Energie. E-Book

Walter Gille

• Herausgeber: Books on Demand
• Kategorie: Lebensstil
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2014

Seitenzahl: 126

Beschreibung

Energie ist ein assoziatives und auch suggestives Sprachbild, in dem sich auf vielfältige Weise objektive Zusammenhänge, gegenseitige Abhängigkeiten, Erscheinungen und subjektive Wahrnehmungen verknüpfen lassen. Es ist das komplexe Gemälde eines Netzwerks, worin wir die bestimmenden Akteure sind. Ziel des vorliegenden Buches ist nun, in diesem Netzwerk unsere Position als Konsumentinnen und Konsumenten zu klären und bewusst zu machen - und dies mit Blick auf unsere seit etlichen Jahren anstehenden Energieprobleme. Dazu bedarf es einer neuen Sichtweise, die das herkömmliche Wissen und Verständnis relativiert. Um die Hintergründe des energetischen Geschehens in unserem zivilisatorischen und künstlichen Umfeld auszuloten, wird die kulturelle und wissenschaftsgeschichtliche Seite der Energiethematik eingehend beleuchtet. Anlass dazu bietet der 200. Geburtstag des Heilbronner Arztes Robert Mayer, Entdecker des Prinzips der Erhaltung der Kraft (bzw. Energie). Das Buch umfasst neben Vorwort, Literaturverzeichnis und zwei Abbildungen zwölf Kapitel, die im Sinne einer Leseempfehlung den folgenden drei Kriterien zugeordnet sind: gesellschaftlich-kulturelle, naturwissenschaftlich-technische und pädagogisch-didaktische Kriterien. Kapitelbeispiele: - Einführung: fasst die einzelnen Aspekte der Energiethematik zusammen - Die Entdeckung und deren Bekanntmachung: beschreibt die Entdeckung des Erhaltungsprinzips durch Robert Mayer und die Geschichte seiner Verbreitung - Die Mär von der Energieerhaltung: setzt sich kritisch mit der saloppen Aussage des "Energie- satzes” auseinander - Energiekonsum und das Prinzip der Reziprozität - das fundamentale Kohärenzsystem der Energie (FKSE): erklärt die für unseren Energiekonsum relevante Funktionalität der Energie- prozesse Das Buch ist ein Plädoyer für ein unserer Zeit gemässes kulturelles und systemisches Energieverständnis und zugleich eine Hommage an Robert Mayer in Anerkennung seines bedeutenden Lebenswerks. Es richtet sich an Lehrpersonen aller Schulstufen sowie an alle, die sich mit der Thematik näher befassen möchten.

Leseprobe

Energie.

Man darf Prinzipien keineswegs stagnieren lassen, man sorge dafür, dass die Erfahrung mit ihrem frischen Wind sie belebe.

(Robert Mayer über die Unbedingtheit seines Prinzips)

In Verehrung Robert Mayers – des Entdeckers des Prinzips der Energieerhaltung – und seines Werks aus Anlass seines 200. Geburtstags.

Mayers Sichtweise vom ganzen energetischen Geschehen, seine Betrachtungen einer Weltökonomie, sind für uns auch heute aktuell. Sie sind für das tiefere Verständnis des Phänomenalen, das uns angesichts der wachsenden Sorgen um unsere Energieprobleme weitgehend abhanden gekommen ist, von Bedeutung.

Das Weiterdenken seiner Erkenntnisse und das Entwickeln eines vertieften, unserer Zeit gemässen Energieverständnisses ist eine vornehme Plicht und notwendige Aufgabe.

Für Mona, Isabelle und Stefan

Inhalt

Vorwort

Leseempfehlung

Einführung

Eine Abhandlung

Ein Reflex

Ein Paradoxon

Ein Jubiläum

Eine Vision

Ein Energiesystem

Ein Malaise

Eine Koinzidenz

Energienation Erde (Abbildung)

Das Gesetz der Erhaltung des Lebens

Ein neues Gesetz?

Historischer Exkurs

Wissensstand

Mayers Erkenntnis

Der springende Punkt

Was ist Wärme?

Leben und Energie

Die immerwährende Gegenwart

Was ist Energie?

