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00:02Elektrizität. Sie kann lebensgefährlich sein.
00:06Zum einen kann bei den Blitzen die enorm hohe Stromstärke das sein, was gefährlich ist.
00:11Zum anderen hat ein Blitz eine Temperatur von über 30.000 Grad auf.
00:15Werden Blitze durch den Klimawandel häufiger?
00:18Aber Elektrizität ist auch überlebenswichtig.
00:21Ohne sie kein Herzschlag in unserem Körper, keine Nervenimpulse, keine Gehirnaktivität.
00:27Und wir brauchen sie fürs tägliche Leben. Ohne Strom geht gar nichts mehr.
00:33Aber gibt es überhaupt die perfekte Energie, umweltfreundlich und immer verfügbar?
00:38Unter Spannung. Wie Elektrizität unser Leben bestimmt. Jetzt in Quarks.
00:48Herzlich Willkommen.
00:49Wenn ein Gewitter aufzieht, sollten Sie sich in Sicherheit bringen. Das lernt jedes Kind.
00:54Man hört die Gefahr ja auch schon von Weitem. Grollender Donner, der immer näher kommt.
00:59Im Grunde ist das nichts anderes als ein Blitz, der irgendwo einschlägt.
01:03Also unkontrollierte Elektrizität, die die Luft so extrem erhitzt,
01:07dass wir den Knall hören über viele Kilometer hinweg.
01:11Und Wetterextreme nehmen im Klimawandel ja bekanntlich zu.
01:14Schlagen deshalb auch mehr Blitze ein?
01:21Es braut sich was zusammen.
01:28Gewitter an sich sind unglaublich faszinierende Ereignisse.
01:32Mit dieser ganzen Dynamik und der ganzen Dramatik, wenn so eine Gewitterwolke aufzieht, immer dunkler wird.
01:37Also da steckt wirklich die ganze Dramatik des Wettergeschehens drin.
01:42Elektrische Spannungen bis zu 100 Millionen Volt. Luft, die sich während der Entladung auf 30.000 Grad erhitzt.
01:49Gewitter sind sehr, sehr faszinierend und Blitze insbesondere, weil die treten so oft auf.
01:54Und trotzdem gibt es noch ganz, ganz viele Dinge, die wir bisher noch nicht verstanden haben.
01:59Ein Naturschauspiel, das extrem gefährlich sein kann. Blitze können Brände auslösen.
02:05Und jedes Jahr werden mindestens 100 Menschen in Deutschland durch Blitzeinschläge verletzt.
02:10Manchmal endet das tödlich.
02:13Mit Hightech wie Bodenradar und Lasern wollen Forschende dem Phänomen Blitz auf die Spur kommen.
02:19Was passiert in Gewittern und wie kann man die Vorhersage verbessern?
02:24Sie lassen dafür beispielsweise Sonden direkt in die Gewitterwolke aufsteigen, analysieren so die Bewegung von Hagelkörnern.
02:31Aber auch Windgeschwindigkeiten, Regenmengen und die Häufigkeit von Blitzen werden erforscht.
02:37Aber wie entstehen die überhaupt?
02:40In einer Gewitterwolke reißen starke Aufwinde Wassertropfen nach oben, wo sie gefrieren.
02:45Fallwinde transportieren Hagel und Eis nach unten.
02:48Dabei kollidieren die Partikel, wobei elektrische Ladungen getrennt werden.
02:53Im oberen Bereich der Wolke sammeln sich positive Ladungen, im unteren negative.
02:59Dazwischen baut sich eine elektrische Spannung auf.
03:02Wird die zu groß, entlädt sich der Blitz.
03:05Entweder innerhalb der Wolke oder zwischen Wolke und Boden.
03:12Aber werden Blitze durch den Klimawandel häufiger?
03:15Denn pro Grad Temperaturerwärmung kann die Atmosphäre 7 Prozent mehr Feuchtigkeit aufnehmen.
03:21Höhere Temperatur und mehr Feuchtigkeit bedeuten mehr Energie in der Atmosphäre.
03:28Tatsächlich berechnete eine US-Studie, dass die Zahl der Blitze in den USA durch den Klimawandel um etwa 12 Prozent
03:34ansteigen wird.
03:35Eine österreichische Studie hat für die Hochlagen der Ostalpen eine Verdoppelung der Blitzhäufigkeit in den vergangenen 40 Jahren berechnet.
03:44Lassen sich solche Ergebnisse verallgemeinern?
03:47Schließlich sind klimatische Einflüsse auf Blitze sehr komplex.
03:51Am Karlsruher Institut für Technologie erforscht ein Team die Risiken von Extremwetterereignissen.
03:56Markus Augenstein hat in seiner Doktorarbeit die Blitzhäufigkeit in den Jahren 2001 bis 2021 ausgewertet.
04:05Die Grundlage? Wolke-Bodenblitze, die das europäische Ortungssystem Euclid gemessen hat.
04:10Hier sehen wir jetzt den Trend, einmal auf der linken Seite die Gewittertage und wir sehen hier blaue Farben zeigen
04:18eine Abnahme.
04:19Vor allem hier in Frankreich, aber auch in weiten Teilen in Deutschland sehen wir überraschenderweise eine Abnahme der durchschnittlichen Zahl
04:26an Gewittertagen pro Jahr.
04:28Den gleichen Trend zeigt auch die jährliche Blitzstatistik für Deutschland.
04:33Im Jahr 2007 wurden hier insgesamt 573.000 Blitze registriert.
04:37Im Jahr 2024 waren es noch etwa 207.000. Es wurden also weniger als halb so viele Blitze gemessen.
04:45Was könnte der Grund für den Rückgang sein?
04:48Zum einen haben sich in diesem Zeitraum die Messmethoden geändert, wodurch heute weniger Blitze gezählt werden.
04:54Aber haben sich womöglich auch die Gewitter selbst verändert?
04:59Ja, wir sehen hier jetzt das Radarbild von unserem eigenen Radar.
05:03Da sehen wir eine Gewitterfront, die hier von Westen herangerückt kommt.
05:07Ja, wir sehen hier jetzt gerade zu Beginn der Gewitterfront die höchsten Intensitäten.
05:12Das erkennen wir hier an diesen hellgrünen Farben, die bis fast 12 Kilometer Höhe reichen.
05:16Und das sind die Gewitterereignisse, die dann auch die meisten Blitze produzieren.
05:21Denn Gewitter ist nicht gleich Gewitter.
05:23Ein normales Sommergewitter entsteht innerhalb kurzer Zeit und fällt dann sehr schnell wieder in sich zusammen.
05:30Große Gewitterfronten dagegen sind langlebiger.
05:32In diesen können extrem viele Blitze auftreten, bis zu 100.000 pro Gewitterkomplex.
05:41Hier sehen wir, dass aus relativ vielen kleinen einzelnen Gewitterzellen sich dann hier eine Superzelle ausbildet.
05:48Das sieht man hier, wie die dann hier Richtung Bayern zieht.
