischen Eisenbahnnetzes damit gedeckt werden kann. Dr. Robert Rex, ein Geologe, der umfangreiche Forschungen über die Möglichkeit der Nutzung geothermischer Energie betrieben hat, meint, daß man Geothermalkraftwerke errichten könnte, die eine Milliarde Kilowatt erzeugen würden, fast das Dreifache der augenblicklichen Energiegewinnung in den Vereinigten Staaten.

Aber auch bei dieser Möglichkeit der Energiegewinnung stehen wirtschaftliche und politische Hindernisse im Wege. Die anfänglichen Kosten waren sehr hoch, denn der Erddampf ist nicht so heiß wie der Dampf, der in den meisten Kraftwerken benutzt wird; deshalb ist die Leistung etwas zu gering. Möchte man Energie aus „trockenen geothermischen Reservoiren“ gewinnen, so müßten in heißes Gestein Hohlräume gebohrt werden, so daß sie sich mit Wasser füllen könnten und sich Dampf bilden würde. Ein weiteres Problem wäre die Verschmutzung des heißen Wassers und des Dampfes mit Salzen und Schwefel. Sollten diese Schwierigkeiten in einer Ordnung, in der die Menschen nicht mehr egoistisch sind, sondern Nächstenliebe üben, gelöst werden, könnte diese wertvolle Energiequelle unter der Erdoberfläche der Menschheit zum Segen werden.

Wie steht es mit der Kernkraft?

Die Kernenergie, das heißt die Energie, die im Kern oder in der zentralen Masse eines Atoms eingeschlossen ist, kann als die größte dem Menschen bekannte Kraftquelle im materiellen Universum bezeichnet werden. Diese Energie kann durch „Fission“ oder Spaltung und durch „Fusion“ oder Verschmelzung freigesetzt werden.

Bei der „Fission“ wird ein Atomkern in zwei leichtere Kerne gespalten. Die Gesamtmasse der beiden neuen Kerne ist etwas geringer als die Masse des ursprünglichen Kerns. Ein Teil der Masse wird Energie. Die Energie in einem Atom ist so groß, daß die Spaltung eines Uranstücks (U 235), das nicht schwerer ist als ein Brot und kleiner als ein Golfball, soviel Energie liefern kann wie tausend Tonnen Kohle.

Aber möchte man die Kernspaltung als Energiequelle benutzen, entstehen Probleme. Als erstes wäre zu erwähnen, daß nur 0,7 Prozent des natürlichen Urans ohne weiteres spaltbar sind. Die Wissenschaftler haben versucht, diese Schwierigkeit zu überwinden, indem sie besondere „Brutreaktoren“ gebaut haben, in denen mehr spaltbares Material erzeugt oder „erbrütet“ wird als verbraucht wird. Gemäß dem Werk The Americana Annual für das Jahr 1973 könnten gut funktionierende Brutreaktoren es dem Menschen ermöglichen, 50 bis 80 Prozent der bekannten Uranvorkommen zu nutzen; das würde genügen, um den Weltbedarf an elektrischer Energie „für wenigstens mehrere Jahrhunderte“ zu decken.

Nach der Ansicht vieler ist die Ausstrahlung radioaktiver Spaltprodukte von Atomkraftwerken und ganz besonders auch die Beseitigung des radioaktiven Atommülls ein noch größeres Problem. Die Krebs- und Leukämiegefahr als Folge der radioaktiven Strahlung soll, wie man jetzt festgestellt hat, 20mal größer sein, als die Experten vor weniger als 10 Jahren angenommen haben. Ein weiteres Problem ist die Möglichkeit eines Reaktorunfalls oder der Sabotage. Das könnte den Tod von Hunderttausenden Menschen zur Folge habenc.

Kernfusion oder Kernverschmelzung, wie sie auf der Sonne vor sich geht, findet statt, wenn sich die Kerne zweier Atome vereinigen, wobei Energie frei wird. Bei einer Kernverschmelzung kann das 1 750fache der Wärmeenergie erzeugt werden, die für diesen Vorgang erforderlich ist. Auch ist bei diesem Vorgang die Gefahr der radioaktiven Strahlung, die bei der Kernspaltung so groß ist, nicht vorhanden.

Die Schwierigkeit, eine Kernverschmelzung herbeizuführen, besteht darin, eine Vorrichtung zu bauen, die ein „Plasma“ von verschmelzbaren Kernen bei einer für die Verschmelzung erforderlichen hohen Temperatur (etwa 100 000 000 °C) auf kleinem Raum zusammenhält. Wieviel Energie wäre zu gewinnen, wenn dieser Prozeß vervollkommnet werden könnte? In Science Year (1972) kann man folgendes lesen:

„Fusionskraftwerke werden als Brennstoff wahrscheinlich Lithium und zwei Isotope des Wasserstoffs — Deuterium und Tritium — verwenden. Im Meerwasser ist genügend Deuterium vorhanden, so daß der Bedarf von 3 Milliarden Jahren gedeckt werden kann, und das Lithium in den oberen Kilometern der Erdkruste könnte den Bedarf von 15 Millionen Jahren decken.“

Warum also das Gerede von einer Knappheit, wenn die Erde über solche Energievorräte verfügt? Hauptsächlich wegen der Verknappung der fossilen Energieträger (Kohle, Erdöl und Erdgas).

Warum das Problem mit fossilen Brennstoffen?

Warum diese Verknappung an fossilen Brennstoffen?

John Noble Wilford wies in der New York Times vom 22. April 1973 auf den eigentlichen Grund der heutigen Energieknappheit hin:

„Die Energiekrise hätte vorausgesehen und vielleicht abgewendet werden können. Aber man hat es nicht getan. Die Amerikaner entschieden sich für eine technisch orientierte Gesellschaft, die einen ungeheuren Energieverbrauch hat. Sie fuhren immer größere Wagen und begannen, sogar im Meer nach Öl zu bohren, um den dafür erforderlichen Treibstoff zu gewinnen. Sie installierten Waschmaschinen und Klimaanlagen sowie alle möglichen anderen technischen Einrichtungen und zerstörten die Pflanzendecke der Hügel, um die für die Dampfkraftwerke erforderliche Kohle zu gewinnen, damit sie die nötige elektrische Energie für ihre Anlagen hätten. ...

Niemand will das ,gute Leben‘ — schnelle Autos, Düsenflugzeuge, klimatisierte Wohnungen usw. — aufgeben ... Nur wenige Amerikaner wünschen ehrlich eine Verlangsamung des Wirtschaftswachstums, denn im Augenblick sind die Folgen — Arbeitslosigkeit, Absinken der Kaufkraft und der politischen Macht — unausdenkbar.“

Schuld an der heutigen Knappheit des fossilen Brennstoffes — und daran, daß die Entwicklung anderer Energiequellen oft wenig gefördert wird — sind somit ein versklavendes politisches und wirtschaftliches System sowie die Habsucht und Kurzsichtigkeit des Menschen. Doch was den Schöpfer betrifft — er hat dem Menschen Energie in Hülle und Fülle zur Verfügung gestellt.

[Fußnoten]