Worte aus dem Lebensalltag

Antworten zur gestellten Titelfrage: Energie ist…

Begriffliches

Status Schule

Energiezustände und Energieformen

Die Energierepräsentanz Mensch (Energiesystem Mensch)

Das Mass der Energie (Energieformen im Internationalen Einheitensystem (SI))

Die Entdeckung und deren Bekanntmachung

Der Schlusssatz

Es lag was in der Luft

Das Prinzip von der Erhaltung der Kraft

Bedeutung des Prinzips heute

Der Durchbruch: London – Zürich – Heilbronn

Im Anfang war ein Krimi

Der Galilei des 19. Jahrhunderts

Lebenssituationen

Der helle Wahnsinn

Die noble Tat

Lebenslauf der Energie – oder Energie geht auf Reisen

Vom Postpaket zum Energiepaket

Vom Paketversand zum Energieversand

Die Mär von der Energieerhaltung

Vom Energieerhaltungssatz, den es nicht gibt

Ein Opportunitätssatz: genial und fatal

Die Energie geht uns verloren

Erhalten bleibt die Funktionalität

Die didaktische Zäsur

Es hätte anders kommen können – vermutlich

Robert Mayer, der Arzt

Max Planck, der Physiker

Der lange Weg in die Schlstuben

Im Widerstreit von Induktion und Deduktion

Nachwort

Mayer und Nietzsche – Vereint im Wiederkunftsgedanken

Der Gedankenblitz bei Sils-Maria

Krafterhaltung (Energieerhaltung) und Wiederkunftsgedanke

Wiederkunft des ewig Gleichen nicht ohne «Übermensch»

Zeit ist Energie ist Zeit

Unser Umgang mit Wissen

Was würden Mayer und Nietzsche sagen

Energiekonsum und das Prinzip der Reziprozität – das fundamentale Kohärenzsystem der Energie (FKSE)

Verwiesen auf das irdische Energiesystem

Energiefluss dank Transportfähigkeit

Die Reziprozität der Energieformen

Beschreibung des Fundamentalen Kohärenzsystems der Energie (FKSE)

Animation: Vom Erdgas zur Raumbeleuchtung

Didaktische Aspekte

Die vier Aussagen zu Energie oder das Prinzip der funktionellen Konstanz

Die Aussagen im Überblick

Darstellung im Fundamentalen Kohärenzsystem der Energie (FKSE)

Literaturverzeichnis und Quellenangaben

Vorwort

Um es gleich vorwegzunehmen: Trotz der permanenten medialen Präsenz des Themas Energie ist unser Wissen und Bewusstsein vom Wesen dieses Phänomens, das bei allem, was geschieht, beteiligt ist, nicht auf der Höhe der Zeit. Wir haben einiges nachzuholen. Es ist allerdings nicht leicht, sich hierin Klarheit zu verschaffen, denn das Wort Energie kommt gar leichtfüssig daher. Es ist vieldeutig, und wir verwenden es deshalb oft und gerne, um einen Sachverhalt auszudrücken, ohne uns dabei vergewissern zu müssen, was gemeint und darunter näher zu verstehen ist. Anders verhält es sich, wenn wir uns fragen, was denn Energie eigentlich sei. Auf diese Frage antwortete ein junger technischer Berufsmann: «Energie ist eine natürliche, durchsichtige Nahrung der Kraft.» Und eine junge Germanistin argwöhnte: «Energie ist etwas Physikalisches oder dann etwas Esoterisches». Meistens wird jedoch der Physikexperte oder die Physikexpertin für die Beantwortung dieser Frage angerufen.

Fürs erste dürfen wir uns zufrieden geben mit der Erklärung, dass das Wort Energie ein Sammel- oder Überbegriff ist, denn Energie kann in fünf verschiedenen Energieformen (z.B. thermische Energie, chemische Energie) in Erscheinung treten. Wir können Energie als Mutter sehen, deren Kinder die Energieformen sind.

Das vorliegende Buch ist das Ergebnis eines langen, über rund drei Jahrzehnte dauernden Arbeits- und Lernprozesses, den ich als Ingenieur und Berufsschullehrer mit der Thematik Energie gemacht habe. Es war ein Prozess von Gehversuchen, kleineren und grösseren Schritten, von neuen Erkenntnissen und von der Schwierigkeit, das Ziel zu erkennen, zu sehen, wohin der Weg führt.

Energie ist eine umfassende Erscheinung, die jederzeit und überall wirkt, sie ist mitten in unserem Leben, für das wir, wie oft betont wird, lernen sollten (lernen müssen). Sie ist quasi eine Leitwährung für unser lebenslanges Lernen.