05:53Und das Besondere an dieser Superzelle ist, dass wir hier eine enorm hohe Blitzdichte haben.
05:59Aber warum nimmt die Zahl der Blitze dann insgesamt ab?
06:02Wir konnten eben zeigen, dass statistisch wir diese großräumigen Gewittercluster, wo wir wirklich Gewitter haben, die über ganz Europa ziehen
06:11und an einem Tag überall für Blitzaktivität sorgen, dass das weniger wird.
06:16Und wir mehr vereinzelte Einzelzellen haben, die dann auch eine geringere Blitzdichte aufweisen und somit die Gesamtzahl der Blitze auch
06:24abnimmt.
06:26Woran das liegen könnte, wird noch erforscht.
06:29Was bei einer Blitzentladung genau passiert, lässt sich mit Antennen messen, wie dem hochauflösenden Radioteleskop LOFAR.
06:37Denn Blitzentladungen senden elektromagnetische Felder aus, die sich präzise orten lassen.
06:44Forschenden gelang es damit, die feinen Verästelungen eines Blitzes, die sich in nur wenigen Tausendstel Sekunden während der Entladung bilden,
06:51wie in Zeitlupe aufzulösen.
06:53Dabei entdeckten sie bislang unbekannte Strukturen.
06:57Über diese können die elektrischen Ladungen offenbar wieder in die Gewitterwolke zurückfließen.
07:01Was erklären würde, warum sich ein Blitz nicht, wie lange angenommen, auf einmal entlädt, sondern in kurzer Zeit mehrfach an
07:08einem Ort einschlägt.
07:10Dabei ist das Risiko für einen Blitzeinschlag nicht überall gleich.
07:17Im Norden Deutschlands ist es am niedrigsten. Nach Süden hin nimmt die Blitzhäufigkeit zu.
07:23Der Hotspot liegt im Voralpenraum mit bis zu zwei Blitzen pro Quadratkilometer und Jahr.
07:30Der Süden ist ja deutlich wärmer und damit auch deutlich feuchter im Vergleich zu den Regionen im Norden Deutschlands.
07:36Und dadurch haben wir diese großen Unterschiede.
07:40Auch Berge spielen eine wichtige Rolle, weil sie die Luftmassen nach oben ablenken.
07:47Lässt sich der Einschlag eines Blitzes mit heutiger Technik vorhersagen?
07:51Da haben wir ja erstmal die Unsicherheit in der Vorhersage der Gewitterentstehung, des einzelnen Gewitters.
07:57Und dann bräuchten wir nochmal Anhaltspunkte, wie jetzt aus dem Gewitter tatsächlich der einzelne Blitz dann resultiert.
08:06Und dann haben wir zwar den Blitz, dann wissen wir aber immer noch nicht, wo er einschlägt.
08:10Generell eine Vorhersage für jeden einzelnen Blitz, das können wir nicht machen.
08:14Und das liegt daran, dass die Ereignisse einfach zu kleinräumig sind.
08:19Manches ist noch rätselhaft bei diesem Naturschauspiel.
08:23Das so beeindruckend ist und doch so gefährlich.
08:33Ja, wenn ein Gewitter aufzieht und sie auf einer freien Fläche, zum Beispiel auf einem Golfplatz stehen, müssen sie besonders
08:40aufpassen.
08:41Der Blitz schlägt nämlich bevorzugt in Objekte ein, die aus der Umgebung herausragen.
08:45Vor allem, wenn sie aus Metall sind.
08:48Golf ist also nicht nur teuer, sondern auch noch gefährlich.
08:53In den USA gab es statistisch jeden fünften Blitztoten auf einem Golfplatz.
08:58Also lieber schnell weg und unterm nächsten Baumschutz suchen, oder?
09:02Leider keine gute Idee.
09:04Wenn der Blitz schlägt hier im Blitz ein, kann die Spannung überspringen.
09:08Nicht gut.
09:10Vom Gewitter wegrennen ist leider auch falsch.
09:14Der Grund ist, vom Einschlagsort des Blitzes fließt ein extrem starker Stromimpuls in alle Richtungen durch den Boden.
09:21Die elektrische Spannung im Boden ist nicht überall gleich.
09:24Sind die Beine weit auseinander, entsteht deshalb dazwischen ein Spannungsunterschied, die sogenannte Schrittspannung.
09:30Dann fließt Strom über die Beine durch den Körper.
09:34Ein Stromschlag, der je nach Entfernung vom Einschlagsort tödlich sein kann.
09:39Besser also in die Hocke gehen.
09:42Am besten einer Bodensenke, um das Risiko eines Blitztreffers zu minimieren.
09:46Und die Beine sollten möglichst dicht beisammen sein.
09:50Ja, Strom ist gefährlich.
09:53Manche Tiere nutzen ihn noch deshalb gezielt für ihre Zwecke.
09:56Aber nicht nur.
09:57Hier sind unsere Top 3.
10:01Nummer 1 hat ein Näschen für Elektrizität.
10:04Wie aus dem Fabelbuch.
10:06Das Schnabeltier sieht aus wie eine Mischung aus Ente und Biber.
10:09Und legt als Säugetier sogar Eier.
10:12Noch verrückter, es jagt mit einem Elektrosinn.
10:16Der sitzt in seinem Schnabel.
10:17Eigentlich eine verlängerte Nase.
10:20Unzählige Sinneszellen nehmen selbst winzige elektrische Felder wahr.
10:24Schon 4 bis 5 Mikrowolt.
10:26Ein Tausendstel der Spannung einer Knopfzelle.
10:30Ausgesendet von Fischen und Krebsen, wenn sie ihre Muskeln bewegen,
10:32werden sie zur Beute.
10:34Das Schnabeltier jagt mit geschlossenen Augen einfach ihrer Stromspur nach.
10:40Nummer 2 ist mit Spannung unterwegs.
10:43Auch der Zitterrochen hat ein elektrisches Organ für die Jagd.
10:46Und schockt damit seine Beute.
10:49Elektroplugs heißt seine Waffe.
10:51Wie ein eingebauter Taser sitzt er an der Basis seiner Brustflosse.
10:55Die spezialisierten Zellen des Organs können Stromstöße bis zu 200 Volt erzeugen.
11:00Fast so viel wie aus der Steckdose.
11:03Diese Spannung hat es in sich und lähmt die Muskeln der Fische.
11:07Für Menschen ist das nicht direkt gefährlich, aber so schmerzhaft wie ein fester Faustschlag.
11:18Bei der Nummer 3 stehen die Haare zu Berge.
11:22Geht die Hummel auf Nahrungssuche, liegt immer ein Knistern in der Luft.
11:26Denn wenn sie fliegt, lädt sie sich elektrisch auf. Ähnlich, als würde man über einen Teppich schlurfen.
11:32Das hilft ihr dabei, Blüten voller Nektar zu finden.
11:35Das funktioniert so. Blüten sind negativ geladen.
