Energie is een fundamentele natuurkundige grootheid, dat is een meetbare eigenschap van een natuurkundig verschijnsel. Er zijn verschillende soorten energie. Er is thermische, mechanische en elektrische energie maar ook chemische energie en straling. Al deze soorten energie kan men meten en ze worden allemaal uitgedrukt in dezelfde natuurkundige SI eenheid de joule. Hierdoor kun je de soorten energie met elkaar vergelijken. Bijvoorbeeld de warmte die vrijkomt bij verbranding kun je vergelijken met de elektriciteit die door een windmolen wordt opgewekt.
Energie wordt opgewekt en gebruikt om arbeid te verrichten. Denk daarbij aan het verbranden van olie om bijvoorbeeld een schip voort te stuwen.
Energie is nodig om een voorwerp op de tafel te zetten, een veer in te drukken of een fiets voort te bewegen. Elk van deze voorwerpen zal proberen in een toestand van minimale hoeveelheid energie te komen. Het voorwerp valt van de tafel, de veer ontspant en de fiets valt om. De koffie en thee worden koud. Maar ook je huis.
Om dit te voorkomen moeten we allerlei soorten energie aan ons huis toevoeren om een behagelijke temperatuur in huis te krijgen en te houden. Omdat het huis zelf af wil koelen naar het temperatuurniveau van de buitenlucht proberen we dit te verhinderen door isolatie aan te brengen.
In de zomers proberen we de hoge buitentemperatuur buiten het huis te houden en zetten we alle verwarming uit. Als het kan brengen we de overtollige warmte in de woning naar buiten door middel van een airco.
Ga je het al een beetje als een systeem zien?
Alle stoffen bezitten energie. De hoeveelheid energie die in één kilogram, liter of kubieke meter van die stof zit noemen we de energiedichtheid. Hoe meer energie erin zit des te meer we eruit kunnen halen. Hieronder een paar voorbeelden:
| Brandstof | In MJ | In kWh | Per |
| Kernsplijting van Uranium | 80 × 106 | 22 × 106 | kg |
| Steenkool | 26,6 | 7,39 | kg |
| Droog hout | 19 | 5,3 | kg |
| Dieselolie | 42,7 | 11,86 | kg |
| Benzine | 44,0 | 12,22 | kg |
| LPG | 45,2 | 12,56 | kg |
| Kerosine | 43,5 | 12,08 | kg |
| Aardgas | 31,65 | 8,8 | Nm3 |
| Waterstof | 10,8 | 3 | Nm3 |
Let vooral op het verschil tussen aardgas en waterstof en bedenk hoeveel energie het kost om waterstof te maken uit water door middel van elektrische energie!
Kijk ook eens hoeveel energie vrijkomt bij kernsplitsing. Jammer dat een ramp in Japan Duitsland deed besluiten de kerncentrales in de ban te doen terwijl er geen enkel slachtoffer is gevallen door de kerncentrales maar wel 20.000 door de aardbeving en de daarop volgende tsunami.
Het land met de meeste kerncentrales in Europa is Frankrijk. Daar staan 58 van de in totaal 126 Europese werkende kerncentrales. Zo’n 70 procent van de elektriciteit in Frankrijk komt uit kernenergie (2018). Onze buurlanden Duitsland en België hebben allebei 7 kerncentrales.
Verder is het ook zo dat als we energie uit brandstof halen om bijvoorbeeld stoom te maken om een stoomturbine-installatie met elektrische generator aan te drijven dat dit altijd gepaard gaat met verliezen.
Bij het stoken van de stoomketel verliezen we warmte doordat de hete rookgassen de buitenlucht in worden geblazen. Daarna wordt warmte verloren bij het transport van de stoom naar de turbines. In de turbines verliezen we energie in de lagers en door uitstraling van warmte. De generator heeft koper- en ijzerverliezen maar ook verliezen in de lagers. De opgewekte elektriciteit wordt door kabels en transformatoren die ook verliezen geven, naar de afnemer getransporteerd en uiteindelijk bereikt slechts 40 procent van de energie-inhoud van de brandstof de consument. Dat betekent dat van elke Nm3 aardgas er slechts 12,66 MJ of wel 3,5 kWh in de vorm van elektrische energie bij de afnemer terecht komt.
Aardgas dat onze woningen bereikt heeft natuurlijk wél een energiedichtheid van 31,65 MJ.
Energie wordt uitgedrukt in Joule. Vermogen wordt uitgedrukt in Watt.
1 Watt is 1J per seconde. Zodra er een tijdseenheid wordt gebruikt spreekt men van vermogen. Vermogen is altijd per seconde. 1.000 Watt is 1.000 J/s.
1.000 Watt is 1 kW. Wordt dit vermogen van 1 kW gedurende 1 uur gebruikt dan is dat 1 kWh.
1.000 J/s = 1 kJ/s. Als we dit 3.600 seconden gebruiken is dit 1.000 x 3.600 = 3.600.000 Joule = 3,6 MJ aan energie.
Dus 1 kWh = 3,6 MJ
Als een straalkachel van 2.000 Watt 2 uur aan staat verbruikt de straalkachel 2.000 x 2 = 4.000 Wattuur = 4 kWh aan energie.
Dit staat gelijk met 4 x 3,6 = 14,4 MJ
Nu we weten wat energie is kunnen we op één van de volgende pagina’s bespreken hoe we met energie om (kunnen) gaan.