Energiewirtschaft Basics of Electrical Power Generation - reg-energien.de
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Basics of Electrical Power Generation Energiewirtschaft GE Global Research Freisinger Landstrasse 50 85748 Garching Stand: 2011 1 / 55 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer kontakt@reg-energien.de www.reg-energien.de Inhalte 1. Warum ist Energietechnik wichtig 2. Energiewirtschaftliche Begriffe 3. Energiewirtschaft 4. Energieerzeugung Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 2 / 55 1
Warum ist Energietechnik wichtig? Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 3 / 55 Unser Planet ist ein komplexes System Ein System reagiert auf Veränderungen Die Erde verändert sich stetig Formen der Veränderung: Natürlicher Wandel Anthropogene Veränderungen (durch Menschheit hervorgerufen) Die Erde ist auch eine Raumschiff, mit der einzigen Exergiequelle: der Sonne Source: http://www.geokommission.de/Dynamische_Erde.html Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 4 / 55 2
Hochwasser z.B. Dresden, August 2002 volkswirtschaftlicher Schaden 16 Mrd. Euro © REUTERS Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 5 / 55 Hitzewellen Sommer 2003: größte humanitäre Naturkatastrophe in Europa seit hunderten von Jahren Die Grafik zeigt Hitzetote und gefühlte Temperatur am 8. August 2003 (Messzeit: 13:00) Hitzebelastung extrem hoch 2,000 mäßig † 2,000 7,000 leicht behaglich † † leicht mäßig 15,000 hoch † extrem 4,000 Kältestress 1,500 † † 4,000 † Quelle: Mortalitätsdaten: Earth Policy Institute Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 6 / 55 3
Hitzewellen Die Todesfälle stiegen in Paris während der Hitzewelle im Sommer 2003 auf das nahezu 10-fache an Sterbefälle in Krankenhäusern Sterbefälle berichtet d. Rettungsdienst Tagesminimum Temperatur Tagesmaximum Temperatur Source: Climate Change Impacts in Europe: Today and in the Future, European Environmental Agency, Kopenhagen, 2004. Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 7 / 55 Stürme Hurrikan Vince (9. Oktober 2005) in einer bisher hurrikanfreien Region (östlicher Nordatlantik, Madeira) Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 8 / 55 4
Wetterrekorde 2005 Höchste Niederschlagsmenge: 944 mm in 24 Std. (Indien, Mumbai; 26.07.05) Höchste Anzahl tropischer Stürme im Nordatlantik: seit Aufzeichnungsbeginn 1850 Frühsaison bis Ende Juli: 7 Bis Ende Oktober: 23 (bisheriger Rekord 1933: 21) Hurrikan Katrina: sechsstärkste Hurrikan seit Beginn der Messungen Rekordschäden: • volkswirtschaftlicher Schaden > $100 Mrd. • versicherter Schaden $30 Mrd. Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 9 / 55 Haben die Naturkatastrophen zugenommen? Statistik Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 10 / 55 5
Anzahl großer Naturkatastrophen Steigender Trend von 1950 bis 2008 Source: Münchener Rück Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 11 / 55 Gründe für zunehmende Schäden durch Naturkatastrophen - Bevölkerungswachstum - Höherer Lebensstandard - Konzentration von Menschen und Sachwerten in Megastädten - Besiedlung von Regionen mit hoher Naturgefahren-Gefährdung - Veränderungen in der Umwelt - Klimawandel Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 12 / 55 6
Globale Mitteltemperatur, 1856 – 2005 Messung der Abweichungen vom Jahresmittel 1961-1990 Zunehmende Überschreitung des Mittelwerts 2005: + 0,47°C über Jahresmittel von 1961-1990 (14°C). Source: CRU, UK (2006), compilation acc. to WMO Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 13 / 55 Ranking der wärmsten Jahre Bezugswert: Globale Mitteltemperatur in Bodennähe Die 10 wärmsten Jahre zwischen 1856 und 2007 waren innerhalb der letzten 20 Jahre: 2005 14,77 °C 1998 14,71 °C 2002 14,69 °C 2003 14,67 °C 2006 14,66 °C 2004 14,60 °C 2001 14,58 °C 1990 14,48 °C 1995 14,47 °C 1999 14,46 °C Globale Mitteltemperatur Source: DBU - Deutsche Bundesstiftung Umwelt Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 14 / 55 7
