Erhöht Kernenergie nicht das "Energieniveau" der Erde?

Das Energieniveau der Erde wird jeden Tag mit Sonnenlicht erhöht. Da ist das bisschen Kernenergie nebensächlich. Das Problem ist die eingeschränkte Abstrahlung von Infrarot in den Weltraum durch CO2.

szul schrieb am 17.08.2021 17:12:

Eine Frage zum Atomstrom:

Okay,
was die CO2-Bilanz angeht steht Atomstrom gut da,
aber wie sieht es mit dem Klima insgesamt aus?

Wenn wir Wind oder Sonne nutzen,
dann wandeln wir nur vorhandene Energie in Strom um.

Wenn wir Gas oder Kohle verbrennen
im weitesten Sinne ja auch,
nur dass diese Energie ja "gebunden" war.

Aber wie ist das mit Atomstrom/Kernenergie?

Führen wir bei der Nutzung von Atomstrom
nicht dem "Klimasystem Erde" Energie zu,
die eigentlich gar nicht* in diesem System vorhanden war?

Erhöhen wir dadurch nicht das Energieniveau der Erde,
und sorgen so auch ohne Treibhausgase
für eine Erwärmung des Systems?

Vielleicht aber ist dieser Effekt ja vernachlässigbar gering,
daher dachte ich, ich frage mal...

(* als Energie war sie nicht vorhanden, nur als Materie)

Ich denke, dass du "Energie" falsch verwendest.

In Kohlenstoff (C) ist keine Energie "gespeichert", die man freisetzen könnte. Es ist ein Atom, dass mit Sauerstoff (O) zu CO2 oxidiert. Bei diesem chemischen Vorgang wird Energie als Wärme frei. Schädlich ist aber nicht die Wärme, die z.T. ja wieder in elektrische Energie (Generator) oder kinetische Energie (Motor) umgewandelt wird. Oder in elektrische Energie und dann wieder in kinetische (E-Motor). Bei der Umwandlung fallen Verluste an, in der Regel als Wärmeenergie. Und beim Verbrauch wird die kinetische Energie auch wieder umgesetzt (und per Reibung wieder in Wärmeenergie verwandelt)....

Die Sonnenenergie wird von außen ins System eingespeist. Ein Teil wird gleich wieder reflektiert, ein Teil wird absorbiert. Und da kommt CO2 ins Spiel, welches Infrarotstrahlung im Bereich von 13-17um absorbiert, also in Wärme wandelt.

Atomenergie (starke Atomkraft) wird freigesetzt, wenn ein Atom gespalten wird. Das ist eine ganz andere Sorte Energie als die obigen. Als reine Strahlung wird sie nicht durch Wolken oder CO2 absorbiert.
Als Erhitzer einer Dampfturbine, wirkt sie nicht anders als ein Kohle- oder Gaskraftwerk. Wasser wird erhitz, eine Turbine erzeugt Strom. Es entsteht zudem Abwärme. Und sicher mehr als bei einer Gasturbine und ganz sicher mehr, als bei einem Windrad (welches auch Wärme durch Reibung erzeugt).

Ich denke nicht, dass durch die mit der Energieerzeugung einhergehen Erzeugung von Wärme ein Problem entsteht. dafür dürfte diese Wärmemenge viel zu gering sein im Verhältnis zu den Energiemengen, die per Sonnenstrahlung einfallen.

Im Prinzip schon. Aber es ist vernachlässigbar. Der gesamte Erdmantel ist ein radioaktiver Reaktor, sozusagen, dessen "Heizleistung" beträgt etwa 24 Terrawatt, entspricht also gut 24000 Akw's an elektrischer Leistung. Momentan laufen irgendwas um die 420 Akw's. Wie hier noch Wirkungsgrade zu berücksichtigen sind, kann ich aber nicht sagen...

Die Frage ist zwar etwas naiv gestellt, weil sie von fehlender Recherche zeugt, aber ich verstehe dennoch nicht warum man Dir rot gibt ohne daß wenigstens eine vernünftige Antwort darunter steht.

Die Sonne strahlt etwa 1.35 kW pro Quadratmeter Leistung auf die Erde ein. Die Erde ist in erster Näherung eine Kugel mit Radius r = 6370km = 6370000 m.

Die bestrahlte Fläche der der Sonne zugewandten Halbkugel kann man zwar mit einer vergleichsweise komplizierten Formel differentiell beschreiben, das muss man aber gar nicht, denn eine kreisförmige Scheibe mit gleichem Radius ist eine sehr gute Näherung. Das liegt daran, daß die Sonne etwa 150000000 km von uns entfernt ist, da macht der Erdradius (6370 km, s.o.) als Ungenauigkeit keinen wesentlichen Unterschied.

Auf eine Scheibe mit 6370 km Radius strahlt die Sonne P = 1.35 kW/m^2 * 3.14159 * 6370000^2 m^2 = 172092577415850 Watt ein. So genau ist die ganze Rechnung nicht, und die Strahlungsleistung schwankt mit der Zeit auch ein wenig, belassen wir es also bei P = 1.72 * 10^14 W.

Ein typischer Kernkraftwerksblock hat eine elektrische Leistung von etwa einem GW, also 10^9 W, bei einem Wirkungsgrad von ungefähr einem Drittel, d.h. also 3 GW thermisch (Abwärme + elektrische Leistung; letztere wird eher früher als später auch zu Abwärme, nachdem man irgendwas hoffentlich sinnvolles damit getan hat).

Man bräuchte also über 57000 KKW Blöcke, um die gleiche Leistung direkt auf der Erde zu erzeugen. Mit den existierenden mehreren Hundert Stück ist das daher eher wie der Versuch, einen See mit einem Tauchsieder zu heizen.

Die in den Weltraum abgestrahlte Leistung steigt proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur der strahlenden Fläche. Das bedeutet, auch kleine Temperaturanstiege führen zu schnell steigender Abstrahlleistung.

Solange man die Situation mit unvollständigen Modellen beschreibt, etwa weil man den Einfluss von Wolken und ihre Entstehung nicht korrekt simulieren kann ist noch sehr unklar, ob die beschriebene Katastrophe so jemals eintritt.

Zu viel CO2 und zu viele Kosten.