Energieeinheiten: Äpfel mit Birnen vergleichbar machen

Kilowatt, Joule und Kalorien – bei all den Masseinheiten schwirrt schnell der Kopf. Aber genau diese Einheiten kann man auf einen Nenner bringen und so miteinander vergleichen, wie das folgende Beispiel zeigt.

Zeit für das Znacht: Die Pizza wird im Backofen langsam knusprig und verströmt einen herrlichen Duft im ganzen Haus. Es dauert noch eine Weile, bis sie fertig ist. Während Mutter Angelika noch einen Salat zubereitet, hängt Vater Roland die frisch gewaschene Wäsche an den Ständer und füllt die Maschine gleich nochmals. Die Kinder Anna und Fynn decken schnell den Tisch und vertreiben sich anschliessend die Zeit mit geschäftigem Herumtippen auf ihren Smartphones. Für dieses gewöhnliche Treiben, wie es sich wahrscheinlich Abend für Abend in Tausenden Haushalten abspielt, ist eine Menge elektrischer Energie nötig.

 

Von Watt, Kilowatt und Kilowattstunde

Die elektrische Leistung, die ein Gerät benötigt oder produziert, misst man in Watt. Wenn diese Leistung über eine bestimmte Zeit ausgeübt wird, wird daraus die Energiemenge. Ein Ofen benötigt rund 750 Watt, um zu backen. Wenn die Pizza nach einer Stunde fertig gebacken ist, habe ich folglich 750 Wattstunden Strom gebraucht. Um bei grossen Energiemengen die Übersicht zu behalten, verkleinert man die Masseinheit um das Tausendfache (kilo), also sind 0,75 kWh nötig, um eine Stunde zu backen.

 

2,9 kWh Pizza…

Während also die Pizza langsam bäckt, scrollen Anna und Fynn durch ihre Smartphones. Vor dem Zubettgehen werden sie diese an den Strom anschliessen, damit deren Akku am Morgen voll geladen ist. Im Jahr benötigt ein Smartphone so etwa 7,5 kWh Strom. Einmal Aufladen folglich 0,02 kWh.

Aber nicht nur technische Geräte benötigen Energie. Auch der Körper funktioniert nicht nur mit Luft und Liebe. Über die Nahrung nehmen wir Energie auf. Diese kann in denselben Masseinheiten angegeben werden wie elektrische Energie: Die grundlegende Energieeinheit ist Joule (J). Daraus lassen sich alle anderen Einheiten ableiten. So ist die Energie bei Nahrung meistens in Kilojoule (kJ) angegeben. Oft nutzt man aber die umgerechnete Form in Kilokalorien, wobei man umgangssprachlich häufig nur von Kalorien spricht.

Pizza mit Ruccola auf Holzbrett.

Genauso wie elektrische Geräte braucht auch der Körper Energie. Die grundlegende Energieeinheit ist Joule, daraus leiten sich alle anderen wie Kilowattstunde aber auch Kilokalorie ab.

Eine grosse Blechpizza mit Gemüse, Tomatensauce und Mozzarella hat ungefähr 2500 Kilokalorien. Das sind 10’460 Kilojoule, also 10’460’000 Joule. 3’600’000 Joule sind gleich einer Kilowattstunde. Das heisst: Die Pizza enthält rund 2,9 Kilowattstunden Energie. Und weil Energie, egal ob in Pizza oder in der Stromleitung, in denselben Masseinheiten angegeben werden kann, heisst das einfach ausgedrückt: Eine Waschmaschine mit einem Verbrauch von etwa 1 kWh pro Waschgang könnte man mit einem Drittel der Energie dieser Blechpizza betreiben.

 

…und 100 Watt Velofahren

Nach dem Essen schwingt sich die Familie aufs Velo. Auch diese Leistung kann man nicht nur in Kilometer pro Stunde und verbrauchte Kilokalorien umrechnen, sondern wie schon die Pizza beispielsweise in Kilowattstunden: Bei einem gemütlichen Tempo leistet ein nicht trainierter Velofahrer pro Kilogramm Körpergewicht etwa 1,7 Watt. Hält jemand mit 70 Kilogramm diese Intensität während einer Stunde durch, sind das 120 Wattstunden oder 0,12 kWh. Das heisst also: Um die Energie eines Viertels der Blechpizza nur mit Velofahren zu «verbrennen», müsste jeder der Vier etwa sechs Stunden in die Pedale treten.

 

Masseinheiten «to go»

In Kilowattstunde kann man die benötigte oder produzierte Energie von kleineren Geräten wie Herd, Bügeleisen oder Laptop angeben. Im grossen Massstab wird das aber schnell unübersichtlich, weil die Zahlen riesig werden. Deshalb wird der Energieverbrauch der Stadt Zürich beispielsweise in Gigawattstunden angegeben, 9500 waren es im Durchschnitt der letzten fünf Jahre. In kWh wären das 9’500’000’000. Um noch grössere Mengen übersichtlich darzustellen, greift man auf die Masseinheit Terawattstunden zurück, also Milliarden kWh. So verbrauchen die Schweizerinnen und Schweizer jährlich rund 57 TWh Strom.

Zusammenfassend können Sie sich folgende Masseinheiten merken:

1000 Wh = 1 kWh

1000 kWh = 1 MWh

1000 MWh = 1 GWh

1000 GWh = 1 TWh

 

1000 Kalorien = 1 Kilokalorie (kcal) = 4,19 Joule

1 Kalorie = 1,16 Wh

 

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