Wie der Strom in die Steckdose kommt …

Überall wird Energie benötigt – wie dieses Bild von Europa zeigt. Nur nebenbei: Hier wurden mehrere Satelliten-Aufnahmen zusammengesetzt, um das „erleuchtete“ Europa bei Nacht zu zeigen. Man sieht: Überall brennen die Lichter. Ohne Strom wäre unser Leben nicht vorstellbar. Bild: NASA
Überall wird Energie benötigt – wie dieses Bild von Europa zeigt. Nur nebenbei: Hier wurden mehrere Satelliten-Aufnahmen zusammengesetzt, um das „erleuchtete“ Europa bei Nacht zu zeigen. Man sieht: Überall brennen die Lichter. Ohne Strom wäre unser Leben nicht vorstellbar. Bild: NASA

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Nur mal zum Spaß: Stell dir mal dein Leben ohne Strom vor – nur einen Tag lang. Morgens würdest du wahrscheinlich verschlafen, weil dein Radiowecker stumm bleibt. Zudem ist es ohne Licht ganz schön dunkel. Das Frühstück wäre auch nicht mehr das, was es einmal war: Ohne die Power aus der Steckdose gibt’s keinen Kaffee oder Tee und auch keinen warmen Kakao. Trinkst du sowieso nicht? Na gut. Aber auch der Toaster gibt kein Lebenszeichen von sich – heute also nur kaltes, labbriges Toastbrot. Weiter geht’s: ab unter die Dusche, die die Müdigkeit vertreibt. Und wie! Denn das Wasser ist eisig kalt. Dafür bist du jetzt wenigstens hellwach und merkst, dass das kein Albtraum ist. Die Haare föhnen, um richtig gut auszusehen? Leider ebenfalls Fehlanzeige – besser also gar nicht erst in den Spiegel schauen! Lieber gleich raus auf den Weg zur Schule – oder vielmehr mitten ins Chaos: Alle Ampeln sind ausgefallen, Schulbusse und alles, was sonst noch Räder hat, stehen im Stau … Und so weiter eben: Handy aufladen, Computer einschalten – nichts geht mehr. Kurz und schlecht: „Ohne Strom nix los …“

Gar nicht so abwegig – dieses kleine Gedankenspiel: Wenn auch nur äußerst selten, so kommt es doch manchmal zu einem sogenannten „Blackout“. Dann bricht plötzlich die Stromversorgung ganzer Städte zusammen – und wie oben geschildert das Chaos aus. In den USA ist das vor ein paar Jahren passiert – und es hat Tage gedauert, bis das Leben in New York und anderen Städten wieder halbwegs normal verlief. Angeblich steigt in solchen Fällen neun Monate später die Geburtenrate steil an, weil Erwachsene bei Stromausfall abends nicht mehr stundenlang vor dem Fernseher sitzen – aber das ist ein ganz anderes Thema, zu dem ihr vielleicht besser mal eure Eltern fragt. Oder auch den Bio-Lehrer eures Vertrauens. Oder auch nicht ...

Wo der Strom „gemacht“ wird

Zurück zum Strom – um den geht es hier nämlich. Heute und in Zukunft. Und zunächst mal um die ganz einfache Frage, woher er überhaupt kommt. Klar, aus der Steckdose. Und was ist dahinter? Gehen wir mal in Gedanken der Leitung nach, die von der Steckdose zunächst runter in den Keller führt: zum Sicherungskasten und zur Hauptleitung. Von da geht’s weiter nach draußen unter die Straße. Und dann an den großen Kabeln entlang, die unter der Erde liegen – bis weit aus der Stadt raus. Wir überspringen hier mal großzügig ein paar Stationen, folgen einfach der nächsten Hochspannungsleitung und landen schließlich – genau: in einem Kraftwerk. Da sind wir gewissermaßen an der Quelle angekommen. Hier wird der Strom „gemacht“.

So funktioniert ein thermisches Kraftwerk: Durch Wärmezufuhr (zum Beispiel Verbrennung von Kohle oder Holz oder auch durch Sonnenwärme) wird Wasser verdampft. Der Dampf treibt mit seinem hohen Druck eine Turbine an, bevor er wieder verflüssigt wird und erneut in den Kreislauf kommt. Die Kraft der Turbine treibt einen Generator an, der wie ein Fahrrad-Dynamo Strom erzeugt. Die Kunst besteht darin, aus der zugeführten Wärme möglichst viel Strom zu gewinnen. Bild: DLR
So funktioniert ein thermisches Kraftwerk: Durch Wärmezufuhr (zum Beispiel Verbrennung von Kohle oder Holz oder auch durch Sonnenwärme) wird Wasser verdampft. Der Dampf treibt mit seinem hohen Druck eine Turbine an, bevor er wieder verflüssigt wird und erneut in den Kreislauf kommt. Die Kraft der Turbine treibt einen Generator an, der wie ein Fahrrad-Dynamo Strom erzeugt. Die Kunst besteht darin, aus der zugeführten Wärme möglichst viel Strom zu gewinnen. Bild: DLR

Kohle – und auch Erdgas und Öl – nennt man fossile Brennstoffe. Fossil? Hat das nicht was mit den kleinen versteinerten Tieren zu tun? Den Fossilien? Genau! Denn Kohle, Gas und Öl – das sind die Überreste von Pflanzen und Tieren. Viele Millionen Jahre alt! Im Laufe der Zeit sind sie tief unten im Boden – sagen wir es, wie es ist – einfach vergammelt.