Treibhauseffekt 1. Wärmeeinstrahlung durch die Sonne (kurzwellige Strahlung) 2. Wärmeabstrahlung vom Boden 1 1 des Gewächshauses (langwellige Strahlung) 2 3 3. Ein Teil der Wärmeabstrahlung 4 wird durch das Glas nach außen abgestrahlt (langwellige 2 4 3 Strahlung) 4. Der andere Teil der Wärmeabstrahlung wird vom Glas zurückgestrahlt (langwellige Strahlung) Die Erhöhung der Treibhausgase in der Atmosphäre verstärkt den Treibhauseffekt Klimawandel Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 15 / 55 CO2-Entwicklung (1955 – 2009) Die kontinuierliche CO2-Messung zeigt eine deutlich steigende CO2-Konzentration globaler Temperaturanstieg durch Treibhauseffekt Auch die Ozeane versauern Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 16 / 55 8
CO2-Konzentrationen der letzten 400.000 Jahre Wir haben heute die höchste CO2-Konzentration seit 400.000 Jahren. Die Grafik zeigt den Zusammenhang zwischen CO2-Konzentration und Temperatur durch den Treibhauseffekt Heute 380 ppm x Source: „Vostok“ (Antarktis) Eisbohrkerne, World Data Center for Paleoclimatology, NOAA, Boulder, CO, USA Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 17 / 55 Temperaturanstieg: natürlich vs. anthropogen T (°C) - Klimagase - solare Einstrahlung - Ozon (Strato- & Troposphäre) - Vulkanismus - Sulfat-Aerosol alle Antriebe IPCC TAR 2001 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 18 / 55 9
Direkte Wirkungen des Klimawandels auf den Menschen Mehr Hitzetote Ausbreitung von z.B. Zecken und Höhere Temperaturen durch sie ausgelöste Infektionen Ausbreitung tropischer Infektionskrankheiten Mehr Verletzte Mehr Unwetter Mehr Tote Mehr Sachschäden Veränderte Klimabedingungen Abnahme der Lebensmittelsicherheit (Temperatur, Niederschlag etc.) Änderung der Landwirtschaft Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 19 / 55 Energieverbrauch in der Welt Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 20 / 55 10
Energie, Bevölkerung, CO2 Darstellung des globalen Primärenergieverbrauchs, der dadurch verursachten CO2-Emissionen und der Bevölkerung nach Regionen 123.563 6.851 82.762 96.340 6.246 48.352 4.085 2.479 1.359 339 547 459 25.563 1.390 1.050 207 36.308 1.031 1.577 28.040 24.031479 890 954 39.946 1.220 2.060 Primärenergieverbrauch [PJ] 202 Bevölkerung [Mio.] 27.344 1.400 CO2 Emissionen [Mio. t/a] Source: Energy Revolution Scenario Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 21 / 55 Energie, Bevölkerung, CO2 (2) Deutlich höherer Energieverbrauch und CO2-Emissionen in Industrieländern Größere Bevölkerung in Entwicklungsländern Der Energieverbrauch pro Kopf ist in Industrieländern um ein Vielfaches größer als in Entwicklungsländern Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 22 / 55 11
Bevölkerungsentwicklung Der Bevölkerungsgroßteil lebt in Entwicklungsländern Natürliche Wachstumskurve: Bevölkerung in Mrd. 10 Welt 9 Entwicklungsländer 8 2022: 8 Milliarden 7 2010: 7 Milliarden 2014: 6 Milliarden 6 1999: 6 Milliarden 2002: 5 Milliarden 5 1987: 5 Milliarden 4 1990: 4 Milliarden 1974: 4 Milliarden 3 1960: 3 Milliarden 1975: 3 Milliarden 2 1958: 2 Milliarden 1 0 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 23 / 55 Entwicklungen in der Natur Die Lebewesen auf der Erde orientieren sich im Allgemeinen an der S-Kurve Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 24 / 55 12
Energiewirtschaftliche Begriffe Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 25 / 55 Energiewirtschaftliche Begriffe 1 Bezeichnung Abkürzung Erklärung Leistung N, P Arbeit je Zeiteinheit. Nennleistung PN Höchste Dauerleistung. Engpassleistung PE Die durch den leistungsschwächsten Anlagenteil begrenzte, höchste ausfahrbare Leistung. verfügbare Leistung Pverf Während der Zeit hoher Belastung tatsächlich erreichbare Leistung. gesicherte Leistung PC Die größte Leistung eines Kraftwerkes, die selbst bei störungsbedingtem Ausfall von Anlagenteilen noch angefahren werden kann. Grundlast PGw Der während einer Zeitspanne (Tag, Monat, Jahr) gleich bleibende Teil der Last. Spitzenlast PSp Der die Grundlast übersteigende Teil der Gesamtbelastung. Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 26 / 55 13