11:38Darum ziehen sie die positiv geladenen Haare der Hummel an.
11:42Die neigen sich Richtung Blüte.
11:44Für die Hummel das Signal, bitte hier landen.
11:47Bei der Landung kommt es, zack, zum Spannungsaustausch.
11:52Die nächste Hummel, die hier vorbeisummt, wird nicht von der Blüte angezogen und weiß darum,
11:57Ladung weg, kein Nektar mehr da.
12:00Nicht nur in der Natur um uns herum, auch in unserem Körper spielt Elektrizität eine entscheidende Rolle.
12:06Genau gesagt, wären wir ohne sie gar nicht lebensfähig.
12:09Nehmen wir den Herzschlag.
12:10Sein Rhythmus wird vom sogenannten Sinusknoten vorgegeben.
12:14Das ist eine Ansammlung spezieller Zellen im rechten Vorhof.
12:17Und die können elektrischen Strom selbst erzeugen.
12:21Jeder dieser Impulse löst eine Kontraktion des Herzmuskels aus.
12:25In der Regel 60 bis 100 Mal pro Minute.
12:27Rund 100.000 Mal am Tag.
12:30Und auch unsere kleinen Grauenzellen im Gehirn kommunizieren elektrisch miteinander.
12:34Die dabei entstehenden Spannungen sind winzig klein und liegen im Millivolt-Bereich.
12:40Da stellt sich natürlich die Frage, sind Gedanken dann nichts weiter als elektrische Signale?
12:46Und kann man die vielleicht auch messen?
12:48Inzwischen können wir doch so gut wie alles um uns, über uns und in uns vermessen.
12:53Warum nicht auch Gedanken?
12:55Im Entschlüsseln körperlicher Signale scheinen wir Menschen den Maschinen immer noch überlegen.
13:01Anders müsste es doch aber dort sein, wo Gedanken erzeugt werden und wo kein Mensch hinschauen kann.
13:07Maschinen aber längst. Im Gehirn.
13:09Ein EEG erkennt Prozesse an der Oberfläche des Gehirns.
13:13Im Kernspintomografen lässt sich die Sauerstoffversorgung des Gehirns messen.
13:18Was aber verrät uns das und was nicht?
13:22Wenn Nervenzellen aktiv werden, dann brauchen sie Sauerstoff.
13:25Und diesen Sauerstoff bekommen sie aus dem Blut.
13:28Es gibt ein interessantes Phänomen und das ist, dass sich die magnetischen Eigenschaften des Blutes ändern,
13:33je nachdem, ob es Sauerstoff bindet oder nicht.
13:35Und wenn Sauerstoff gebunden ist, dann ist es nicht magnetisch.
13:39Und wenn der Sauerstoff abgegeben wurde, dann wird das Blut magnetisch.
13:43Und das können wir mit dem Kernspintomografen messen.
13:45Das heißt, wir können nicht einzelne Nervenzellen direkt messen.
13:49Das würden wir uns wünschen, aber das geht leider nicht.
13:52Und stattdessen müssen wir quasi die Spuren messen, die die Hirnaktivität im Blut hinterlässt.
14:01Das ist dann in etwa so wie eine Großstadt aus dem Flugzeug anzuschauen.
14:04Da sehen wir auch nicht die Nummernschilder der Autos, die unten rumfahren.
14:08Aber wie gut lässt sich mit so einer Gehirnvermessung überhaupt Abstraktes und Individuelles wie Gedanken lesen?
14:19Früher hat man lange Zeit geglaubt, dass unsere Gedankenwelten und unsere Hirnprozesse fundamental voneinander verschieden sind.
14:28In der modernen Hirnforschung hat man eins gezeigt und das ist, dass unsere Gedanken eins zu eins mit Hirnprozessen zusammenhängen.
14:37Man kann sich das vereinfacht gesagt so vorstellen wie auf einer CD.
14:42Auf einer CD sind die Musikstücke in den Rillenmustern kodiert auf der Oberfläche.
14:49Ein Musikstück hat ein Rillenmuster, ein anderes Musikstück hat ein anderes Rillenmuster.
14:54Und wenn man das jetzt in einen CD-Player reintut, dann wird es ausgelesen und das Musikstück wird wiedergegeben.
15:05Das klingt auf den ersten Blick bestechend einfach. Dann bräuchten wir ja nur noch den CD-Player fürs Gehirn, der
15:11unsere Gedanken so ausliest wie die Rillen auf der CD.
15:16Das ist genau das Problem. Bei einer CD wissen wir genau wie die Musik auf der Oberfläche kodiert ist.
15:23Denn wir Menschen haben CD-Spieler erfunden und wissen genau wie die Musik verschlüsselt ist.
15:28Beim Gehirn ist es ganz anders. Bis heute versteht niemand genau die Sprache des Gehirns.
15:35Und deswegen können wir auch keine Gedanken lesen, wie können sie mit Hilfe von Computerverfahren dechiffrieren.
15:43So ähnlich wie man einen Code knackt. Von einer Entschlüsselung der vollständigen Sprache des Gehirns sind wir heute noch sehr
15:51weit entfernt.
15:52Ein Beispiel. Stellt euch vor, ihr seid da drin und denkt an einen Hund.
15:57Der Hirnscanner misst an jeder Stelle eures Gehirns die Sauerstoffversorgung.
16:01Das Ergebnis ist, stark vereinfacht gesehen, so ein Muster. Wie eine Hieroglyphe, deren Bedeutung wir nicht kennen.
16:09Auch wenn wir die Sprache des Gehirns heute noch nicht im Detail verstehen, wissen wir doch einiges darüber, wie Gedanken
16:15im Gehirn kodiert sind.
16:16Es gibt dabei zwei wesentliche Prinzipien. Das erste Prinzip ist das Prinzip der Karte.
16:24Da wird eine andere Stelle im Gehirn aktiv, je nachdem welchen Gedanken wir gerade haben.
16:29Zum Beispiel gibt es eine Körperkarte. Wenn ich an der Hand oder am Fuß berührt werde, wird jeweils eine andere
16:37Stelle auf der Hirnoberfläche aktiv.
16:40Bei anderen, komplexeren Gedanken ist es anders. Da sind immer mehrere Stellen daran beteiligt, den Gedanken zu kodieren.
16:49Nehmen wir das Beispiel mit Hund, Katze, Maus. Bei der Maus wird dann die erste und die dritte Stelle im
16:55Gehirn aktiv, bei der Katze die zweite und die vierte und beim Hund die erste und die vierte Stelle im
17:01Gehirn aktiv.
17:02Das heißt, es sind die Kombinationen der Stellen im Gehirn, die aktiv werden, die kodieren, um welchen Gedanken es sich
17:08handelt.
17:11Könnten das die ersten Seiten eines neuen Wörterbuchs sein? Zum Beispiel Deutsch, Französisch, Hirnsprache?
17:23Eher noch nicht. Unser Gehirn ist um einiges komplexer und raffinierter.
