Energie: Physikalische Grundlagen ihrer Gewinnung, Umwandlung und Nutzung

همه چیز به انرژی نیاز دارد. ما انسان ها به استفاده از انرژی عمدتاً بدون در نظر گرفتن محدودیت های منابع انرژی و اثرات مضر احتمالی مصرف انرژی عادت داریم. با توجه به افزایش سریع نیازهای جهانی انرژی، هر دوی این موارد اخیراً به مشکلات جدی برای توسعه آینده بشر در عرض چند دهه تبدیل شده اند. بشر در زمان‌های گذشته با مشکلات مشابهی روبرو بود: در عصر حجر، در حدود 6000 سال پیش، کمبود غذا برای جمعیت رو به رشد را می‌توان با معرفی کشاورزی و دامداری جبران کرد. بحران انرژی دیگری در قرن شانزدهم تا هجدهم به دلیل جنگل زدایی و کمبود چوب در آن زمان به وجود آمد که ناشی از افزایش مصرف چوب عمدتاً برای ذوب سنگ معدن بود. این گلوگاه انرژی با معرفی استفاده از زغال سنگ از بین رفت. راه‌حل‌های ممکن برای مشکلات انرژی امروزی به روش‌های مختلفی مورد بحث قرار می‌گیرند، متأسفانه اغلب بسیار بحث برانگیز، اغلب به دلیل عدم آگاهی کافی از تمام حقایق اساسی که باید در نظر گرفته شوند. این کتاب برای کمک به کاهش این کمبود در نظر گرفته شده است: هدف آن ارائه یک نمای کلی از تمام منابع انرژی شناخته شده و قابل تصور در حال حاضر قابل دسترس برای استفاده انسان با توجه به - میزان ذخایر و مصرف، - اصل تبدیل های مربوطه از اولیه است. انرژی به انرژی نهایی سمت مصرف کننده، - کارایی تبدیل ها، - نسبت انرژی قابل بازیافت به انرژی ورودی در طول تولید و تبدیل (ضریب برداشت انرژی)، - در دسترس بودن منابع انرژی، - آلودگی محیطی ناشی از مصرف انرژی.

Zu allem Tun wird Energie benötigt. Dabei sind wir Menschen ge­ wohnt, Energie zu nutzen meist ohne Bedacht auf Beschränkungen von Energie-Vorräten und auf mögliche schädliche Auswirkungen von Energie-Nutzung. Beides wurde, bedingt durch den raschen Anstieg des weltweiten Energiebedarfs, innerhalb nur weniger Jahrzehnte in jüngster Zeit zu ernsten Problemen für die künftige Entwicklung der Menschheit. Vor ähnlichen Problemen stand die Menschheit auch schon zu frühe­ ren Zeiten: Zur Steinzeit, vor ca. 6000 Jahren konnte die Verknappung der Nah­ rung für die wachsende Bevölkerung durch Einführung von Ackerbau und Viehzucht behoben werden. Eine weitere Energiekrise erwuchs etwa zur Zeit vom 16. bis 18. Jahrhundert aus der damaligen Entwaldung und Holzverknappung, bedingt durch den zunehmenden Verbrauch an Holz vornehmlich für die Erzverhüttung. Behoben wurde dieser Ener­ gieengpaß durch die Einführung der Nutzung von Kohle. Lösungsmöglichkeiten der heutigen Energieprobleme werden zwar vielfältig diskutiert, leider oft sehr kontrovers, dies häufig mangels einer ausreichenden Kenntnis aller wesentlichen, zu be­ rücksichtigenden Fakten. Diesen Mangel soll das vorliegende Buch zu mindern helfen: Es soll einen überblick aller heute bekannten und denkbaren, menschlicher Nutzung zugänglichen Energie-Quellen geben bezüglich - Umfang von Vorräten und Verbrauch, - Prinzip der jeweiligen Umwandlungen von Primärenergie zu verbraucherseitiger Endenergie, - Wirkungsgrad der Umwandlungen, - Verhältnis von gewinnbarer Energie zu Energie-Aufwand bei Gewinnung und Umwandlung (Energie-Erntefaktor), - Verfügbarkeit der Energie-Quellen, - aus der Energie-Nutzung resultierende Umweltbelastungen.