Alle reden von der Energiewende. Aber kann unser Strombedarf durch erneuerbare Energien gedeckt werden? Mit Windkraft wird in Deutschland weit mehr Strom erzeugt als mit Wasserkraft, mit der allerdings Energie auch gespeichert werden kann. Der Film erklärt, wie Windkraftanlagen, Laufwasserkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke funktionieren. Er weist darauf hin, welche Rolle der Klimawandel für Wind- und Wasserkraft spielt, und dass manche Großprojekte zur Energieerzeugung einschneidende Auswirkungen auf Umwelt und Gesellschaft haben.

Unser Bedarf an Wärme und Strom ließe sich weitgehend durch die Energie der Sonne decken. Die Sendung zeigt, wie Solarkollektoren zur Warmwasserbereitung funktionieren und wie Solarzellen Licht in elektrische Energie umwandeln. Das Potenzial der Sonne zur Stromerzeugung ist riesig, besonders in den sonnenreichen Regionen der Erde. Dort könnte in großen Solarthermie-Kraftwerken so viel elektrische Energie produziert werden, dass damit auch sonnenärmere Gegenden versorgt werden könnten, wenn es genügend Netze und Speicher gäbe.

Pflanzen, Gülle oder Biomüll lassen sich zur Gewinnung von Wärme, elektrischer Energie oder Kraftstoff nutzen. Zwar entsteht auch bei der Verbrennung nachwachsender Rohstoffe CO2, doch nur so viel, wie beim Wachsen durch Photosynthese in den Pflanzen gebunden wurde. Solange dieser Kreislauf innerhalb kurzer Zeit abläuft, ist die CO2 -Bilanz - anders als bei fossilen Energieträgern - neutral. So können in Biogasanlagen oder Biomasse(heiz)kraftwerken "grüner" Strom und Wärme produziert werden; wie, das zeigt die Sendung.

Wind und Sonne liefern einen immer größeren Anteil unseres Stroms. Doch was machen wir bei Flaute und Dunkelheit? Scheitert die Energiewende an fehlenden Speichern?

Im Innern der Erde kocht und brodelt es. Dort schlummert ein gewaltiges Energiepotenzial, das es anzuzapfen gilt: Erdwärme. In Zeiten steigender Strom- und Heizungskosten sind Alternativen zu Öl und Kohle gefragt. Außerdem müssen wir dringend den CO2-Ausstoß senken. Erdwärme ist eine saubere Sache, die nicht nur für Geothermie-Kraftwerke, sondern auch für den Häuslebauer interessant ist. Island hat ideale Bedingungen für die Energiegewinnung aus Erdwärme, aber auch in Deutschland gibt es gute Möglichkeiten. Der Boom hat gerade erst begonnen.

Er kann Verwüstungen unvorstellbaren Ausmaßes anrichten, aber auch mit sanfter Kraft Segelschiffe oder Mühlen antreiben - der Wind. Seine Ursache lag lange Zeit im Verborgenen. Erst mit der modernen Meteorologie kamen Forscher seiner Entstehung auf die Schliche. Der Wind ist nicht nur eine lokale Erscheinung, sondern auch eine treibende Kraft für das Wetter und das Klima auf der Erde. Als Ausgleich von Druckunterschieden kann Wind in den unterschiedlichsten Formen entstehen, von der leichten Brise bis hin zum tropischen Wirbelsturm mit verheerender Zerstörungskraft. Die Sendung erläutert die grundlegenden Mechanismen der Wind- und Sturmentstehung sowie den Einfluss auf das globale Wettergeschehen.

Die glatte Wand hochgehen: Geckos können das! Fliegen laufen kopfüber von der Decke hängend. An Spinnennetzen und fleischfressenden Pflanzen bleiben selbst große Insekten kleben. Welche Patente stecken hinter diesen phänomenalen Haftkräften? Das versuchen Wissenschaftler am Max-Planck-Institut in Stuttgart-Vaihingen zu ergründen. Sie sind den mikroskopischen Strukturen an den Füßen der Klebekünstler auf der Spur und entwickeln technische Anwendungen nach dem Vorbild der Natur. Wie die Haftorgane beschaffen sind und wie sie funktionieren, zeigen 3D-Animationen. Extreme Zeitlupenaufnahmen lassen erkennen, dass an der Kannenpflanze selbst der beste Insektenfuß keinen Halt mehr findet. Auch wird erst in der Verlangsamung deutlich, wie Geckos ihre phänomenale Haftkraft bei Bedarf wieder aufheben können.

Die Atomkatastrophe von Fukushima hat die Welt erschüttert. Spätestens seitdem ist klar: Prinzipiell kann so ein Unfall in jedem Reaktor überall auf der Welt geschehen. Deutschland hat deswegen den Ausstieg aus der Atomenergie beschlossen. In vielen anderen Ländern aber spielen Kernkraftwerke immer noch eine wichtige Rolle für die Energieversorgung. Die Sendung erläutert die Mechanismen der Kernspaltung und die Funktionsweise eines Druckwasserreaktors. Sie erklärt, wie es zur Katastrophe von Fukushima kommen konnte und was dabei in den Unglücksreaktoren vor sich ging. Die Erkenntnisse aus den Vorgängen in Japan haben große Auswirkungen auf die Sicherheitstechnologie neuer Kernreaktoren, wie ein Beispiel aus Finnland zeigt. Der atomare Rückbau stellt für Deutschland eine große Herausforderung dar. Am Beispiel des stillgelegten Kernkraftwerks Greifswald wird deutlich, wie schwierig und aufwendig der atomare Rückbau ist. Ein Problem bleibt für alle Kernkraftwerke bestehen, ob stillgelegt oder noch in Betrieb: die Entsorgung der abgebrannten Uran-Brennelemente. Das Problem der atomaren Endlagerung ist noch immer ungelöst.

Ein Pumpspeicherkraftwerk ist ein perfekter Stromspeicher. In einem mit Wasser gefüllten Oberbecken wird Strom aus Wind- und Solarenergie (potentielle Energie) gelagert und bei Bedarf durch Abpumpen des Wassers in ein Unterbecken wieder in Strom umgewandelt.

Von der Ostküste Mittelamerikas über Kuba und Florida erreicht der Golfstrom irgendwann Europa. Tausende Kilometer durch heiße Regionen haben die Meeresströmung aufgeheizt. Diese Wärme gibt der Strom nun ab. Ohne diese Fernheizung wäre es in auf den britischen Inseln, in Skandinavien oder bei uns fünf bis zehn Grad kühler. Welche "Motoren" den Golfstrom antreiben und wie er sich auf Wetter und Klima auswirkt, untersucht Sven Plöger unter anderem in Norwegen und auf Grönland.