Welche Energieformen gibt es?
Energie die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, zu Verformen, Wärme abzugeben oder Strahlung abzugeben. Sie ist immer dann nötig, wenn etwas in Bewegung gesetzt, hochgehoben, beleuchtet oder erwärmt werden soll, aber auch für jeden Stoffwechselprozess in Organismen. Energie kann in unterschiedlichen Formen existieren und von einer Form in eine andere umgewandelt werden.
Arbeitsauftrag
- Einige der wichtigsten Energieformen findest du unten. Ordne zu: Welche Energieform wird beschrieben?
Arbeitsfläche
Energie, die in Form einer chemischen Verbindung in einer Verbindung gespeichert ist und bei chemischen Reaktionen (z.B. Verbrennen) freigesetzt werden kann.
Diese Energie beschreibt die Energie, die mit der Bewegung und Position eines Objekts verbunden ist
Energie, die in der ungeordneten Bewegung der Atome oder Moleküle eines Stoffes gespeichert ist. Umgangssprachlich wird sie etwas ungenau als „Wärmeenergie“ bezeichnet.
Diese Energie ist eine Spezialform der mechanischen Energie. Sie ist die Energie die in einem Körper steckt, wenn er in Bewegung ist und wird auch kinetische Energie bezeichnet.
Energie, die von elektromagnetischen Wellen transportiert wird, beispielsweise von Licht.
Energie, die mittels Elektrizität übertragen oder in elektrischen Feldern gespeichert wird.
Diese Energie wird bei der Spaltung von Atomkernen oder ihrer Verschmelzung frei.
Energieumwandlung
Wenn man von Energieerzeugung spricht, ist das Wort eigentlich missverständlich, denn Energie wird niemals aus dem Nichts heraus erzeugt, sondern immer nur von einer Energieform in eine andere umgewandelt. Jeder Energieerzeugung ist eigentlich eine Energieumwandlung.
Systeme, die Energien von einer Form in eine andere umwandeln, werden Energiewandler genannt. Das können zum Beispiel Geräte, Maschinen oder auch Lebewesen sein. In einem Energieflussdiagramm kann man beschreiben, wie Energien umgewandelt werden.
Arbeitsauftrag
- Löse die folgenden Energieflussdiagramme.
|
 |
|
 |
|
| Wind bewegt die Rotorblätter. | Der Generator im Windrad erzeugt… | Diese wird von der Lampe umgewandelt in… |
|
|
 |
|
 |
|
| Die Sonne scheint. | Die Solarzellen in der Photovoltaik-Anlage erzeugen… | Diese wird vom Elektroherd umgewandelt in… |
Power-to-X: Energieumwandlung und Sektorkopplung
Die Möglichkeit, Energie von einer Form in eine andere umzuwandeln, öffnet viele Möglichkeiten um die Sektoren, Strom, Wärme und Verkehr zu vernetzen. Eine Option ist sind Technologie, die unter Power-to-X zusammengefasst werden. Ausgangspunkt dieser Technologien ist Strom (Power): mit Hilfe von Strom wird ein Produkt (X) erzeugt, das Energie bindet, die später wieder zur Verfügung gestellt werden kann.
Arbeitsauftrag
- Im Folgenden erfährst du etwas über verschiedene Power-to-X-Technologien. Lies die Kurzbeschreibungen und finde heraus, um welche Power-to-X-Technologie es sich handelt. Power-to-X-Lexikon
In riesigen Elektrodenkesseln wird das Wasser durch Elektroden erhitzt. Das heiße Wasser kann anschließend zur Wärmeversorgung dienen.
Erzeugung von Energiegasen aus erneuerbarem Überschussstrom durch die Elektrolyse (Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff) und ggf. anschließender Methanisierung
Zunächst kommt Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz, um mittels Elektrolyse Wasser zu spalten. Der gewonnene Wasserstoff wird anschließend mit CO2 synthetisiert. Das Ergebnis ist flüssiger Kohlenwasserstoff.
Ausgangspunkt ist zunächst die Elektrolyse von Wasser, bei der Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten wird. Wasserstoff und Stickstoff werden anschließend zu Ammoniak synthetisiert. Ammoniak ist bei Normaldruck gasförmig und wird beim -33°C flüssig.
Bei dieser Technologie wird Strom zum Laden von Elektrofahrzeugen verwendet.
Eine Wärmepumpe nutzt Strom, um die Wärme aus der Erde aufzunehmen, zu verdichten und z.B. für den Heizungsanlagenbetrieb zu verwenden.
Carbon Black, Industrieruß aus reinem Kohlenstoff, ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von synthetischem Gas. Es wird z.B. für Laserdruckerpatronen benötigt und ist Ausgangsstoff für die Produktion von Reifen.