17:30Ein großes Problem, das wir haben, ist, dass die Gehirne verschiedener Personen so unterschiedlich sind.
17:37Und wenn wir zwei verschiedene Menschen haben, die an Hund, Katze oder Maus denken, sind diese Gedanken in den Gehirnen
17:45sehr unterschiedlich abgelegt.
17:48Das heißt, jedes Gehirn hat seine individuelle Sprache.
17:53Und wir müssen erstmal mühsam lernen, wie die Sprache dieses individuellen Gehirns aussieht.
18:00So schnell wird es also nichts mit einem universalen Wörterbuch für die Sprache aller Gehirne.
18:05Und selbst eine individuelle Übersetzungstabelle für nur ein Gehirn ist unwahrscheinlich, denn jedes Gehirn verändert sich.
18:13Nach 10, 20 Jahren kann der Gedanke an denselben Gegenstand ganz anders kodiert sein.
18:19Mal abgesehen davon, dass der Hirnscanner das nur aus einer Art Vogelperspektive erfasst.
18:24Denn er misst eben nur Spuren der Hirnaktivität im Blut und nicht die einzelnen Nervenzellen.
18:30Man müsste schon ganz anders ans Gehirn, so wie es Elon Musk mit seiner Firma Neuralink im Sommer 2020 live
18:37präsentierte.
18:38Ins Gehirn dieses Schweins wurden mehr als 1000 Elektroden implantiert, sodass sich seine Hirnaktivität beim Schnüffeln direkt messen lässt.
18:47Die Zulassung, so eine Art Chip bei Menschen zu implantieren, steht allerdings noch aus.
18:51Wäre das der Durchbruch fürs Gedankenlesen?
18:55Klingt ja erstmal logisch, näher an die Nervenzellen zu kommen und dadurch mehr Daten und genauere Messungen zu erhalten.
19:02Es gibt eine Vielzahl an Gedanken und Gefühlskombinationen, Konstellationen in unterschiedlichen Settings, Kontexten etc.
19:12Und selbst bei hochpotenten Maschinen wird es da schwierig sein, all das abzubilden und all das zu erlernen.
19:20Jedes Mal, wenn jemand zu mir kommt und sagt, ich habe eine künstliche Intelligenz, die Emotionen lesen kann, endet es
19:27damit, dass die Leute Beobachtung mit Schlussfolgerung verwechseln.
19:30Und deshalb kennen wir die Antwort nicht.
19:35Auch wenn Gedankenlesen in Science-Fiction-Filmen grandios funktioniert, mit echter Wissenschaft hat das nicht so viel zu tun.
19:42Dennoch, es reizt uns, das Gedankenlesen.
19:50Die Frage ist ja nur, ob wir das wirklich wollen, dass jemand unsere Gedanken lesen kann.
19:54Wobei das nicht die erste Technologie wäre, die lange als Science-Fiction galt und dann Realität wurde.
20:00Und mit Strom lässt sich ja jetzt schon so einiges in unserem Leben steuern.
20:04Der Herzschrittmacher zum Beispiel ist nichts anderes als ein elektrischer Taktgeber, um das Herz im richtigen Rhythmus zu halten.
20:12Und wenn das Herz plötzlich aus dem Takt gerät, kann so ein Defibrillator tatsächlich Leben retten.
20:19Atemnot, Bewusstlosigkeit, fehlender Puls oder Herzrasen können etwa auf ein Kammerflimmern hinweisen.
20:26In so einem Fall zuerst den Notarzt rufen, dann mit der Herzdruckmassage beginnen.
20:32Danach kommt der Defi zum Einsatz.
20:34Dazu werden zwei Elektroden rechts und links vom Herzen angebracht.
20:46Beachten Sie die Bilder auf den Klebeelektroden.
20:57Der Defibrillator analysiert automatisch zuerst den Herzrhythmus.
21:01Nur wenn nötig, wird der Schock ausgelöst.
21:04Wichtig, während der Schockabgabe darf der Patient auf keinen Fall angefasst werden, um nicht selbst den Elektroschock abzubekommen.
21:13Ein Stromstoß mit mehreren tausend Volt Spannung. Etwa 30 mal stärker als ein Schlag vom Elektrozaun.
21:21Das Herz zieht sich zusammen und im Idealfall bringt dieser Reset es wieder in den richtigen Takt.
21:26Führen Sie die Herzdruckmassage im Takt durch.
21:30Moderne Defibrillatoren sind so konzipiert, dass sie auch ohne medizinische Ausbildung sicher angewendet werden können.
21:36Also keine Angst vor Bedienfehlern.
21:38Strom bringt aber nicht nur unseren Körper in Bewegung, unser ganzes Leben wäre ohne Strom nicht denkbar.
21:45Aber gibt es eigentlich die perfekte Energie, umweltfreundlich, günstig und im Überfluss vorhanden?
21:52Im Grunde genommen sind 94 Prozent der Energie, die wir auf der Erde nutzen, ist letzten Endes Sonnenenergie.
22:01Wenn die Sonne scheint, verdunstet das Wasser der Meere, steigt auf, regnet ab und landet weiter oben in Flüssen und
22:07Seen.
22:07Fließt das Wasser ins Tal, kann man seine Bewegungsenergie nutzen.
22:13Die meisten Energieformen haben irgendwie mit der Sonne zu tun.
22:18Auch die fossilen Energien sind letztendlich umgewandelte Sonnenenergie.
22:23Die Energie im Getreide. Und ja, sogar die Energie, die in diesen Croissants steckt.
22:32Diese Nahrung, die wir aufnehmen, stammt von den Pflanzen, die möglicherweise Tiere ernährt haben.
22:38Und wir essen Pflanzen und Tiere. Und woher stammt diese Nahrung? Letztendlich aus dem Licht der Sonne.
22:46Wenn demnach so ziemlich alles an Energie von der Sonne kommt, könnte man nicht genau da ansetzen, bei der Sonne?
22:53Die Leistung, die auf die Erde fällt, auf der sonnenbeschienenen Seite, ist 10.000 Mal größer als die Leistung, die
22:59die Menschheit konsumiert.
23:01Wir erhalten also in jeder Sekunde eine immense Menge an Energie von der Sonne.
23:06In anderen Worten, wenn wir nur einen Bruchteil der Sonnenenergie in für uns nützliche Energie umwandeln könnten,
23:13würden sich alle unsere Energieprobleme in Luft auflösen.
23:18Wir haben eigentlich eine unendliche Menge an Direktenergie, die uns freiheraus geliefert wird.
23:24Und da liegt dann eben die Frage sehr nahe, wie kann man diese Energie eben viel direkter nutzen.
23:30Die Sonne an so zapfen hat mit ihm begonnen. Edmond Becquerel.
23:35Inspiriert von den Pflanzen, die Sonnenenergie in Zucker speichern, baute er eine Vorrichtung, mit der Sonnenlicht zu Strom umgewandelt wird.
