Kuriositäten rund um Energie, Mensch und Technik

Vielleicht weißt du nicht, dass...

Wie viel Energie erzeugt der menschliche Körper?
Als allererstes sollten wir mit unserem eigenen Energieverbrauch vertraut werden. Es ist erstaunenswert wie leicht der Energieverbrauch unseres Körpers mit dem unserer Wohnung, unseres Autos oder unserer Stereoanlage vergleichbar ist. Ein erwachsener Mann mit etwa 80 Kg Körpergewicht, der ein Handwerk ausübt (z.B. ein Hydrauliker oder ein Tischler), verbraucht pro Tag (in 24 Stunden) etwa 3.000 kcal, was etwa 3,5 kWh (Kilowattstunden) entspricht. Bei Büroarbeit würde ein Mann mit dem selben Körperbau etwa 2.000 kcal verbrauchen, eine Frau vielleicht nur noch 1.800 kcal. 1.800 kcal kann man leicht in kJ (Kilojoule) umrechnen. Das ergibt 9.218 kJ oder 2,56 kWh.

Wie viel verbrauchen wir im Schlaf?
Ein Erwachsener mit etwa 70 Kg Körpergewicht verbraucht bei etwa 8 Stunden Schlaf immerhin 560 kcal, was 0,65 kWh entspricht. Gar nicht schlecht wenn man bedenkt, dass der Schlaf zu den energieärmsten Aufgaben unseres Körpers zählt.

Lieber wandern…. oder Radio betätigen?
Wenn sich der Herr, der einige Zeilen weiter oben noch im Büro saß, für eine Bergwanderung mit 700 Metern Höhenunterschied entscheiden sollte, dann würde er allein für die Tour 1.300 kcal benötigen und da müssten man noch etwa 2.000 kcal Tagesgrundverbrauch hinzurechnen. Diese Energie holt er sich aus der Nahrung. Wenn er sie aus der Steckdose geholt hätte, dann hätte er in 24 Std. 3,52 kWh verbraucht. Bei laufenden Durchschnittspreisen für elektrischen Strom entspricht das etwa 50 Cent, also halber Euro. Mit der selben Energie hätte er aber auch eine herkömmliche Stereoanlage mit 10 Watt Leistung über mehrere Stunden betreiben können.

Mensch und Haushaltsgeräte im Vergleich
Was erstaunenswert erscheint ist, dass der Tagesverbrauch des menschlichen Körpers (inkl. Schlaf) ziemlich ähnlich ist mit dem Verbrauch an elektrischer Energie unserer Wohnung ist (Heizung ausgeschlossen!).

Abb. 1 : Verbrauch im Vergleich. Klicken Sie auf dem Bild, um es zu vergrößern.

Körperheizung statt Heizkörper…
Da wir die insgesamt über die Nahrung aufgenommene Energie größtenteils in Wärmeenergie umwandeln (nur etwa 10 % der aufgenommenen Energie werden in mechanische Energie, sprich Muskelarbeit umgesetzt), kann man leicht ausrechnen, dass ein Mensch der in einem Zimmer sitzt, z.B. ein Schüler in einem Klassenzimmer oder jemand der vor dem Fernseher sitzt, eine Wärmeleistung von etwa 100 Watt erzeugt. Das entspricht in einer Stunde eine Wärmeausstrahlung an die Umgebung von 100Wh. Nehmen wir an, dass die Heizungsanlage einer 100m2 großen Wohnung etwa 20kW Leistung bringt. Dann bräuchte man 25 bis 30 Personen um die selbe Wärmeleistung der Heizkörper zu liefern. Wer es aber zuhause nicht so eng mag, der sollte immer noch konventionelle Heizkörper bevorzugen.

Wenn wir Benzin trinken könnten…
Wenn wir Benzin trinken und verdauen könnten, dann bräuchten wir bei oben genanntem Tagesverbrauch etwa 350 g, also etwa eine Bierdose davon. Bei dem heutigen Stand der Benzinpreise (Feb 2006) würden das 0,32 € ausmachen. Als schmackhaftere Alternative könnten wir uns dieselbe Energiemenge aus 450 g Nudeln mit Tomatensoße hohlen. Wenn wir diese aus der Nahrung gewonnene Energie an die städtischen Etschwerke verkaufen würden (zum selben Preis mit dem das Werk den Strom an die Verbraucher verkauft), dann würde uns das 26,85 € einbringen.

Wie viel Energie verbrauchen die Radfahrer des „Giro d’Italia“?
Spitzensportler, wie z.B. Radfahrer beim Tour de France oder Giro d’Italia verbrauchen bis zu 14.000 kcal und diese Arbeit würde am Tag umgerechnet 16,15 kWh ausmachen. Bei Anwendung durchschnittlicher Strompreise aber, würde einer dieser Champions nicht mehr als 2,44 € am Tag leisten oder verdienen.

