Hadmut Danisch

Ansichten eines Informatikers

Energieerhaltungssatz

Hadmut
31.10.2019 21:47

Ich versteh’s nicht.

Ich bin ja nun ein alter, weißer Mann, zu allem Übel Hetero, toxisch, klimamordend, geistig zurückgeblieben und sowas alles.

Ich kann mich aber erinnern, dass wir in der Schule sowas von Energieerhaltungssatz gelernt haben, und sich der in den letzten 30 Jahren meiner beruflichen Tätigkeit auch empirisch als ausnahmslos wahr dargestellt hat. Hab ja auch ab und zu mit Rechenzentren, Kühlung, Klimaanlagen, Wärmelast und so weiter zu tun.

Eigentlich lernten wir das so, dass Energie (für Fortgeschrittene dann noch unter Massenverlust oder -gewinn von Materie E=mc2) konstant bleibt. Wenn man in ein System Energie hineinpumpt, dann geht sie nicht verloren, sie wird auch nicht mehr, sondern sie wandelt sich um. Vielleicht Potentialenergie in kinetische, wenn etwas herunterfällt, oder elektrische in kinetische, wenn etwas angetrieben wird, hin und her, aber es bleibt immer irgendwo und kommt immer irgendwoher und im Zweifel wird am Ende alles zu Wärme. Fast nichts hat unter realen Bedingungen einen Wirkungsgrad von 100%, fast alles hat irgendwo eine Verlustwärme. Etwas in der Erd- oder Sonnenumlaufbahn außerhalb der Atmosphäre gibt keine Energie ab, ist ja nichts da, woran, und deshalb behält es seine Energie. Es sei denn, es träfe, wie auch unsere Raumstation, doch ab und zu mal auf ein paar Moleküle Luft und würde dadurch doch langsam abgebremst. Und wenn dann was doch wieder eintritt, wird es heiß, weil die Potentialenrgie über den Sturz zu kinetischer Energie und die über die Reibung zu Wärme wird. Und so weiter. Am Ende wird alles zu Wärme.

Hat eigentlich schon mal jemand untersucht, um wieviel sich die Erdatmosphäre durch den schieren Energieverbrauch, besser gesagt Umsatz erwärmt?

Vor einiger Zeit habe ich mal gelesen, dass die Erde vom Energieniveau her kein toter Brocken sein könne. Irgendwer will errechnet haben, dass die Erde nach ihrem Alter längst erkaltet und das Leben tot oder gar nicht erst entstanden wäre, weil die Erde Wärme abstrahlt, und die Sonneneinstrahlung alleine nicht reichen würde. Deshalb vermuten manche Geologen, dass es im Erdinnern einen gewaltigen Kernreaktor gibt, dass da unten ein redioaktiver Zerfall stattfindet, der die Erde aufheizt und warm hält. Wenn das so ist und der die Erde vor der Abkühlung bewahrt, dann muss die Wärme ja irgendwie nach außen treten.

Wie dem auch sei, bislang – noch ist er nicht gegendert – gilt der Energieerhaltungssatz. Wenn man irgendwo Strom reindonnert, wird es letzten Endes warm, wenn man keinen anderen Energieabfluss hat. Es gibt ja die alte Denksportaufgabe, ob ein Zimmer eigentlich wärmer oder kälter wird, wenn man die Kühlschranktür offen lässt. Kühlt er innen stärker oder heizt er außen stärker? Darüber muss man gar nicht nachdenken, denn der Kühlschrank verbraucht Strom. In das Zimmer wird also Energie eingeleitet. Und da nichts rauskommt, bleibt gar nichts anderes übrig. als dass das Zimmer wärmer wird. Wo sonst sollte die Energie, die man elektrisch reinleitet, auch bleiben? Energieerhaltungssatz.

Und wenn man einen Computer betreibt, ist egal, wieviel der rechnet oder wie man ihn baut, was er an Strom verbraucht, hinterlässt er – ob die Rechenergebnisse nützlich sind oder nicht – in Form von Wärme. Deshalb hat man ja Glühbirnen abgeschafft, weil die fast die gesamte Energie in Wärme unwandeln und einen lausigen Wirkungsgrad haben, also nur ganz wenig Energie in Licht umgewandelt wird. Als Glühbirnen verboten wurde, haben ja Spaßvögel versucht, sie als „Heizelemente” zu verkaufen, das sei ja die Hauptwirkung.