23:42Das war die erste Photovoltaikanlage, knapp 60 Jahre bevor sein Sohn Henri die Radioaktivität entdeckte.
23:50Und so wird heute die Sonnenenergie eingefangen, mit Halbleitern.
23:55Welche Rolle Solarenergie spielen wird, hängt auch von neuen Materialien ab, den Perovskiten.
24:01Die lassen sich zu extrem dünnen Schichten verarbeiten, dünner als ein menschliches Haar.
24:05Und wandeln Sonnenlicht besonders effizient in Strom um.
24:10Ich habe hier mal was vorbereitet.
24:13Also hier haben wir jetzt mal eine Scheibe Roggenbrot.
24:14Und wenn wir jetzt einfach mal annehmen, das ist unsere Silizium-Solarzelle.
24:17Damit können wir jetzt vielleicht so bei kommerziellen Zellen nur 20 Prozent des Sonnenlichts real umwandeln.
24:23Alles andere als perfekt also.
24:25Das sei jetzt mal ein Glassubstrat und auf das würden wir jetzt auch wieder eine Schicht aufbringen, die ist dann
24:31sehr, sehr, sehr, sehr dünn.
24:32Also am besten so wenig Butter wie möglich.
24:35Und das wird jetzt einfach mal oder wollte ich heute einfach mal mit ein bisschen Marmelade verdeutlichen, die wir jetzt
24:43auch, so wie wir Perovskite auch prozessieren können, einfach mal direkt auf dieses Glassubstrat mit der Kontaktschicht drauf schmieren.
24:50Wir brauchen also nur etwa ein Mikrometer Schicht, um genauso viel Licht im Endeffekt absorbieren zu können wie mit einer
24:59dicken Schicht Brot.
25:00Also alles eine Frage des Brots?
25:02So und das Interessante ist jetzt aber nicht, dass man jetzt die Frage stellt, möchtest du ein Roggenbrot oder möchtest
25:08du ein Marmeladenbrot, sondern dass man die miteinander verbindet.
25:12In der oberen Schicht wird dann eben das kürzerwellige, hochenergetische blaue Licht eher absorbiert und das Licht, was in der
25:22oberen Schicht nicht absorbiert wird, wird dann eben in der unteren Siliziumschicht umgewandelt.
25:27Und im Tandem, in der Verbindung, können dann diese Solarzellen viel, viel mehr Sonnenlicht in Strom umwandeln, nämlich wahrscheinlich viel
25:34mehr als 30 Prozent, vielleicht auch in Richtung 40 Prozent.
25:36Und das macht es dann technologisch dann sehr interessant.
25:40Sind wir also kurz davor, das Tor zur perfekten Energie aufzustoßen?
25:44Die Sonne steht gerade im Winter relativ schräg, die muss durch eine große Menge Atmosphäre vorher durch.
25:50Außerdem leuchtet die Sonne im Winter nur weniger Stunden, also gerade wenn man nach Norwegen oder so geht, teilweise monatelang
25:57gar nicht.
25:58Hm, in einer Stadt wie Berlin lassen sich aus dem Sonnenlicht über das ganze Jahr verteilt gerade mal 130 Watt
26:05pro Quadratmeter gewinnen.
26:07Zur Mittagsstunde bei praller Sonne rund ein Kilowatt. Das reicht nicht mal für einen handelsüblichen Wasserkocher.
26:14Der braucht doppelt so viel Leistung, um Wasser zum Kochen zu bringen.
26:19Die Sonne liefert zwar so eine Art perfekte Energie, dauerhaft verfügbar, sauber und davon enorm viel, sie aber so richtig
26:27einzufangen, das gelingt uns bisher nicht.
26:31Ein Alltag ohne Strom ist für die meisten von uns undenkbar. Und der Stromverbrauch steigt und steigt.
26:37Vor allem der Einsatz von künstlicher Intelligenz treibt den Stromverbrauch in die Höhe. Warum?
26:43Jede einzelne Anfrage löst eine Lawine an Rechenschritten aus.
26:47Hat das KI-Modell die Anfrage analysiert, verarbeitet das System sie über Milliarden Verbindungen, ähnlich wie Nervenzellen im Gehirn.
26:55Daraus berechnet es dann, welche Antwort mit hoher Wahrscheinlichkeit passen könnte.
27:00Aber nicht nur der Stromverbrauch, auch die Art, wie wir Strom erzeugen, ändert sich.
27:05Wind und Sonne werden immer wichtiger. Und dieser Umbau stellt unser Stromnetz vor ganz neue Herausforderungen.
27:13Mein Kollege Matthias Terthild hat sich das mal genauer angeschaut.
27:17So sah fast die ganze Zeit unsere Stromversorgung aus. Ein Kraftwerk, eine Leitung und die Verbraucher, also wir in unseren
27:24Häusern.
27:25Und je nachdem, wie viel gebraucht wird, wird halt auch produziert.
27:28Wenn die Leute abends alle eine Serie streamen, dann fährt man halt das Kraftwerk ein bisschen hoch.
27:32Das hat gut funktioniert. Und jetzt schmeißen wir das quasi über einen Haufen.
27:36Denn mittlerweile sieht es so aus.
27:38Statt ein paar Kohlekraftwerken haben wir jetzt hier sehr, sehr viele Windkrafträder.
27:43Und die stehen über ganz Deutschland verteilt.
27:45Und wer denkt, es stehen ja schon viele Windkrafträder, dann schauen wir mal an, wo wir stehen.
27:502005 hat Windkraft vier Prozent an Strom ausgemacht.
27:54Und dann wird es mit der Zeit immer mehr. Und 2024 waren es schon 32 Prozent.
28:00So kommt jetzt schon der meiste Strom in Deutschland aus der Windkraft und ist auch bereits mehrheitlich erneuerbar.
28:05Denn wir haben ja auch noch die Solaranlagen auf dem Dach oder auf dem Feld und die ganzen Balkonkraftwerke.
28:10Und so geht es ja weiter. Denn das Ziel ist ja, dass es in Zukunft vollständig erneuerbar sein soll.
28:16Und das allermeiste eben aus Wind- und Solarkont. Das heißt, es kommen zwangsläufig noch einige Windkrafträder und Solaranlagen zu.
28:24Das klingt ja erstmal einfach. Fossile gegen emissionsfreie Energien austauschen.
28:29Aber das birgt einige Herausforderungen.
28:31Denn erstens ist jede unserer kleinen Anlagen nun quasi ein einzelner Erzeuger und ist auch an das Stromnetz angeschlossen.
28:38Wir sprechen dann nicht mehr von einem zentralen Stromsystem mit ein paar wenigen Stromquellen, die uns zentral versorgt haben,
28:45sondern von einem dezentralen Stromsystem, das dezentral gesteuert werden muss.
28:50Wo es vorher also simpel war, Überblick und Kontrolle zu behalten, wer wann was wo produziert, ist es jetzt mittlerweile
28:57viel, viel komplexer geworden.