Energiewirtschaftliche Begriffe 2 Begriff Erklärung Primärenergie • Fossile Brennstoffe – in fester Form (Stein- und Braunkohle) – in flüssiger Form (Erdöl) und – gasförmig wie Erdgas • Kernbrennstoffe (Uran, Thorium) • Regenerative Energiequellen – Sonnenstrahlung – Erdwärme – Gezeiten Sekundärenergie Durch Umwandlung natürlicher Energie (Primärenergie) gewonnene, nutzbare, verteilbare und speicherbare Energie (z.B. Elektrizität, Wärme). Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 27 / 55 Energiewirtschaftliche Begriffe 3 Begriff Erklärung Grundlastkraftwerk Kraftwerk, das während der Tagesstunden oder der Mehrzahl der Tagesstunden mit konstanter Leistung arbeitet (z.B. Kernkraftwerk, Kohlekraftwerk). Spitzenlastkraftwerk Kraftwerk, das sich für den Betrieb mit wechselnder Belastung eignet und zur Spitzenlastdeckung benützt wird (z.B. Wasserkraftanlage, Gaskraftwerk). Primärerzeugung Die aus fossilen Brennstoffen, Kernbrennstoffen, Erd- wärme sowie aus natürlichem Zufluss in Laufwasser-, Speicher- und Gezeitenkraftwerken erzeugte Energie. Sekundärerzeugung Stromerzeugung aus gespeicherter Energie, die zu anderer Zeit aus elektrischer Energie gewonnen wurde (z. B. Erzeugung in Pumpspeicherkraftwerken). Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 28 / 55 14
Energie: Von der Gewinnung zur Dienstleistung Energie- Primärenergie Sekundärenergie Nutzenergie dienstleistung Steinkohle Briketts Wärme Temperierung Koks (Strahlung) von Räumen Braunkohle Kohlegas Bereitstellung Erdöl Kohleöl Kälte von warmem Brauchwasser Heizöl Naturgas Benzin Mechanische Zubereitung von Holz Arbeit Nahrung Dieselöl Flüssiggas Beleuchtung Uran Holzkohle Chemisch Kühlung Thorium Biogas gebundene Energie Fortbewegung Sonnenenergie (Fahrzeuge) Maschinen- Wasserkraft Heißwasser Licht antrieb Elektr. Energie (Strahlung) Biomasse Information Fernwärme Erdwärme Wasserstoff Schall Kommunikation Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 29 / 55 Wirkungsgrade von Energiewandlern Energiewandler Energieform Wirkungs- Energiewandler Energie- Wirkungs- grad [%] form grad [%] Generator me 98-99 Dampfturbinen tm 45-50 Staubfeuerung für ct 98-99,5 Dampf-Kraftwerk ce 36-44 Steinkohle Rostfeuerung für ct 95-98 Gasturbinen tm 30-35 Steinkohle Dampferzeuger ct 92-97 Dieselmotor cm 30-35 Großer Elektromotor em 90-96 Otto-Motor cm 25-30 Wasserturbinen mm 90-95 PV Zellen se 5-25 Heizungskessel ct 90-94 Produktion von sc 1-2 Biomasse Trockenbatterien ce 85-95 Globale sc 0,4 Bioproduktion (Mittelwert) Kleiner Elektromotor em 60-75 m: mechanische Energie Brennstoffzellen ce 60-70 e: elektrische Energie Windturbinen mm 40-50 c: chemische Energie s: Strahlungsenergie Kombi-Kraftwerk ce 42-50 t: thermische Energie Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 30 / 55 15
Erntefaktor Der Erntefaktor ist das Verhältnis von Nutzenergie zu der im Anlagenlebenszyklus aufgewandter Energie. Regenerative Kraftwerke erzeugen mehr Energie als sie verbrauchen: Konventionelles Kraftwerk (Kohle): Regeneratives Kraftwerk (Wind): MWh MWh 12 3,0 10 Fossile Energie 2,5 8 wird verbraucht 2,0 6 1,5 4 1,0 2 0,5 0 Monate 0,0 Monate 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 3 6 9 12 15 18 Stromerzeugung Stromerzeugung Energieeinsatz Energieeinsatz (Bau, Wartung & Brennstoff) (Bau, Wartung) Erntefaktor < 1 Erntefaktor > 1 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 31 / 55 Energiespeicherung Schwerer speicherbare Leichter speicherbare Energie Energie Schwungrad Speichersee Fliegende Gewehrkugel Schießpulver Elektrischer Strom Getrennte Ladungen Wärme Chemische Bindungen (Kohle, Öl, Gas) Strahlung -?- Gravitation 10-6 eV van der Waals- 10-3 eV Konstante Wasserstoff-Bindungen 10-1 eV Chemische Bindungen 10+0 eV Nukleare Bindungen 10+6 eV Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 32 / 55 16
Energiewirtschaft Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 33 / 55 Globaler Energieverbrauch (2007) 99.885 TWh/Jahr oder 11,4 TW (= 2 KW/Einwohner) Die meiste Energiebereitstellung erfolgt durch fossile Energiequellen Kohle, Öl und Gas: 26,6% Kohle 5,7% Kernenergie Öl 36,2% 6,0% Wasser 0,1% 5,5% Biomasse 19,6% Geo & Wind Gas Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 34 / 55 17
