Strom

Strom

Strom als Energieträger gehört zu den wichtigsten Lebenselixieren unserer Wirtschaft wie der Gesellschaft. Strom enthält die Bewegung von elektrischen Ladungsträgern versorgt die Industrie und die Haushalte gleichermaßen mit Licht und Energie. Physikalisch wird Strom als die pro Zeiteinheit laufende elektrische Ladung bezeichnet.

Inhaltsverzeichnis

Zur Geschichte des Stroms

Strom kommt in der Natur, zum Beispiel als Blitz, als geomagnetisch induzierter Strom in der Atmosphäre und bei Tieren und Nervenzellen vor. Im 17. Jahrhundert begann die Wissenschaft, die Phänomene systematisch zu untersuchen. Werden bestimmte Materialien der Reibung ausgesetzt, erzeugen sie Spannung, wie schon in der Antike entdeckt wurde. In der ersten industriellen Revolution wurden Maschinen erfunden, die sich den Strom nutzbar machten und die zweite industrielle Revolution vorbereiteten. Dazu gehört der erste elektrische Stromgenerator, den Werner von Siemens erfand. Schrittweise entstanden die ersten Stromnetze, noch holprig arbeitende Glühlampen wurden erfunden. Mit der Perfektionierung der Glühlampe durch Thomas Edison um 1880 kam der große Durchbruch für den Strom, der bald mit Stromnetzen in den industrialisierten Ländern verteilt wurde. 1882 wurden Kraftwerke mit Generatoren bereitgestellt, die Strom in großem Maßstab erzeugen konnten. Der Einsatz der Elektrizität war der Übergang zur zweien industriellen Revolution und veränderte Leben der Menschen, die Industrien und die gesamte Gesellschaft.

Stromerzeugung

Kraftwerk wandeln Energie in großem Maßstab in elektrische Energie um und speisen diese dann in Verteilungsnetze ein. Technischer Ursprung waren die Generatoren, die zum Ende des 19. Jahrhunderts Bewegungsenergie in elektrischen Strom umwandelten. Solche Maschinen wurden erstmals im 19. Jahrhundert gebaut. Das erste Großkraftwerk der Welt nutze Wasserkraft für die Bewegungsenergie und wurde an den Niagara-Fällen eröffnet. IN Deutschland entstand das erste Wasserkraftwerk im Rhein bei Rheinfelden. Heute kennen wir folgende Großkraftwerkstypen, die Strom erzeugen. Angegeben ist der prozentuale Anteil an der Stromerzeugung in Deutschland 2018:

  • Wasserkraftwerke 2,6
  • Braunkohlekraftwerke 22,5
  • Steinkohlekraftwerke 22,5
  • Windkraftwerke 14,3
  • Sonnenkraftwerke 7,1
  • Geothermiekraftwerke, die Erdwärme nutzen
  • Gaskraftwerke 12,9
  • Atomkraftwerke 11,8
  • Biomassekraftwerke 7,1

Strom und Umwelt

Strom an sich schädigt die Umwelt nicht. Entscheidend für seine Klimabilanz ist die Art der Stromerzeugung. Geschieht sie mit konventionellen Methoden wie dem Kohlekraftwerk, ist die Klimabilanz dramatisch negativ. Deshalb steigt Deutschland in den nächsten 20 Jahren aus der Kohleenergie vollständig aus. Der Ausstieg aus der als gefährlich eingestuften Atomenergie zur Stromerzeugung ist bald abgeschlossen. Im Augenblick gelten die folgenden Stromerzeugungsmethoden als umweltverträglich:

  • Windenergie an Land und im Meer
  • Biogas und vorläufig noch Erdgas
  • Sonnenenergie, Fotovoltaik fr die dezentrale Stromerzeugung
  • Wasserkraftwerke

Einige Technologien wie etwa die Kernfusion oder Gezeitenkraftwerke sind noch nicht hinreichend erforscht und vorläufig Zukunftsmusik. Gezeitenkraftwerke gibt es schon, weitgehend unbekannt sind aber deren ökologischen Wirkungen. Die Art der Stromerzeugung ist einer der entscheidenden Faktoren für die Frage, ob es gelingt, die Klimaerwärmung aufzuhalten. Bis 2025 soll der Anteil erneuerbarer Energien am Mix auf 40 bis 45 Prozent und bis 2050 auf 80 Prozent steigen.

Stromnutzung

Strom ist der am vielseitigsten heute bekannte Energieträger. Es ist einfach, den Strom in Netzen zu transportieren. Er kann mit relativ geringen Verlusten in andere Energieformen umwandeln. Ein Beispiel dafür ist der Elektromotor, der den Strom n Bewegungsenergie umwandelt. Infolge der Energiewende sind die Kosten für Strom in der Industrie besonders hoch. Allerdings zahlen Industrien wie Aluminium- und Kupferhersteller, aber auch Elektrostahlerzeuger sehr niedrige Strom- und Netzentgelte. Stromintensive industrielle Großverbraucher werden durch das Preissystem geschont, was allerdings politisch heftig umstritten ist. Die Bundesregierung geht davon aus, dass nur so die internationale Wettbewerbsfähigkeit dieser Industrien erhalten werden kann. Tatsächlich bestätigt eine Untersuchung des Fraunhofer-Instituts, dass diese Industrien in praktisch allen wichtigen Industrienationen entsprechende Nachlässe erhalten.

Durch die Steigerung der Energieeffizienz versucht die Bundesregierung, den Stromverbrauch im Rahmen der Energiewende systematisch zu senken. Seit 1991 ist der Stromverbrauch in Deutschland von etwa 450 auf 520 Terrawattstunden angestiegen. Den stärksten Anstieg verzeichnet der Stromverbrauch in der Industrie, wo heute 42 % des Stroms verbraucht werden. Es folgen die Haushalte mit 25 % und Gewerbe, Handle und Dienstleistungen mit 28 %. Der Anteil des Verkehrs liegt heute nur bei 2 %, was sich aber mit dem erwarteten Durchbruch der Elektromobilität erheblich steigern wird. Seit etwa 2010 wurde eine Abbremsung des Wachstums erreicht, der Verbrauch blieb fast konstant. Bis zum Jahre 2029 soll der Stromverbrauch wieder auf etwa 470 Terrawattstunden sinken. Langfristig gibt es für den Stromverbrauch in Deutschland ganz unterschiedliche Prognosen, die zwischen konstanten 470 Terrawattstunden und mehr als 800 Terrawattstunden schwanken.