Schule Energie&Umwelt

Das Energiesystem

Energie ist mittlerweile zu einem untrennbaren Partner des Menschen geworden, der sie zu jeder Tageszeit bei all seinen Aktivitäten einsetzt. Um die Möglichkeit zu gewährleisten, auf einfache, stabile und konstante Weise von dieser Ressource zu profitieren, musste die Menschheit lange Zeit Studien und Forschungen durchführen, und erst in den letzten Jahrzehnten des 19.
Der Begriff “Energiesysteme” beschreibt üblicherweise die Produktions-, Transformations-, Transport- und Verteilungsprozesse von Energiequellen. Energiesysteme sind in der Regel sehr komplex und erfordern die Entwicklung und Verwaltung von Wissen aus allen wissenschaftlichen Bereichen. Obwohl die Nutzung der in unseren Häusern verfügbaren Energie einfach ist (wir drücken einen Knopf und das Licht wird eingeschaltet), ist es eine äußerst schwierige und komplexe Aufgabe, diese Energie zu erzeugen und in unsere Häuser zu transportieren.
Die schwierige und komplexe Natur der Energieerzeugung und -verteilung beruht im Wesentlichen auf drei Faktoren.
Inhomogene Verteilung der Primärquellen
Erstens konzentriert sich die Produktion der derzeit am stärksten genutzten Energiequellen (fossile Brennstoffe) unter der Oberfläche weniger Länder, oft weit entfernt von den verbrauchenden Ländern. Daher ist es notwendig, die Energiequelle zu finden und zu fördern und Ad-hoc-Vereinbarungen zwischen Erzeuger- und Verbrauchsländern zu entwickeln, um eine stabile und dauerhafte Bereitstellung fossiler Brennstoffe für letztere zu gewährleisten. Schließlich soll der physische Transport der Energieträger von den produzierenden zu den verbrauchenden Ländern sichergestellt werden.
Notwendigkeit, Primärquellen umzuwandeln, um Energie zu gewinnen
Energiequellen sind nicht immer nutzbar, da sie natürlich sind (Primärquellen). Sie müssen häufig transformiert werden, um ihre Nutzung durch die Endverbraucher einfacher und effektiver zu gestalten (z. B. elektrische Energie aus der Kohleverbrennung oder Benzin, das durch Raffination von Rohöl gewonnen wird). Solche vom Menschen künstlich erzeugten Energiequellen werden als Sekundärquellen bezeichnet und sind die bekanntesten, da sie täglich verwendet werden.
Auch die Prozesse der Umwandlung von Primärquellen in Sekundärquellen und die Organisation ihrer Verteilung an die Endverbraucher sind komplex und erfordern viele Menschen und viel Wissen, um bestmöglich verwaltet zu werden.
Sicherheit
Das Problem des “bestmöglichen” Managements führt zu einem dritten Komplexitätsfaktor: Sicherheit. Mit anderen Worten, alle Aktivitäten, aus denen das Energiesystem besteht, müssen unter Sicherheitsbedingungen für Mensch und Umwelt durchgeführt werden. Wenn die Kontrolle über die Energiequellen verloren geht, kann es zu sehr schweren Schäden für die Gesundheit von Mensch und Umwelt kommen (denken Sie nur an die Meeresverschmutzung durch einen beschädigten Öltank oder die schrecklichen Folgen eines Unfalls mit radioaktivem Material aus einem Kernkraftwerk). Daher muss der Mensch ständig Technologien untersuchen und implementieren, die die verschiedenen Phasen der Energieerzeugung, des Transports, der Umwandlung und der Verteilung an den Endverbraucher sicherer machen. Seit den ersten Jahren der intensiven Nutzung von Energiequellen wurde bereits viel getan, aber durch die Umsetzung neuer technologischer Entdeckungen kann noch viel getan werden.