28:59Kann man das jetzt noch kontrollieren?
29:01Viele haben ja schon heute Angst, dass die Rechnung nicht aufgeht, also dass der Strom ausfallen könnte.
29:06Und diese Sorge wird ja jetzt auch ständig geäußert. Dabei ist da noch gar nicht die Herausforderung 2 berücksichtigt,
29:12nämlich wie sich der Strombedarf in Deutschland entwickelt.
29:15Und zwar durch den Umstieg auf E-Autos, Wärmepumpen und weitere elektronische Geräte.
29:21Schauen wir jetzt mal hier drauf. Aktuell verbrauchen wir 465 Terawattstunden Strom.
29:26Und so geht es weiter. Es steigt und steigt.
29:302045 dann, da sind wir schon bei schätzungsweise 1000 Terawattstunden. Also mehr als das Doppelte.
29:38Die dritte Herausforderung ist, Windkrafträder und Solaranlagen erzeugen ja nicht wie vorher kontinuierlich das, was man an Strom braucht,
29:44sondern es hängt von Wind und Wetter ab. Also von Sonnenstunden, Sonnenstand, Windgeschwindigkeit, Bewölkung und so weiter.
29:50Nun will man aber die komplexe Stromversorgung so sicher haben wie zuvor.
29:53Und das ist die radikale Veränderung, die wir jetzt mal vereinfacht herunterbrechen wollen.
29:57Vorher, wenn der Stromverbrauch gestiegen ist, also die Nachfrage nach Strom,
30:01konnte man im Kohlekraftwerk quasi einfach mehr Kohle reinschmeißen,
30:04hat also aufgedreht und das Angebot an Strom hochgefahren.
30:07Und das Neue mit der Energiewende ist jetzt, dass zwar Wind und Solar bei weniger Verbrauch auch mal abgeschaltet werden
30:13können,
30:14aber bei mehr Verbrauch nicht einfach hochgefahren werden können, wenn dafür gerade keine Sonne und kein Wind da ist.
30:18Damit Angebot und Nachfrage von Strom gleichauf sind, braucht es also noch andere Lösungen, zu denen wir jetzt gleich kommen.
30:24Und es ist zwar schlecht, wenn wir weniger Strom haben, als wir brauchen, aber es ist auch genauso schlecht, wenn
30:29wir zu viel haben.
30:30Das packt unser Netz nämlich auch nicht. Einfach nur mehr Anlagen ist also auch nicht die alleinige Lösung.
30:35Extrem vereinfacht würde man sagen, bei zu wenig Strom geht bei dir das Licht aus.
30:40Schlecht? Bei zu viel Strom fliegt aber ebenfalls die Sicherung raus.
30:43Und nicht nur bei dir, sondern in der Straße, im Stadtviertel, irgendwo im Umspannwerk.
30:47Ebenfalls schlecht. Das Stromnetz ist eben doch sehr sensibel.
30:52Wie anfällig das System ist, merken wir immer wieder.
30:57Stromausfall.
30:58Wie im April 2025. In Spanien und Portugal fallen Ampeln, Züge und Mobilfunknetze aus.
31:04Millionen von Menschen waren bis zu 18 Stunden ohne Strom.
31:08Der Blackout begann mit einem plötzlichen Leistungsabfall.
31:11Im Netz fielten mit einem Mal 15 Gigawatt Strom, ungefähr 60 Prozent des üblichen Verbrauchs.
31:18Dieser massive Leistungseinbruch dauerte zwar nur wenige Sekunden, brachte aber das empfindliche Zusammenspiel zwischen Erzeugung, Verteilung und Abnahme aus dem
31:27Gleichgewicht.
31:27Das Netz brach zusammen und konnte erst Stück für Stück wieder hochgefahren werden.
31:32Die gute Nachricht, so ein langer Ausfall ist ungewöhnlich.
31:36Hier bei uns gab es das noch nie.
31:38Durchschnittlich 13 Minuten pro Jahr waren Haushalte in den vergangenen Jahren in Deutschland unfreiwillig ohne Strom.
31:44Lebenswichtige Bereiche müssen aber in der Lage sein, Ausfälle zu überbrücken.
31:50Die Notstromaggregate deutscher Kliniken müssen 24 Stunden schaffen. Beruhigend, denn ohne Strom geht nichts.
31:58Bleibt daher ganz grundsätzlich die Frage, gibt es die perfekte Energie?
32:05Kann es sein, dass wir einfach den Wald vor lauter Bäumen nicht gesehen haben?
32:09Denn was wäre, wenn die perfekte Energie gar nicht von der Sonne kommt, sondern in der Sonne steckt?
32:15Habt ihr euch jemals gefragt, warum die Sonne überhaupt scheint?
32:19Also man hat in der Vergangenheit tatsächlich einmal gedacht, dass die Sonne ein großer Kohleofen ist, der da brennt.
32:24Und dass die Kohle aus Meteoriten stammen würde, die ständig auf die Sonne einschlagen würden.
32:29Und die beiden Forscher Hermann von Helmholtz und Lord Kelvin behaupteten 1884, die Sonne wäre ein heißer Gasball, der durch
32:37langsames Zusammenziehen Energie erzeuge.
32:40Nur zeigten Berechnungen, dass die Sonne auf diese Weise nur 30 Millionen Jahre leuchten könnte, dabei doch aber mindestens 4
32:47,5 Milliarden Jahre alt ist.
32:49Bis man zu dem Schluss gekommen ist, das muss irgendein anderer Mechanismus sein.
32:52Mittlerweile wissen wir, die Energie der Sterne, die Energie der Sonne, die Kernfusion ist die Mutter aller Energien.
33:00Und das haben wir diesem Herrn zu verdanken, dem Physiker Hans Beete, der das in den 1930er Jahren herausfand.
33:07Nur, wie wird daraus Energie?
33:11Wasserstoff besteht aus einem einzelnen positiv geladenen Teilchen, wir nennen das Proton.
33:15Wenn ich jetzt zwei dieser Teilchen zusammenbringen will, dann habe ich das Problem, die stoßen sich gegenseitig ab.
33:20Ich muss die mit Wucht aufeinander schießen, dann kann eine neue Kraft, die sogenannte starke Kernkraft, zuschlagen und kettet diese
33:28beiden Atome aneinander.
33:29Und ich bilde ein neues Atom.
33:31Und ab und zu, ganz selten, passiert dann Folgendes.
33:34Während dieser Verschmelzung verwandelt sich eins dieser beiden Teilchen in ein anderes Teilchen, ein sogenanntes Neutron.
33:40Und das ist ein stabiles neues Atom. Und dabei wird Energie frei. Das passiert aber nur sehr, sehr selten.
33:48Und genau so eine Startreaktion für die Kernfusion brauchen wir noch.
33:53Wir haben auf der Erde, wenn wir das nutzen wollen, aber nicht die Zeit.
33:56Wir haben weder die Zeit noch können wir es genügend oft probieren, weil wir nicht so groß sind wie die
34:01Sonne.