In meinem Unterricht auf der Sekundarstufe 2 wurde Energie zu einem fundamentalen, fächerübergreifenden didaktischen Begriff. In übergreifenden Bildungthemen und in den Lehrmitteln (siehe Literaturliste), die wir im Laufe der Jahre für die technisch-naturwissenschaftliche berufliche Ausbildung entwickelt haben, bildet Energie die Grund- oder Basisgrösse. Betrachten wir technische Systeme, z.B. der Mechanik und Elektrotechnik, so erkennen wir, dass deren Strukturen und Funktionsabläufe in Bezug auf energetische Vorgänge identisch sind und Energie die systembestimmende Grösse ist. Angesichts dieser Identität können wir sämtliche fachtechnischen Systeme (z.B. mechanische und elektrische Systeme) leicht miteinander vergleichen und didaktisch verknüpfen, was das Lehren und Lernen vereinfacht und das systemische Denken unterstützt.

Aufgrund der Erkenntnis, dass sich die Transport- und Speicherfähigkeit – zwei Eigenschaften der Energieformen, die bislang nicht beachtet wurden – zueinander reziprok verhalten, entstand das Fundamentale Kohärenzsystem der Energie, FKSE (siehe Kapitel Energiekonsum und das Prinzip der Reziprozität – das fundamentale Kohärenzsystem der Energie). Dieses Prinzip besagt: Je besser sich die Energieform transportieren lässt, desto schlechter lässt sie sich speichern, und umgekehrt. Mit Hilfe des Schaubilds des FKSE lassen sich die funktionellen Zusammenhänge des energetischen Geschehens, an dem wir so intensiv und ständig partizipieren, aus naturwissenschaftlich-technischer und ökonomischer Sicht erklären. Sozusagen als Kernaussagen können wir aus dem FKSE vier grundlegende Eigenschaften der Energieformen ableiten (siehe Kapitel Die vier Aussagen zu Energie oder das Prinzip der funktionellen Konstanz). Das heisst für uns Energiekonsumenten, dass wir uns über die relevanten energetischen Vorgänge ins Bild setzen können, was aber noch kein Rezept für unseren Umgang mit Energie ist, sondern lediglich die Voraussetzung dafür.

Weshalb dieses Buch?

Wir haben ein Energieproblem!

Es ist zugleich ein lokales und ein globales Problem, es ist ein Wir-Problem, es betrifft uns alle. Die seit langem bekannten Analysen zeigen: 1. das Ressourcenproblem, 2. das Umweltproblem, 3. die Lösung dieser beiden Probleme oder, mit andern Worten, die Lösung des Problems beim Umgang mit Energie.

Die Ursache des Ressourcenproblems ist unser Energiehunger, der in den fünfziger Jahren des letzten Jahrhunderts einsetzte und den wir hauptsächlich durch den drastischen und rasanten Abbau von Energieressourcen (fossilen Stoffen), deren Mengen ja begrenzt sind, stillen. Eine beständige Unrast hat die Menschheit erfasst in der Suche nach neuen Energievorräten. Dies zeigen u.a. die Explorationen nach neuen Lagerstätten von Erdgas mittels Fracking und von Erdöl durch Tiefstbohrungen im Meer. (Wir sind auf dem besten Weg zur «Hölle», weil dort «heisse» Energie vorhanden ist, die vielleicht noch zu holen wäre.) Die Unsicherheit und die Angst vor den Folgen, wir könnten bald einmal unseren Energiebedarf nicht mehr wie gewohnt decken, werden zum Schreckgespenst einer nachhaltigen Entwicklung unserer Zukunft.

Die Ursache des Umweltproblems ist unser Energiekonsum und dessen Folgen. Mit dem Einsatz von Energie verändern wir Stoffe in grossem Stil nach unseren Vorstellungen und Bedürfnissen. Die Schadstoffe, die wir dabei erzeugen, akkumulieren sich in der Luft, in den Gewässern und Böden und beeinträchtigen und zerstören unsere Lebensgrundlagen. Mit unserem Konsum von Ressourcenenergie – ein Absurdum – zerstört sich Energie gleich selber (trotz des Prinzips der Erhaltung), denn die konsumierte Energie wird letztlich für uns zum Energieabfall und ist für uns als Naturgut verloren.

Die Massnahmen zur Lösung der genannten Probleme zielen darauf, sie zu reduzieren und möglichst zu vermeiden. Mit der Strategie der Energiewende soll dem Verschleiss von Energieressourcen durch verstärkten Einsatz «erneuerbarer Energien» (Sonnenlicht, Wasserkreislauf, Wind, Erdwärme) begegnet werden, ohne dass wir den Energieappetit allzusehr zügeln müssen. Erfolg versprechen Massnahmen der Energieeffizienz und des Energiesparens, wie sie z.B. für die Entwicklung einer 2000-Watt-Gesellschaft gefordert werden. Um die Umweltbelastungen wirksam zu verringern, müssen wir parallel zur Reduktion des Energiekonsums weniger umwelt- und gesundheitsschädigende Giftstoffe produzieren und konsumieren, die Menge Verbrauchsgüter reduzieren und deren Qualität, Lebensdauer und Verwertbarkeit erhöhen.

