Energiebedarf von Deutschland E=m*c^2
Wie jeder Gymnasiast*in schon mal gehört hat: E=m*c2 und wir wissen, dass diese Idee von Einstein stammt. Hurra, aber was bedeutet das für uns Otto Normalbürger? Ich bin Ingenieur seit 1993 aber in meinem Leben habe ich nie ernsthaft mit relativistischen Gleichungen berechnet. In der Autoindustrie bewegt sich (mechanisch und organisatorisch auch) sowieso alles so langsam, dass wir glücklich mit der mehrere hundert alten Newtonschen Gleichungen zu recht kommen, wir machen nicht mal 0.000001 % Fehler. Naja, unser Strom kam teilweise (man kann nicht wissen wie lange noch) aus Atomkraftwerken: aus Eigene oder aus der Nachbarschaft.
OK machen wir ein Gedankenexperiment: Nehmen wir an, dass die berühmte Energie-Gleichung oben sich tatsächlich in einem Kraftwerk realisieren lässt! Die Gleichung besagt, dass beliebige Materialen (ohne Rücksicht auf die Zusammensetzung: die Bananenschalen in meinem Mülleimer auch!) je nach reiner Menge ein riesen Energiegehalt repräsentieren. Und zwar die Energiemenge ist Masse mal das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit, was ohnehin eine beachtliche physikalische Menge ist: 300 000 000 m/s.
Man beruhigt sich schnell mit der Prüfung der Messeinheiten, dass die Berechnung kein groben Fehler enthält: [kg*(m/s)*(m/s) = kg m2/s2 alias N*m] – ja, passt.
Dann nimmt man den Quadrat von Lichtgeschwindigkeit: 9*1016 m2/s2 wow, nicht wenig!
Gut, dann prüfen wir zum Beispiel, wieviel „Brenn“-Stoff Deutschland insgesamt für einen Jahr Stromerzeugung unter idealen Bedingungen brauchen würde, wenn ein magisches Kraftwerk die Energie nach E=m*c2 Energie erzeugen könnte.
Laut Statistisches Bundesamt –Link hier– wird in Deutschland im Jahr ~570 TWh (Terawattstunde: 1 TWh = 1 000 000 000 000 Wattstunde) Energie erzeugt und ins Stromnetz eingespeist.
Wenn wir diese Energiemenge mit dem Quadrat von Lichtgeschwindigkeit dividieren, kommen wir auf ein Gewicht von weniger als 23 kg(!!!). Was soll das bedeuten??? Ja, ich nehme einen bescheidenen Komposthaufen aus dem Garten, dann lasse es in einem perfekten Zukunfts-Kernkraftwerk wortwörtlich spurlos vernichten und voila: Ganz Deutschland ist für ein Jahr mit Strom versorgt.
Leider müssen wir jetzt aufwachen, denn so ein Kraftwerk existiert leider nicht mal ansatzweise, nur in unserer wilden Phantasie. Anderseits können wir „ruhig“ zurücklehnen, wenn wir daran denken, dass auf der dunkele Seite entsteht vor einem Kraftwerk immer eine Bombe, die in diesem Fall unvorstellbar zerstörerisch wäre.
Auf jeden Fall ist es interessant zu sehen wie Schulmaterial auf die Realität übertragen aussehen würde.
Meine Berechnung dazu sieht so aus (jeder kann ausprobieren ist im Download-Paket drin):