34:01Wir müssen einen anderen Weg finden, so eine Kernfusion auf der Erde hinzukriegen, um damit Energie zu produzieren.
34:08Und wenn wir das irgendwann wirklich schaffen, dann lösen wir noch ein anderes Problem, das unsere bisherige Energiewirtschaft schließlich auch
34:15hat.
34:20Eine große Energiemenge zu besitzen, bedeutet auch, viel Materie abzubauen und einen großen Einfluss auf die Umwelt zu haben. Das
34:28ist unstrittig.
34:30Dieser Dreiklang aus Materie, Energie und Umwelt ist extrem wichtig.
34:35Man muss sich vergegenwärtigen, dass man keine saubere Energie erzeugen kann, ohne dass es anderswo Auswirkungen geben wird.
34:43Bei der Fusion sollen die möglichst gering ausfallen.
34:46Wasserstoff, den wir größtenteils in den Meeren finden, Energie ohne Abgase, ohne langlebigen Atommüll und in ausreichender Menge.
34:55Wenn man davon ausgeht, wie hoch die Energiedichte ist, wenn man davon ausgeht, wie die Ressourcen verfügbar sind und was
35:03für Chancen dahinter stehen, würde ich sagen, es ist ziemlich genau die perfekte Energie.
35:08In Südfrankreich wird gerade ein riesiger Versuchsreaktor gebaut, ITER. Er soll die Sonne auf Erden werden.
35:15Nur wäre die Sonne kaum die Sonne, wenn man sie einfach so kopieren könnte?
35:26Das Problem, was ich angesprochen hatte, ich muss diese beiden Teilchen mit hoher Wucht zusammenschießen.
35:31In der Physik bedeutet hohe Wucht eine hohe kinetische Energie.
35:35Und hohe kinetische Energie von vielen Teilchen, das kennen wir, das nennen wir Temperatur.
35:39Im Inneren des ITER-Reaktors müssen Temperaturen von 150 Millionen Grad erreicht werden.
35:46Nach einem Energiesparprogramm klingt das nicht. So heiß ist es nicht einmal in der Sonne selbst.
35:52Aber nur so entsteht hier auf der Erde eine Teilchensuppe, ein Plasma, das für die Kernfusion notwendig ist.
35:59Wenn ich das Plasma zusammenschließe, dann habe ich mir einen Donut gebaut und der hat in der Mitte ein Loch.
36:05Und dieses Loch, das ist tatsächlich ein Vorteil. Ich kann hier in der Mitte eine Spule reinsetzen, die dann außenrum
36:11ein Magnetfeld erzeugt.
36:12Und dieses Magnetfeld sorgt dafür, dass mein Plasma hier drin gefangen bleibt.
36:16Und der Strom, der in diesem Plasma fließt, elektrischer Strom, der muss immer im Kreis fliegen.
36:21Und bei dem System, das wir in Frankreich bauen, bei dem Fusionsreaktor ITER beispielsweise, sollen am Schluss bis zu 25
36:28Millionen Ampere in diesem Donut fließen als elektrischer Strom, den ich mir dann nutzbar machen kann.
36:47Ein anderer Weg ist, wenn ich ein Plasma nehme und es sehr stark zusammendrücke, sehr stark komprimiere, dann werden die
36:55Abstände zwischen den Atomen sehr klein.
36:57Und wenn die Temperatur trotzdem hoch ist, gibt es in sehr kurzer Zeit ganz viele Fusionsreaktionen.
37:03Und dann habe ich bereits genügend Reaktionen da drin, um mehr Energie herauszuholen, wie ich vorher reingesteckt habe.
37:08Das ist der springende Punkt. Um an neue Energie zu gelangen, müssen wir erst mal selbst Energie aufbringen.
37:15Die Kunst ist, ich habe den Brennstoff in einer kleinen Kapsel und ich muss ihn jetzt ins Zentrum zusammendrücken.
37:22Und davon muss ich von allen Seiten von außen sehr symmetrisch auf diese Kapsel drücken.
37:27Das Problem ist, überall dort, wenn ich irgendwo nicht genau drücken kann, wie hier mit meinen Fingern, da ist immer
37:31eine Lücke zwischen den Fingern.
37:33Und wenn ich jetzt anfange, diesen Körper zu drücken, dann sieht man überall da, wo meine Finger nicht sind, versucht
37:38dieser Treibstoff zu entkommen.
37:45Es gab ja diesen Witz, dass die Kernfusion 30 Jahre lang braucht und das zu jedem Zeitpunkt, wenn man fragt.
37:52Das ist inzwischen alles nicht mehr richtig. Wir haben gerade in den letzten Jahrzehnten gewaltige Fortschritte gemacht, hauptsächlich erstmal in
38:00dem Verstehen von diesem Experiment.
38:02Also Butter bei die Fische. Wie lange noch, bis der Fusionsstrom aus der Steckdose kommt?
38:07Die Kernfusion scheint wirklich eine perfekte Energiequelle zu sein. Mit der Einschränkung, dass es extrem schwierig ist, diese Fusionsreaktionen zu
38:15zünden und extrem schwierig, sie zu kontrollieren.
38:20Die Fusion als Energieträger sehe ich eher für die Jahre um 2100. Keinesfalls früher.
38:28Wie es aussieht, haben wir die perfekte Energie gefunden, aber sie scheint noch zu weit weg, um jetzt unsere Energieprobleme
38:34zu lösen.
38:36Wir haben ein wenig ausgeblendet, dass Energie etwas Wertvolles ist und haben sie vielleicht zu ausgiebig genutzt.
38:43Jetzt stellen wir fest, dass wir unsere Energienutzung überdenken müssen.
38:49Der wissenschaftlich-technische Fortschritt wird uns ganz sicher helfen. Aber wir können uns nicht darauf ausruhen.
38:55Wir müssen daran denken, unseren Einfluss auf den gesamten Planeten herunterzufahren.
39:03Wie weit werden wir zurückschrauben müssen? Der Durst nach fossiler Energie wird sich nicht ewig stillen lassen.
39:11Das bedeutet nicht, dass wir zurück in die Steinzeit müssen. Das bedeutet nur, dass wir Verschwendung vermeiden, effizienter sind,
39:17nur die wirklich nützlichen Dinge tun und das behalten, was die Lebensqualität in unseren Ländern ausmacht.
39:23Die Menschheit kann ohne Probleme ihren gesamten Energiebedarf aus erneuerbaren Energiequellen decken.
39:31Wir haben es in der Hand. Ob es uns wirklich gelingt, die Sonne auf die Erde zu holen, wird sich
39:36zeigen.
39:36Noch müssen wir mit dem auskommen, was das System Erde uns gibt.
39:42Und da sind wir wieder bei Energie aus Sonne und Wind.
39:45Nur, die liefern ja nicht kontinuierlich Strom. Stichwort Dunkelflaute.