Viele der Massnahmen zur Lösung des Energieproblems sind operationeller Natur. Entscheidend jedoch ist, ob und wie es uns gelingt, unser geistiges und seelisches Potenzial zur Lösung des Problems zu mobilisieren, denn der Lösungsweg gleicht einem Pokerspiel, bei dem es um Macht, Besitz, Gerechtigkeit und Menschenwürde geht, dessen Ausgang von unserem Wissen und Bewusstsein weitgehend beeinflusst und bestimmt wird. Wir sind Lösungsfaktor Nummer eins.

Wofür dieses Buch?

Es geht um ein zeit- und problembewusstes Energieverständnis.

In vielen Gesprächen habe ich erfahren, dass weder Bedarf noch ein Bedürfnis vorhanden ist, mehr als bisher über Energie zu wissen (wozu auch!) und von dessen Phänomenen zu verstehen. Mit diesem Buch möchte ich mindestens dazu anregen, mehr dafür zu tun, damit wir zu gesellschaftlich relevantem Mehrwissen und Mehrverstehen gelangen. Ich bin überzeugt, dass wir über unser Energieverständnis ernsthaft nachdenken müssen, wenn wir unser Bewusstsein stärken und mehr Vertrauen in die Lösung des Energieproblems und damit in die Zukunft unserer Grosskinder gewinnen wollen.

Das Buch postuliert nichts Geringeres, als dass wir Energie fortan nicht mehr als gewöhnliches Konsumgut behandeln, sondern als ein wertvolles Kulturgut erkennen – wofür wir sensibilisiert sind –, das der sorgsamen Pflege bedarf. Das Buch ist zugleich auch eine Hommage an Robert Mayer, den Entdecker des Prinzips der «Energieerhaltung», dessen 200. Geburtstag dieses Jahr begangen wird, der vorausdenkend aussprach, dass wir im Umgang mit Energie nicht alles tun dürfen, was wir möchten. Seine Lebensgeschichte und seine Entdeckung machen eines klar: Unser heutiger Wissensstand unterscheidet sich nicht wesentlich von jenem im 19. Jahrhundert.

Grossen Anteil am Zustandekommen dieser Arbeit hat Elisabeth von Flüe. Sie hat die Arbeit engagiert begleitet, als Deutschlehrerin war sie Korrektorin und sprachlicher Rückhalt und als Kollegin und kritische Zeitgenossin hat sie mich oft ermuntert, an der Arbeit zu bleiben und nicht aufzugeben. Dafür danke ich ihr herzlich. Für die jahrelange freundschaftliche Zusammenarbeit in der Realisierung von Lehrmitteln, die nun mit diesem Buch den Abschluss findet, danke ich herzlich Kaspar Brack, dem feinsinnigen Denker, bildnerischen Gestalter und trefflichen Cartoonist, sowie Hanspeter Nyffeler, dem vorbildlichen Berufsfachschullehrer, engagierten Pädagogen und verlässlichen Mitstreiter. Des Weitern gilt mein herzlicher Dank Erich Huber, dessen freundschaftliche Unterstützung dem Buchprojekt den finalen Schub gab, für die kompetente und engagierte Buchgestaltung und – last but not least – all jenen, die mir in Gesprächen zugehört, meine Texte gelesen und mir ein Feedback gegeben haben.

Und noch ein Lesehinweis (siehe Leseempfehlung)

Für die einzelnen Kapitel ergibt sich keine zwangsläufige Einordnung; sie können deshalb einzeln und in der Reihenfolge frei und unabhängig voneinander gelesen werden. Sie lassen sich auch, je nach Interessenlage, gruppieren. Es empfiehlt sich, die Gruppierung aufgrund der folgenden drei Kriterien vorzunehmen:

– gesellschaftlich-kulturelle Kriterien

– naturwissenschaftlich-technische Kriterien

– pädagogisch-didaktische Kriterien.

Das Buch ist weniger geeignet als Lektüre zur guten Nacht, schon eher für den unverbrauchten Tag. Dass es zum Nach- und Weiterdenken anrege, möchte ich Ihnen und ihm wünschen.