Fossile Brennstoffe liefern heute einen großen Teil unserer Energie. Sie haben jedoch zwei Nachteile: Erstens sind sie nur begrenzt verfügbar und zweitens entstehen bei ihrer Verbrennung schädliche Gase. „Begrenzt verfügbar“ heißt, dass es diese Brennstoffe auf der Erde vielleicht noch für die nächsten 50 oder 100 oder auch 200 Jahre geben wird – dann sind sie aufgebraucht. Und zu den schädlichen Abgasen: Das ist vor allem das sogenannte Kohlendioxid – kurz CO2. Es trägt ganz entscheidend zur weltweiten Klimaerwärmung bei, weil es die Atmosphäre der Erde in eine Art Treibhaus verwandelt. Deshalb spricht man auch vom Treibhauseffekt.

Kompakt & wissenswert
  • Was ist der Treibhauseffekt?
    Kohlendioxid und andere Gase wie Methan sorgen für den Treibhauseffekt: Wie in einem Treibhaus, in dem es schön warm sein soll, lassen diese Gase die Sonnenstrahlen zwar in unsere Atmosphäre eindringen. Doch sie hindern die Wärmestrahlung dann wieder daran, in den Weltraum zu entweichen. Ein natürlicher Treibhauseffekt ist gut – sonst wäre es viel zu kalt auf unserem Planeten. Der Treibhauseffekt, der durch Abgase entsteht, heizt aber unser Klima zusätzlich auf, so dass sogar an Nord- und Südpol das Eis schmilzt.

Es gibt also – mindestens – zwei gute Gründe, warum man sich über andere Energiequellen Gedanken machen muss. Dabei ist zu bedenken: Unser Strombedarf wird immer größer. PC, Handy, MP3-Player – das sind nur einige Geräte, die man in einem normalen Haushalt findet – oft in mehrfacher Ausführung. Kühlschränke und Waschmaschinen, Lampen und viele andere „Stromfresser“ kommen dazu. Außerdem ist da natürlich auch noch die Industrie, die zur Herstellung all der Dinge, die wir täglich kaufen, Strom benötigt: In jedem T-Shirt und in allen Gebrauchsgegenständen steckt Energie drin, weil ja Maschinen bei der Produktion Strom verbraucht haben. Und von der Energie, die wir zur Heizung oder für den Verkehr benötigen, haben wir noch gar nicht gesprochen.

Unendliche Energie?

Die Spiegel um den Turm der spanischen Solar-Testanlage fangen die Sonnenstrahlen ein. Bild: DLR, Markus-Steur.de
Die Spiegel um den Turm der spanischen Solar-Testanlage fangen die Sonnenstrahlen ein. Bild: DLR, Markus-Steur.de

Wenn wir auf der Suche nach der Energie von morgen sind, muss es also eine umweltfreundliche Energie sein: ohne schädliche Abgase oder andere Risiken. Und eine Energie, die in großer Menge verfügbar ist. Am besten unendlich. Kann es das geben? Klar! Gibt es auch schon: Wind und Sonne zum Beispiel. Der Wind weht fast immer irgendwo – zumindest wird ihm nicht irgendwann die Puste ausgehen. Mit ihm lassen sich große Windräder antreiben, die heute auch schon einen Teil unseres Stroms liefern. Und die Sonne scheint auch immer – wenn auch nicht bei uns in Deutschland. Aber selbst hier gibt es genügend sonnige Tage, um auf diese Weise Strom zu erzeugen. Wie die „Solardächer“ auf vielen Häusern ja auch zeigen. Außerdem plant man inzwischen sogar, in Nordafrika riesige Flächen mit Sonnenkollektoren einzurichten, die dann aus der Sahara auch für Europa Solarstrom liefern würden. Im Unterschied zu den fossilen Brennstoffen nennt man die Energie aus Wind und Sonne „erneuerbare Energien“.

Wie man die erneuerbaren Energien am besten nutzen kann, welche Möglichkeiten es da noch gibt, damit wir künftig auf umweltfreundliche Weise Strom erhalten – all das wird im DLR erforscht. Zusammen mit vielen anderen Partnern – etwa auch in Spanien, wo eine große Solar-Testanlage betrieben wird. Beim Thema Solarenergie arbeiten Ingenieure und Techniker wirklich an einer besseren Welt von morgen! Mehr darüber findest du auf diesen Seiten von DLR_next …

Ach so, fast hätten wir’s vergessen …

Neben den erneuerbaren Energien gibt es natürlich noch eine viel bessere Energie: nämlich die Energie, die man erst gar nicht ver(sch)wendet. Das gilt im Kleinen wie im Großen. Klein – das sind die vielen roten Lichtchen, die nachts an den Geräten in eurer Wohnung leuchten. Die Rede ist vom Stand-by-Betrieb. Viele Tonnen Kohlendioxid, das bei der Stromerzeugung entsteht, würden die Atmosphäre nicht verschmutzen, wenn wir Fernseher und andere Geräte wirklich ausschalten würden – etwa mit einer Steckerleiste. Und im großen Maßstab kann man Energie sparen und so die Umwelt entlasten, wenn man die Technik in den Kraftwerken modernisiert. Und auch daran wird im DLR geforscht – etwa in der Verbrennungs- oder Flammenforschung.