Umwelt, Klima, Erde, Universum

Kann man die Schwerkraft als Energiequelle nutzen?

22.11.2022
Kurz und knapp

In Zeiten der Energie- und Klimakrise sind wir stetig auf der Suche nach klimafreundlichen und nachhaltigen Quellen für Strom und Wärme. Wie die Gravitation dabei hilft, Energie zu erzeugen, hat Astroteilchenphysiker Andreas Haungs vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erklärt.

Diese Frage aus dem IdeenLauf wurde von unserem Partner Karlsruher Institut für Technologie beantwortet. Mehr Informationen zu den Partnern des Wissenschaftsjahres 2022 finden Sie hier.

Was ist Gravitation?

Als erstes müssen wir klären, was die Gravitation überhaupt ist. Als Gravitation beziehungsweise Schwerkraft bezeichnet man das Phänomen, dass sich Körper aufgrund ihrer Masse gegenseitig anziehen. Gravitation tritt zwischen allen Körpern auf, die eine Masse haben. Spürbar wird sie aber erst bei sehr schweren Objekten wie unserer Erde. Hier ist sie dafür verantwortlich, dass alle Objekte in Richtung Erdmittelpunkt gezogen werden.

 

Wasser fließt aufgrund der Gravitation

Die naheliegende Frage, ob die Gravitation als eine der vier Grundkräfte der Physik als Energiequelle genutzt werden kann, ist nicht neu. In der Tat nutzt der Mensch sie schon seit Jahrtausenden – und zwar in der Form von Wasserkraft. Dass das Wasser den Berg herunterfließt, geschieht nur aufgrund der allgegenwärtigen Gravitations-, also Anziehungs- oder Schwerkraft. Und so konnte es schon in der Frühzeit Mühlsteine antreiben und das Korn mahlen. Auch heute noch ist die Nutzung des Wassers die wichtigste Energiequelle auf Basis der Gravitation. Wasserkraftwerke ermöglichen es uns, diese zu nutzen, indem sie die potenzielle Energie des Wassers in mechanische beziehungsweise elektrische Energie umwandeln. Dies kann an Fließgewässern (den Berg hinunter) oder Stauseen (Wasserfall durch die Schwerkraft) erfolgen oder durch Gezeitenkraftwerke (Gravitation im System Erde-Mond) auf dem Meer. Zur Umwandlung werden heutzutage meist Turbinen eingesetzt.

 

Weiterführende Ideen

Andere Ideen zur Nutzung der Gravitation als Energiequelle werden seit langem verfolgt, sind aber trotz theoretischer Machbarkeit entweder technologisch und wirtschaftlich (noch) nicht umsetzbar oder nicht effizient genug. Eine dieser Ideen für eine wirtschaftlich genutzte Möglichkeit einer Energiespeicherung über den Weg der Schwerkraft ist zum Beispiel, dass man Teile der Erdkruste mit Überschussenergie hydraulisch anhebt. Bei Bedarf kann man die so gespeicherte Energie gravitativ wieder freisetzen. 

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