Warum Energie nicht erzeugt wird

Erzeugung und VerbrauchStrom ist, technisch gesehen, eine relativ einfache Möglichkeit, Energie flexibel für verschiedene Zwecke nutzbar zu machen und zu transportieren. Häufig ist davon die Rede, dass Strom erzeugt und verbraucht wird. Das ist streng genommen nicht korrekt: Laut einem zentralen physikalischen Theorem, dem so genannten Energieerhaltungssatz, ist die gesamte in einem abgeschlossenen System enthaltene Energie konstant, wird also nicht erzeugt oder verbraucht, noch zerstört oder gespart, sondern höchstens in eine andere Art von Energie umgewandelt.

In der Physik werden verschiedene Arten von Energie unterschieden: Etwa kinetische Energie (sie "schafft es", einen Körper zu bewegen; umgekehrt kann man sagen, der Körper enthält diese Energie, weil er sich bewegt), thermische Energie (bzw. Wärmeenergie), chemische Energie (Energie, die durch chemische Reaktionen freigesetzt wird), magnetische und eben elektrische Energie. Auch von potentieller Energie ist in der Physik die Rede, diese ergibt sich aus der Lage eines Körpers in einem Kraftfeld und kommt beispielsweise in einem Gravitationsfeld oder in elektrischen Feldern zu tragen. Diese unterschiedlichen Energieformen können ineinander übergeführt werden, wobei die Kunst darin besteht, dies gezielt und kontrolliert zu tun. Im Zusammenhang der "Stromerzeugung" sind dabei vor allem die verschiedenen Methoden, andere Energieformen in elektrische Energie umzuwandeln, von Interesse.

Die umgangssprachliche Verwendung der Begriffe Erzeugung und Verbrauch geht trotzdem nicht vollkommen an der Sache vorbei. Denn es geht ja schließlich nicht um die abstrakte Größe der Gesamtenergie in einem System, sondern um Energie, die für den Menschen nutzbar ist. Elektrische Energie wird etwa in Wärmeenergie umgewandelt, das muss aber immer wieder bzw. ständig passieren, weil die Wärme etwa eines Raumes nach außen weitergegeben wird - der Energieverbrauch bezieht sich auf diesen Prozess der ungewünschten Umwandlung oder Weiterwirkung einer Energieform. Damit ist auch ein allgemeines Problem von Stromkreisläufen angeschnitten. Schon die Hitze einer Glühbirne zeigt uns an, dass hier ein Teil der Energie nicht zweckmäßig genutzt wird und damit, umgangssprachlich, "verloren" geht. Praktisch alle Umwandlungsprozesse haben mit derartigen Verlusten zu kämpfen.

Wenn wir von Energieverbrauch reden, meinen wir damit, technisch ausgedrückt, die Energie, die nötig ist um eine bestimmte "Arbeit" (im physikalischen Sinn) zu leisten. Tatsächlich sind "Strom" und "Energie", technisch gesehen, eng mit dem physikalischen Konzept der "Arbeit" verwandt - was sich unter anderem darin widerspiegelt, dass die zentrale Einheit, in der Stromverbrauch gemessen wird, Joule ist oder, bekannter: Wattsekunde. Ein Joule bezeichnet die Menge an Energie, die aufgewendet werden muss, um eine Sekunde lang die Leistung von einem Watt zu erbringen.

Eines der mit der Unmöglichkeit, Energie zu "produzieren" oder zu "vernichten", verbundenen praktischen Probleme ist jenes der Speicherung von Strom. Eine direkte Speicherung elektrischer Energie ist nicht möglich - Strom kann nur über den Umweg der Umwandlung in eine andere Energieform gespeichert werden. Technologische Lösungen dieses Problems sind etwa in jedem Handy-Akku zu finden, oder auch in Pumpspeicherkraftwerken, in denen Wasser zur späteren Umwandlung in elektrische Energie zwischengelagert wird. In der Natur gibt es zudem bestimmte Energieträger, die z.B. über Verbrennungsprozesse in ihnen "gespeicherte" Energie freisetzen, so etwa fossile Energieträger (Erdöl, Kohle, Erdgas).