… falls wir wirklich strampeln müssten
Wer aus Zeitvertreib, Umweltbewusstsein oder Not oft auf das Fahrrad zurückgreift, weiß wie anstrengend es ist einen Anstieg von 500 Metern Höhenunterschied in einer Stunde zu überwinden. Die Arbeit die man dabei verrichtet, also die Energie die man dabei verbraucht würde ausreichen um unseren Kühlschrank knapp zwei Stunden lang zu betreiben. Um unsere Vorräte aber ganze 24 Stunden lang kühl zu lagern, müssten wir im selben Tempo 14 bis 15 Stunden lang strampeln.

Wieviel Energie bringt man hervor, wenn man arbeitet?

Die Natur setzt auf Solar
Wer meint Sonnenkollektoren seien unästhetisch, besonders wenn man sie mitten in der Landschaft aufstellt, sollte bedenken, dass die Natur sehr intensiv auf diese Energiequelle setzt. Die natürlichen Kollektoren liegen qualitativ, im Design und in der Lebensdauer, selbstverständlich wesentlich höher als künstlich erzeugte Produkte. Wälder, Wiesen und Strauchbestände sind letztlich nichts anderes als Sonnenkollektoren, welche die solare Energie in chemische Energie umwandeln. Die meisten von uns kennen den Begriff „Photosynthese“ aber wenige erinnern sich aus Schulzeiten, dass es sich dabei „lediglich“ um eine Energieumwandlung handelt? Vom Menschen konstruierte Photovoltaik-Anlagen führen einen ähnlichen Prozess durch, nur wird die Solarenergie hier in elektrische Energie umgewandelt. Alle Nahrungsmittel die dem Menschen zur Verfügung stehen (also Energie für unseren Körper) ist auf die Photosynthese zurückzuführen. Interessant ist dabei, dass die dabei erzeugte chemische Energie den Gesamtverbrauch aller auf der Erde lebenden Organismen um ein Vielfaches übertrifft. Es ist ziemlich schwierig die gesamte auf der Erde durch die Photosynthese erzeugte Energie zu ermitteln, denn die Sonneeinstrahlung ist nicht überall gleich und auch die Verteilung der „Sonnenkollektoren“, sprich der Vegetation, ist sehr unregelmäßig (noch dazu kommt die Bewölkung). Dennoch ergibt eine grobe Schätzung, dass die Photosynthese von Seiten der Pflanzen und einiger Mikroorganismen jährlich 2x1011 Tonnen (200.000.000.000 t) Kohlenstoff bindet, was in energetisch etwa 70x109 Tonnen (70.000.000.000 t) Erdöl entspricht. Das bedeutet, dass in diesem natürlichen Solarenergiegewinnungsprozess jährlich zehn mal so viel Energie zur Verfügung gestellt wird, als die gesamte menschliche Bevölkerung in einem Jahr verbraucht.

Wie könnte man das gesamte Etschtal anheizen?
Jeder Südtiroler oder Südtirolkenner kennt den verzauberten Anblick eisgeschmückter Apfelbäume zur Blütezeit, wenn die Frostschutzberegnung engesetzt wird. Die meisten Leute glauben, dass das Eis die Blüte wie ein Dämmstoff vor nächtliche Frostschäden schützt. In Wirklichkeit ist Eis ein sehr guter Wärmeleiter, weshalb er niemals als Isolierungsstoff dienen könnte und im Falle der Apfelbäume den Schaden sogar noch verschlimmern würde. Das Prinzip das der Frostberegnung zugrunde liegt ist völlig anders und beruht auf den unterschiedlichen Energiegehalt zwischen flüssigem und gefrorenem Wasser. Flüssiges Wasser enthält mehr Wärme (Energie) als festes, was bedeutet, dass ein Teil dieser Wärme während des Gefrierens an die Umgebung abgegeben wird. Was die Blüten schützt ist diese freigesetzte Wärme, die aber z.T. auch an die umgebende Luft abgegeben wird. Die Blüten werden nur dann erfolgreich geschützt, wenn ständig neues Wasser gefriert. Die Beregnung wird nur dann eingestellt, wenn der Tag anbricht und die Lufttemperatur durch die Sonne allmählich milder wird. Die durch die Beregnung versprühte Wassermenge ist jedenfalls so groß, dass die allein durch Gefrierprozess freigesetzte Wärme ausreicht um die Lufttemperatur im Etschtal um 2 bis 3° C. anzuheben.