In dem vorliegenden Band wird naturwissenschaftlich-physikalische Hintergrundinformation zum Thema Energie bereitgestellt, um dem Leser objektive Bewertungskriterien für die global hochaktuelle Diskussion der Zukunft unserer Energieversorgung an die Hand zu geben. Insbesondere ist es ein zentrales Anliegen, dem Leser eine Bilanzierung aller Quellen hinsichtlich der Einflußnahme ihrer Gewinnung und Verwendung auf die Umwelt zu erstellen und das jeweilige Risiko zueinander in Relation zu setzen. Nach Festlegung des Begriffes Energie und ihrer Erscheinungsformen werden globale Randbedingungen des Umgangs mit Energie aufgezeigt. Diese Randbedingungen werden sodann für Deutschland als typischem Industrieland enger eingegrenzt. Die Palette infrage kommender Quellen, fossile, erneuerbare und nukleare, wird sodann im Detail vorgestellt. Ergiebigkeit der Ressourcen sowie sonstige Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes werden diskutiert; alle Energiequellen werden sodann nach Definition eines energetischen Erntefaktors miteinander verglichen. Die Speicher- und Transportmöglichkeiten und - hiermit eng verbunden - die Handlungsspielräume rationellen Umgangs mit den diversen Formen der Energie bilden einen weiteren Schwerpunkt. Der an naturwissenschaftlicher Hintergrundinformation interessierte Leser findet in einem gesonderten Kapitel eine detaillierte Präsentierung ausgewählter Techniken.

Inhalt
1 Grundsätzliches zur Energie.- 1.1 Erscheinungsformen der Energie.- 1.2 Erhaltung der Energie.- 1.3 Physikalische Randbedingungen der Umwandlung von Energie.- 1.4 Die Einteilung in Primär-, End- und Nutzenergie.- 1.5 Übersicht der natürlichen Energiequellen.- 1.6 Arten der Energieumwandlung.- 1.7 Möglichkeiten der Energiespeicherung und des Transportes.- 2 Unser heutiger Umgang mit Energie.- 2.1 Der Weltenergieverbrauch.- 2.2 Der Energieverbrauch in Deutschland.- 3 Rahmenbedingungen für den zukünftigen Umgang mit Energie.- 3.1 Rahmenbedingungen ... der Welt.- 3.2 Rahmenbedingungen in Deutschland als typischem Industrieland.- 3.3 Einsparung und Substitution als Handlungsvorgaben weltweiter Energiepolitik.- 4 Fossile Energie.- 4.1 Vorräte und Verbrauch.- 4.2 Grundsätzliches zur Umwandlung chemischer Energie.- 4.3 Nutzung von Kohle.- 4.4 Nutzung von flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen.- 4.5 Umweltbelastungen aus dem Verbrauch fossiler Energien.- 5 Erneuerbare Energien: Solarenergie.- 5.1 Die Sonne als Sender von Energie.- 5.2 Die Erde als Empfänger von Energie.- 5.3 Photosynthese.- 5.4 Nutzung über den photoelektrischen Effekt.- 5.5 Nutzung des Sonnenlichtes als Wärmequelle zur Wärme- und Stromerzeugung.- 5.6 Umweltrelevante Aspekte der Nutzung von Solarenergie.- 6 Erneuerbare Energien: Wind und Wasserkraft.- 6.1 Verfügbares Windpotential.- 6.2 Prinzip und Wirkungsweise von Windkraftanlagen.- 6.3 Konkrete Falluntersuchungen zu Windkraftanlagen.- 6.4 Abschätzung der Rahmenbedingungen flächendeckender Windenergienutzung am Beispiel Deutschland.- 6.5 Energie aus Wassergefälle.- 6.6 Energie aus Gezeiten, Meereswellen und -strömungen.- 6.7 Umweltrelevante Aspekte der Nutzung von Wind und Wasser.- 7 Erneuerbare Energien: Organische Abfälle undNebenprodukte.- 7.1 Biomethanisierung (Biogas): Potentiale und Nutzungstechniken.- 7.2 Klärschlämme und Gülle: Potentiale und Nutzungstechniken.- 7.3 Müllverbrennung: Potentiale und Nutzungstechniken.- 7.4 Umweltrelevante Aspekte der Nutzung von organischen Reststoffen.- 8 Erneuerbare Energien: Natürliche Wärmevorkommen.- 8.1 Wärmereservoir Erde.- 8.2 Natürliche Heißwasser-/Heißdampfquellen.- 8.3 Künstliche Entnahme von Wärme aus der Erdkruste.- 8.4 Nutzung der Wärme aus Luft, Boden und Wasser mit Wärmepumpen.- 8.5 Umweltrelevante Aspekte der Nutzung natürlicher Wärmevorkommen.- 9 Energie aus der Kernspaltung.- 9.1 Radioaktivität.- 9.2 Grundlagen der Kernspaltung.- 9.3 Kernbrennstoffe.- 9.4 Kernreaktoren.- 9.5 Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen.- 9.6 Transport aktiven Materials.- 9.7 Endlagerung radioaktiver Abfälle.- 9.8 Umweltaspekte der Nutzung der Kern(spalt)energie.- 10 Energie aus der Kernfusion.- 10.1 Grundlagen der Kernfusion.- 10.2 Fusionsreaktor Sonne.- 10.3 Bereitstellung von Kern(fusions)brennstoffen.- 10.4 Fusion im magnetischen Einschluß.- 10.5 Plasmafusion unter Trägheitseinschluß; Fusion mit Laser- oder Teilchenbeschuß.- 10.6 Myonkatalytische Fusion.- 10.7 Zeitrahmen für Realisierung von Fusionsreaktorkonzepten.- 10.8 Umweltaspekte der Energiegewinnung aus Kernfusion.- 11 Rahmenbedingungen für Energieeinsparung: Speicherung, Transport und rationelle Verwendung von Energie.- 11.1 Speicherung und Transport von Wärme.- 11.2 Speicherung und Transport von elektrischer Energie.- 11.3 Speicherung und Transport von Brenn- und Treibstoffen.- 11.4 Speicherung von mechanischer Energie.- 11.5 Rationelle Verwendung von Energie.- 12 Rahmenbedingungen für Energieeinsparung: Spezielle Techniken der Energienutzung.- 12.1 Gaskinetische undthermodynamische Grundbegriffe.- 12.2 Wärmekraftmaschinen.- 12.3 Wärmepumpen und -transformatoren.- 12.4 Magnetohydrodynamische Wandler.- 12.5 Thermoelektrische und thermionische Energiewandler.- 12.6 Wasserstofftechnologie.- 12.7 Erzeugung von Licht.- 12.8 Elektromotoren und Generatoren.- 13 Vergleich der Ergiebigkeiten verschiedener Energiequellen.- 13.1 Der Begriff des Erntefaktors.- 13.2 Erntefaktoren von Energiequellen im Vergleich.- 14 Vergleich der Umweltbelastungen und Risiken.- 14.1 Der Begriff Risiko.- 14.2 Freisetzung von Wärme.- 14.3 Freisetzung toxischer und radioaktiver Schadstoffe.- 14.4 Freisetzung von atmosphärenchemisch relevanten Spurengasen.- 14.5 Freisetzung strahlungsphysikalisch relevanter Spurengase.- 14.6 Vergleich der Schadensrisiken aller Quellen.- 15 Schlußbetrachtungen.