Page - 157 - in Umwelt- und Bioressourcenmanagement für eine nachhaltige Zukunftsgestaltung

157 5 Umweltrelevante Systeme und Technologien 5.1 Energiewirtschaft und Energietechnik Magdalena Wolf und Tobias Pröll Institut für Verfahrens- und Energietechnik, Department für Materialwissenschaften und Prozesstechnik (MAP) magdalena.wolf@boku.ac.at, tobias.proell@boku.ac.at 5.1.1 Energie und Zivilisation 5.1.1.1 Der Energiebegriff Die Energie ist eine grundlegende physikalische Größe, die in allen bekannten Betrach- tungsebenen auftritt und deren Einheit das Joule1 (1 J) ist. Das Wort Energie kommt aus dem Griechischen und bedeutet „innen wirken“, in diesem Sinne die Eigenschaft eines Systems (Körper, Stoff, Mechanismus), aus sich heraus eine bestimmte Wirkung zu entfalten. Beispiele dafür sind gespannte Federn, aufgeladene Batterien, chemisch gebundene Energie in Brennstoffen oder die bei der Kernfusion in Sternen, wie unserer Sonne, freigesetzte nukleare Energie. Die Energie hat grundlegende Bedeutung in biologischen Systemen (Energiezufuhr mit Nahrung) und in unserer Zivilisation (Energienutzung). 5.1.1.2 Energienutzung in der Menschheitsgeschichte Neben der Energiezufuhr über die Nahrungskette hat die Menschheit vor rund 500.000 Jahren begonnen, das Feuer kontrolliert zu nutzen. Dabei wird chemische Brennstoffenergie durch Reaktion mit Luftsauerstoff als Wärme freigesetzt, die auf- grund der hohen Reaktionstemperaturen teilweise als sichtbares Licht abgestrahlt wird. Durch die Verwendung von Feuer stieg der Lebensstandard der Menschen (künstliches Licht, Wärme), und es eröffneten sich neue technologische Möglichkeiten (Bearbeitung von Holz, Stein, Metallverarbeitung). Bis heute geht die zivilisatorische Entwicklung der Menschheit einher mit dem verstärkten Einsatz von Energie. Wind- und Wasser- kraft werden seit Jahrhunderten für Mühlen und Bewässerungsanlagen genutzt. Wer über Energie verfügt, kann meist besser leben. Heute sorgt in den industrialisierten Ländern die Energiewirtschaft dafür, dass Energie bedarfsgerecht bereitsteht. Dabei existieren parallele Systeme wie Stromnetz, Erdgasnetz, Tankstellen, Festbrennstoff- ____________________ 1 1 Kilojoule (kJ) = 103 J, 1 Megajoule (MJ) = 106 J, 1 Petajoule (PJ) = 1015 J, 1 Exajoule (EJ) = 1018 J; 3,6 MJ = 1 Kilowattstunde (kWh); 3,6 PJ = 1 TWh (Terawattstunde) © Der/die Herausgeber bzw. der/die Autor(en) 2020 E. Schmid und T. Pröll (Hrsg.), Umwelt- und Bioressourcenmanagement für eine nachhaltige Zukunftsgestaltung, https://doi.org/10.1007/978-3-662-60435-9_5