Das Wachstumund seine Grenzen - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 82

Weg ist sicherlich angenehmer, aber stößt an die Grenzen des Wachstums . Und diese wer-
den nicht bestimmt durch die vorhandenenEnergiereserven undtechnische Innovationen,
sondern es handelt sich um prinzipielle Grenzen, die durch die Physik der Erde und ihrer
Atmosphäre bestimmt werden und die im nächsten Abschn. 4.5 behandelt werden.
Für den Zeitraum bis 2050 unterscheiden sich die Aussagen aller drei Prognosen al-
lerdings nur wenig. Die realistische Prognose 2 bildet daher die Grundlage aller weiteren
Untersuchungen.

4.5 Der Energiehaushalt der Erde

Die Energie, welche die Erde im jährlichen Mittel von der Sonne empfängt, beträgt

P ⊕ = ,⋅ kWh⋅a − . (4.23)

Wie bereits die Maßeinheit erkennen lässt, handelt es sich bei dieser Größe eigentlich um
eine Leistung. Aber wir folgen hier dem allgemeinen Sprachgebrauch und werden von der
Solarenergie reden, wenn eigentlich die Sonnenleistung gemeint ist (siehe dazu auch Ab-
schn. 2.1 ) . Auf der P-Ebene in Abschn. 4.5.1 werden wir lernen, welche physikalischen
Gesetze für diesen Wert von P ⊕ verantwortlich sind.
Die Solarenergie wird nicht vollständig von der Erde absorbiert, sondern ein nicht un-
erheblicher Teil von 34 % wird sofort wieder durch Reflexion in den Weltraum zurückge-
strahlt. Sowohldie Erdatmosphäre mit 30 % wie auch die Erdoberfläche mit den restlichen
4 % sind an der Reflexion beteiligt. Dabei hängt das Reflexionsvermögen an der Erdober-
fläche sehr stark von deren Oberflächenbeschaffenheit ab. Für einige typische Oberflächen
sind die Reflexionsvermögen für das Sonnenlicht in Tab. 4.2 angegeben. An glatten Ober-
flächen (Wasser) hängt das Reflexionsvermögen vom Einfallswinkel des Lichts ab, dagegen
ergibt sich nur eine geringe Winkelabhängigkeit bei der Reflexion an körnigen Oberflä-
chen (z. B. Erdboden). Bei senkrechtem Einfall besitzen Wüsten und Eisflächen ein relativ
hohes Reflexionsvermögen von ca. 30%, das allerdings von dem an Schneeflächen noch
übertroffen wird. Verringert sich die Größe dieser Oberflächen auf der Erde, sinkt auch der
Anteil des reflektierten Sonnenlichts und der Anteil des absorbierten Sonnenlichts steigt.
Das muss Folgen für das Erdklima haben: Durch die erhöhte Energieabsorption wird mit
großer Wahrscheinlichkeit die mittlere Erdtemperatur ansteigen.
Unter den heutigen Bedingungen werden 66 % der Solarenergie von der Erde absor-
biert , und zwar 16 % von der Erdatmosphäre und 50 % vonder Erdoberfläche . Ein großer
Teil der absorbierten Energie wird direkt in thermische Energie verwandelt (ca. 43 %), ein
anderergroßerTeil(ca.23 %) wirdzunächstals latenteWärme zwischengespeichert.Dabei
handelt es sich um den Phasenübergang des Wassers aus dem flüssigen in den gasförmigen
Aggregatzustand , für den Energie benötigt wird. Kondensiert der Wasserdampf wieder in
flüssiges Wasser, wird diese Energie in thermische Energie zurückgewandelt.