Stromhunger vs. Klimakrise – Das Energiedilemma: Eine Diskussion in Nanotalk auf 3sat – hier mehr Hintergrund und Links zum „Kraftwerk Erde“

Cool! Ich wurde in die wissenschaftliche Talkshow „Nanotalk“ auf 3sat, einem öffentlich-rechtlichen TV Sender hier in Deutschland, zu Klimawandel und Energiewende eingeladen, zusammen mit Claudia Kemfert und Stefan Thurner. Ausgestrahlt wird sie am Donnerstag Abend um 21:00 auf 3sat, aber jetzt schon als Video online. Wie es dazu kam, wie es war, und eine Sammlung von Links gibt es in diesem Blogpost.

Wie ich dazu kam? Nun, irgendwie war es die Entropie, die mich schon seit Jahren umtreibt. Daraus sind inzwischen auch Youtube Videos entstanden, die wiederum von der Redaktion gesehen wurden. Zum Beispiel, die Diskussion mit Harald Lesch zu „Was ist Leben?“. Aber das ist ein anderes Thema. Auf jeden Fall hat mich der Autor für eine der Einspielungen angeschrieben, basierend auf diesen Artikel zu meiner Forschung. Und nicht lange danach die Frage der Redaktion, ob ich mit an der Diskussion teilnehmen kann. Klal, und auf ging‘s nach Köln!

Wie es war? Spannend! Für eine Stunde redeten wir im Studio über Energie und die Energiewende, sachlich, stimulierend, super moderiert, in einem Vorort von Köln. Sehr angenehm, viele Aspekte haben wir angesprochen, auch die Entropie war mit dabei, mein Lieblingsthema! Und vorab und danach gab es noch jede Menge Gespräche mit dem Team im Hintergrund der Sendung, die wunderbar vorbereitet, interessiert und engagiert sind. Ein Hoch auf das öffentlich-rechtliche Fernsehen!

Und warum ist das mit der Entropie so wichtig, auch für die Energiewende? Ganz allgemein: Energieumwandlungen sind nicht ziellos, sondern folgen physikalischen Gesetzen. Mit der Energieerhaltung – das ist irgendwie einfach und gut bekannt. Energie wird also nicht verbraucht. Weitaus weniger Beachtung findet die Entropie. Voll zu Unrecht! Denn: sie gibt nicht nur die Richtung von Energieumwandlungen vor, sondern setzt auch Grenzen für wieviel Arbeit geleistet werden kann. Sie beschreibt also die Nutzbarkeit von Energie, und die wird sehr wohl verbraucht! Oder mehr physikalisch: die Entropie kann eigentlich nur zunehmen, sie folgt dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, und wird dadurch weniger nutzbar.

Das kann man sehr schön bei einem Kraftwerk sehen. Wenn dort durch Verbrennung Wärme erzeugt wird, gelten ja die physikalische Gesetze auch. Energie bleibt erhalten, also balanciert die Wärmeerzeugung die Abwärme und Stromerzeugung. Aber was letztendlich die Stromerzeugung begrenzt hat mit den Temperaturunterschieden zu tun, zwischen heisser Verbrennung und kühlerer Abwärme. Dort ist es, wo die Entropie ins Spiel kommt, sie hat mit diesem Temperaturunterschied zu tun. Der erzeugte Strom ist dann das Resultat von Arbeit, der aus diesem Temperaturunterschied gewonnen wurde — konkret, Arbeit in Form von Ladungstrennung, wobei die Elektronen ins Stromnetz fliessen. Und Arbeit – die ist ganz zentral, nicht nur in einem Kraftwerk, sondern auch, wenn es um die Dynamik des gesamten Erdsystems geht, um menschliche Gesellschaften, oder, ganz praktisch, um die Energiewende.

Mit dieser Sichtweise sehen wir uns in meiner Arbeitsgruppe das Erdsystem an: Die Erde als Kraftwerk, sie arbeitet an ihrer Leistungsgrenze. Damit gibt es eine zusätzliche Bedingung, und mit dieser kann man dann sehr schön und einfach, ganz physikalisch, Temperaturen und Energiebilanzen im Klimasystem berechnen, den Klimawandel nachvollziehen, Grenzen von erneuerbaren Energien verstehen, oder gleich die gesamte Energiewende als gewaltigen Effizienzsprung begreifen, weil nämlich Verbrennung letztendlich ziemlich ineffizient ist, und Technologie, die auf Strom statt Wärme basiert, viel effizienter ist.

Und daraus hat sich inzwischen mehr als nur Forschung entwickelt. So schreibe ich häufiger zu diesen Themen in Physik in unserer Zeit, einer populärwissenschaftlichen Physikzeitschrift, ab und zu Kolumnen in der Terra-X/Nano Wissenskolumne, und trage zu den Youtube Kanälen “Urknall, Weltall und das Leben” sowie “Videowissen” bei.