39:50Also, wenn im Extremfall mehrere Tage kein Wind weht und die Sonne nicht scheint.
39:54Denn im Frühling und Sommer gibt es tendenziell viel Sonne und wenig Wind.
39:58Im Herbst und Winter ist es häufig umgekehrt.
40:02Insgesamt aber gleicht sich das über das Jahr gesehen oftmals aus.
40:06Trotzdem kann es durchaus vorkommen, dass an manchen Tagen zu wenig Strom erzeugt wird.
40:11Deshalb muss er an guten Tagen vorproduziert werden.
40:14Schon jetzt haben etliche Privathaushalte Akkus im Keller, um selbstgewonnenen Strom,
40:19zum Beispiel aus der eigenen Dachsolaranlage, zu speichern.
40:23Und immer mehr Hausbesitzer setzen auf solche kleinen Batterien im Keller.
40:27Die Netzbetreiber in Deutschland gehen davon aus, dass wir im Jahr 2045 grob geschätzt
40:33150 Gigawattstunden darin speichern können.
40:36Das klingt vielleicht viel, nur wie lange reicht das?
40:40Im Extremfall gäbe es ja überhaupt keine Sonne und keinen Wind.
40:43Und wir lassen auch mal andere Kraftwerke außen vor.
40:45Unser Strombedarf ist wie gesagt 2045 ganz grob bei 1000 Terawattstunden im Jahr.
40:51Dann halten diese Batterien im Schnitt eine Stunde und 20 Minuten.
40:55Kurze Schwankungen kann man damit super ausgleichen, aber auf keinen Fall einen ganzen Tag oder gar ein, zwei Wochen.
41:01Es gibt hier aber in Deutschland auch noch ein paar große gewerbliche Batteriespeicher,
41:04zum Beispiel solche hier. Die könnten bis 2045 so 30 Gigawattstunden speichern.
41:10Damit halten wir dann nochmal ein paar Minuten länger durch.
41:12Jetzt denken manche noch einen Schritt weiter, nämlich was ist denn mit den ganzen E-Autos in Deutschland?
41:17Wenn die am Netz hängen, dann kann man die doch im Prinzip auch benutzen wie eine Batterie.
41:20Also man lädt die auf und bei Bedarf entlädt man die auch wieder.
41:24Ja das stimmt. Die sind sogar, wenn man zusammenrechnet, ein ziemlich großer Stromspeicher.
41:28Allerdings waren die Experten, mit denen wir gesprochen haben, teils schon sehr skeptisch, ob sich das durchsetzt.
41:34Unter anderem, weil die Batterien schon mit der Zeit sich abnutzen.
41:37Wenn die andauernd voll und wieder leer gemacht werden, ist die Frage, ob Autobesitzer das wirklich so gerne mitmachen.
41:43Deswegen klammern wir die hier in unserer Rechnung erstmal aus.
41:45Aber wir haben noch mehr Auflager, zum Beispiel Pumpspeicherkraftwerke.
41:49Wenn Strom da ist, pumpen wir Wasser von einem niedrigen Becken in ein hohes Becken.
41:53Und wenn wir Strom brauchen, lassen wir es zurückfließen und das treibt dann eine Turbine an.
41:57Die gibt es in Deutschland schon lange und die können auch schnell Strom liefern, wenn es denn sein muss.
42:02Mit denen können wir nochmal 20 Minuten überbrücken.
42:05Das Problem hier, die zu bauen ist aufwändig und man muss stark in die Landschaft eingreifen.
42:09Deswegen ist auch hier nicht mehr so viel Luft nach oben.
42:12Hm, jetzt sind wir bei einer Stunde, 55 Minuten.
42:17Nicht so besonders viel, klar.
42:18Wir haben jetzt aber auch den absoluten Extremfall gerechnet.
42:21Absolut kein Kraftwerk läuft, wir können nichts importieren.
42:24In der Praxis würden die Speicher schon ein bisschen länger halten.
42:26Aber für mehrere Tage oder ein, zwei Wochen, da reicht das nie im Leben.
42:31Und deswegen kommt jetzt etwas ins Spiel, von dem ihr vielleicht schon öfter gehört habt, nämlich Wasserstoff.
42:36Das Konzept ist total einfach, wir schließen Strom an Wasser an.
42:39Das zerlegt sich in Sauerstoff und Wasserstoff und den Wasserstoff lagern wir ein.
42:44Und wenn wir Strom brauchen, lassen wir den Wasserstoff wieder mit Sauerstoff reagieren und dabei entsteht Energie.
42:50Das Ganze hat einen großen Nachteil. Bei der Umwandlung geht relativ viel Energie verloren.
42:55Da sind Batterien und Pumpspeicher klar besser.
42:57Aber Wasserstoff hat auch einen großen Vorteil.
42:59Wir können nämlich sehr, sehr viel davon speichern.
43:01Die Bundesregierung plant langfristig mit Speichern für bis zu 100 Terawattstunden.
43:07Nehmen wir mal an, bei der Umwandlung in Strom gehen 40 Prozent verloren.
43:11Dann würde unser Speicher jetzt rechnerisch für rund 22 Tage reichen.
43:15Zugegeben, nicht der ganze Wasserstoff ist zum Strom erzeugen gedacht, der wird dann noch für was anderes gebraucht.
43:20Aber damit kämen wir durch jede Dunkelflaute.
43:24Wir brauchen also zwei Arten von Speichern. Die, die relativ schnell und relativ günstig Strom liefern, um kurze Schwankungen auszugleichen.
43:31Und die, die zwar ein bisschen schwerfälliger und teurer sind, aber dafür lange Zeit überbrücken können.
43:36Aber smarte Häuser, Wärmepumpen, Hochspannungsleitungen, Speicher, Gaskraftwerke.
43:42Hier steckt noch sehr, sehr viel Arbeit und politischer Wille drin.
43:45Denn gerade auch diese ganzen Wasserstoffspeicher müssen noch gebaut werden.
43:49Genauso wie die Anlagen, die Wasserstoff erzeugen und wieder in Strom zurückwandeln.
43:54Aber so könnte die Energiewende tatsächlich funktionieren.
43:57Und wir haben tatsächlich schon viel geschafft.
44:002024 kam über die Hälfte des Stroms aus erneuerbaren Energien.
44:04Dadurch haben wir unseren CO2-Ausstoß schon jetzt erheblich reduziert und es geht weiter voran.
44:10Wie genau? Darüber zerbrechen sich Forschende schon lange den Kopf.
44:13Und nutzen selbst für ihre Gedankenblitze, wie wir ja schon gesehen haben, elektrischen Strom.
44:19Denn zur Signalweiterleitung in die Nervenzellen dient das sogenannte Aktionspotenzial.
44:25Ein schönes Wort, wie ich finde.
44:27Und toll, dass wir alle dieses Aktionspotenzial täglich nutzen können.
44:32Machen Sie was draus und bleiben Sie neugierig.
44:34Bis zum nächsten Mal, hier bei Quarks.
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