Zürich, im August 2014, Walter Gille

Leseempfehlung

Markierungen für die Zuordnung der Kapitel unter die Kriterien: gesellschaftlich-kulturell, naturwissenschaftlich-technisch, pädagogisch-didaktisch

Einführung

Eine Abhandlung

Eine Abhandlung, die sich kritisch auseinandersetzt mit unserem Hintergrundwissen über Energie, das angesichts seiner existenziellen Bedeutung in der Rangliste weit oben steht.

Die Kamera ist auf uns gerichtet.

Im Zentrum der Beobachtungen und Auseinandersetzungen stehen wir Energiekonsumenten. Es geht um unsern Umgang mit Energie und unsere (gegenwärtige und zukünftige) Kenntnisse vom Wesen der Energie und um die Frage, welches Bewusstsein wir fortan dafür entwickeln. Da hilft uns das Schulwissen des über Generationen «weitererzählten» und dogmatisch interpretierten Energiesatzes, wonach bei Energie-Wandlungen (zB. beim elektrischen Kochen) die Energie erhalten bleibe, heutzutage recht wenig. Denn angesichts der Tatsache, dass wir die Energie laufend und unwiederbringlich verlieren, wenn wir sie konsumieren (was wir ja in grossem Stil mit dramatischen Folgen tun), sind wir auf ein tieferreichendes und umfassenderes Verständnis angewiesen. Wir haben Energie nicht nur allein als physikalisch-mathematische Grösse zu begreifen, sondern zwingend als essenzielles Kulturgut, das sich auf systemisch-ordnendes Denken, auf Sinneserfahrungen und inneres Wissen stützen kann. Um uns einen Zugang zu verschaffen, ist es hilfreich, wenn wir aufgrund neuerer Überlegungen das Energiegeschehen als Phänomen (als «Phänogrösse») betrachten, bei dem die Vorgänge nach bestimmter, gleichbleibender «Rezeptur» ablaufen (Prinzip der funktionellen Konstanz).

Die Abhandlung rückt die Frage und deren Beantwortung von «Was ist Energie?» ins Licht. Sie verfolgt die Absicht, uns Energiekonsumenten das essenzielle Energiewissen verstärkt bewusst zu machen. Anlass dazu bietet heuer der 200. Geburtstag von Robert Mayer, des Entdeckers des Prinzips bzw. des Gesetzes der Erhaltung der Kraft (Energie), dessen Sichtweise vom Energiegeschehen bis heute ihre Gültigkeit bewahrt hat. Einige seiner Gedanken verdienen es, dass wir sie weiterdenken. Die Heimatstadt Heilbronn ehrt seinen grossen Bürger mit zahlreichen Veranstaltungen.

Die Adressaten: Die Abhandlung richtet sich an all jene, die sich mit der Thematik eingehend befassen möchten, jedoch in erster Linie an Lehrpersonen aller Schulstufen, und sie ist geschrieben aus der Sicht und Distanz eines pensionierten Kollegen.

Ein Reflex

Ein Reflex, wenn sogleich nach der Zuständigkeit der Physik gerufen wird, wenn gefragt wird, was denn Energie sei und was es auf sich habe mit dem Gesetz der Erhaltung der Energie, dem «Energiesatz». Offensichtlich handelt es sich um eine Fachfrage, die nur Physiker und Physikerinnen beantworten können. Wer denn sonst? Denn die meisten glauben, dazu nicht kompetent genug zu sein, sie gehen auf Distanz, da man schon damals in der Schule seine Mühe mit der Physik hatte und sich seither kaum mehr Gelegenheiten boten, daran etwas zu ändern. Die Geschichte, weshalb dies so ist, hat ihre Wurzeln in den vierziger Jahren des 19. Jahrhunderts. Zugegeben, man meint und versteht nicht immer dasselbe, wenn von Energie die Rede ist. Es gibt verschiedene Vorstellungen und Deutungen. Im Rahmen dieser Abhandlung verstehen wir unter Energie zunächst jene «substanzielle Grösse», nach der in der Physik und Technik gefragt wird, die einen ökonomischen Wert darstellt und ein Dauerthema der Politik ist.

Ein Paradoxon

Ein Paradoxon, wenn wir die Beantwortung der obigen Frage elegant an «Experten» delegieren, obschon wir heute mit Energieproblemen aller Art permanent konfrontiert sind und wir uns eigentlich damit befassen müss(t)en, ob wir das nun wollen oder nicht, ob wir ihrer bewusst sind oder nicht.