Deshalb war ich bisher der Meinung, dass so ziemlich die einzigen Hausgeräte, die wir mit 100% Wirkungsgrad hinkriegen, elektrische Heizungen sind. Egal welcher Qualität. (Ich gehe mal von ohmschen Heizungen aus und lasse Phasenverschiebungen und Blindleistungen jetzt der Einfachheit halber mal weg. Auch unterschiedliche Massen bezüglich der Energie, die man braucht, um die Heizung selbst zu erwärmen, vernachlässige ich mal, weil es da keine nennenswerten Unterschiede gibt, solange man sich nicht eine Dampflok zum Heizen ins Wohnzimmer stellt.) Es ist eigentlich völlig wurscht, ob eine Heizung vom Edelhersteller kommt oder übelster Ramsch ist, es ist immer so, dass die Energie, die elektrisch in das Zimmer gleitet, wird, in dem die Heizung steht, um genau so viel wärmer wird, wie man Energie reingesteckt hat, weil bei der Heizung die Wirkung eben in der Wärme besteht, die Frage nach dem Wirkungsgrad und die Unterscheidung zwischen Wirk- und Wärmeleistung keinen Sinn ergibt. Wo sollte die Energie bleiben, wenn eine Heizung einen Wirkungsgrad unter 100% hat? Gut, es gibt Heizröhren, die orange leuchten und geringfügig Licht abgeben, was aber beim Auftreffen auf Gegenstände oder Luft auch wieder zu Wärme wird. Es gibt auch Heizlüfter, die die Luft rumpumpen und dadurch mit kinetischer Energie anreichern, aber auch das wird zu Wärme, wenn die Luftmoleküle sich durch Reibung bremsen.

Denkintensiver sind Speicherheizungen, die erst irgendeinen Körper (z. B. aus Stein) sehr stark aufheizen, der dann die Wärme langsam abgibt, indem er so isoliert ist, dass die Wärmeabgabe den Tag über dauert. So kann man die Heizung nachts aufheizen, wenn der Strom billiger ist. Das ändert aber nichts daran, dass nicht mehr und nicht weniger Heizenergie abgebeben wird, als Strom reingesteckt wurde.

Die WELT hat nun einen Artikel, in dem sie – Klimaschutz ist hochaktuell – zu energiesparenden Elektroheizungen und schreibt:

Einige besonders günstige Heizlüfter arbeiten mit Heizdrähten oder Heizwendelspiralen, die mit Strom erhitzt werden und so die Umgebungsluft erwärmen. Allerdings ist hier der Stromverbrauch besonders hoch und die Geräte arbeiten oft recht laut. Außerdem wird durch das Gebläse Staub angezogen, das auf den Heizelementen verbrennen kann – für Allergiker sind solche preiswerten Geräte daher eher nicht geeignet.

Etwas teurer, dafür aber leiser und etwas energiesparender sind Keramikheizlüfter, bei denen sich im Inneren Keramikplatten langsam erhitzen. Die Wärmeenergie kann durch sie länger gehalten werden. Der Kauf eines solchen Geräts amortisiert sich bei längerem Gebrauch und auch Allergiker profitieren von der Anschaffung, da durch die Technologie weniger trockene Luft und Staub verwirbelt werden.
Heizlüfter Stromverbrauch: Häufiges Manko

Bei der Dauernutzung einer solchen Elektroheizung kann es schnell zu hohen Stromkosten kommen. Achten Sie daher beim Kauf neben der Art und Ausstattung unbedingt auch darauf, dass der Heizlüfter energiesparend arbeitet. Einen Elektroheizlüfter mit guter Strombilanz bietet der Hersteller Anbber* – das Unternehmen verspricht, verglichen mit ähnlichen Produkten, einen bis zu 35 Prozent geringeren Energieverbrauch.

Ein um bis zu 35% geringerer Energieverbrauch, um dasselbe Zimmer aufzuheizen? Perpetuum Mobile eingebaut?

Was machen denn die andereren Heizungen dann mit der Energie? Wo nimmt das Ding die Energie dann her?

Ich habe mal gegoogelt.

Stiebel Eltron meint über seine Heizungen:

Es gibt viele Situationen, in denen elektrische Wärmespeicher sinnvoll zum Einsatz kommen. Denn mit einer außengeführten Aufladesteuerung sind sie heute im Vergleich zu älteren Speicherheizung um 20 Prozent effizienter. Zudem werden sie durch den wachsenden Anteil erneuerbarer Energie im Stromnetz mit jedem Jahr klimafreundlicher.

Um 20 Prozent effizienter? Effektiver vielleicht. Aber effizienter? Was haben die alten Speicherheizungen denn dann mit der zusätzlich verbrauchten Energie gemacht? Im Klo runtergespült?

Vorteile einer Speicherheizung
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Strom wird verlustfrei in Wärme umgewandelt
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Aber wenn doch Speicherheizungen generell die Eigenschaft haben, dass Strom verlustfrei in Wärme umgewandelt wird (was, außer Wärme, könnte aus einem Verlust auch werden?) wie kann es dann sein, dass neue Heizungen 20% effizienter sind als alte Heizungen, wenn sie doch beide den Strom verlustfrei in Wärme umwandeln? Wie könnten alte Heizungen Energie veruntreuen?

Kann das vielleicht sein, dass man den Leuten im Zeitalter der Klimadiskussion heiße Luft verkaufen kann?