Energieressourcen Die konventionellen Energievorräte sind begrenzt. Die jährliche Sonneneinstrahlung ist mit Abstand die größte Energiequelle: Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 35 / 55 Entwicklung der fossilen Energien In diesen 300 Mio. Jahren entstanden die fossilen Energien In 300 Jahren haben wir davon 50% verbraucht Verhältnis: 1:500.000 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 36 / 55 18
Erdöl-Produzenten der Welt Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 37 / 55 Ölreserven Ende 2008 Weltweit 1.258 Mrd. Barrels Ca. 60% der Ölreserven befinden sich im Mittleren Osten 5,6% 9,8% 3,3% 10,0% 59,9% 11,3% Mittlerer Osten Europa & Eurasien Afrika Süd- & Zentralamerika Angaben in Mrd. Barrels Nordamerika Asien Pazifik Source: BP Statistical Reviewof World Energy, Juni 2009 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 38 / 55 19
Ölversorgung Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 39 / 55 Ölversorgung 21.02.2008 Zweitgrößter Öl-Fund seit 20 Jahren katapultiert Petrobras in die Top-Ten Liga der weltgrößten Ölkonzerne „Im November letzten Jahres sorgte Petrobras mit einem sensationellen Fund für Schlagzeilen, […] 250 Kilometer vor der Küste des Bundesstaates Sao Paulo hat das Unternehmen riesige neue Erdöl- und Gasvorkommen entdeckt mit einem geschätzten Vorkommen von 5 bis 8 Milliarden Barrel qualitativ hochwertigen leichten Öls, was etwa den Gesamtreserven Norwegens entspricht. Das Ölfeld mit dem Namen „Tupi“ gehört zu 65 Prozent Petrobras, zu 25 Prozent der britischen Gesellschaft BP und zu 10 Prozent dem portugiesischen Ölkonzern Petro-Galp Energia.” Dieser Fund versorgt die Menschheit bei heutigem Verbrauch (täglich 85 Mio. br ) etwa 60 bis 95 Tage mit Öl Source: http://www.godmode-trader.de/nachricht/Zweitgroester-OEl-Fund-seit-20-Jahren-katapultiert-Petrobras-in-die-Top-Ten-Liga-der-welt-Petroleo- Brasileiro,a787671.html Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 40 / 55 20
Reichweite der fossilen Energievorräte Bei momentanem Verbrauch sind die sicher gewinnbaren Reserven bald verbraucht. Neue Gewinnungstechniken können die Reichweite verlängern (z.B. Nutzung von Ölsand). Die Erschöpfung von Reserven aber letztendlich nur eine Frage der Zeit. Erdöl Erdgas Kohle Uran Jahre 0 50 100 150 200 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 41 / 55 Entwicklung des globalen Primärenergiebedarfs Wir sehen einen steigender Primärenergiebedarf (speziell Asien). Die Deckung des PED* geschieht überwiegend durch fossile Energieträger. PED nach Energieträgern: PED nach Weltregion: Öl Wasser Mrd. t OE**/a 12 Naturgas Kernenergie 11 Kohle Geothermie, Solar, Wind, Holz, Müll 10 9 8 Mrd. t OE**/a 7 6 5 4 3 2 1 0 80 85 90 95 00 06 * PED: engl. Primary Energy Demand Source: US Energy Information Administration Independent Statistics and Analysis ** OE: Oil Equivalent Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 42 / 55 21
Primärenergiebedarf Deutschland (2008) Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 43 / 55 Energieeffizienz (Gesamtenergie Wärme – Strom – Mobilität) Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 44 / 55 22
Prognose für den globalen Primärenergiemix Mittelfristig: Hauptbeitrag durch fossile Energiequellen Langfristig: Hauptbeitrag durch Sonnenenergie und andere regenerative Energiequellen Source: International Energy Agency (WEO 2007) Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 45 / 55 BIP – Energieverbrauch (Deutschland) 135 Bruttoinlandsprodukt 130 Primärenergieverbrauch 125 Bruttostromverbrauch 120 Bezugsjahr 1990 =100 115 110 105 100 100 95 90 85 80 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 46 / 55 23
Energiebedingte CO2 Emissionen (Deutschland) Tendenzielle Abnahme der CO2-Emissionen in Deutschland 21%ige Reduktion bis 2012 im Vergleich zu 1990 (Zielvorgabe Deutschland im Kyoto-Protokoll) 1.021 982 82 952 68 919 878 873 852 870 116 842 839 832 818 828 814 817 819 122 808 787 797 122 130 771 764 322 135 145 162 156 158 158 165 164 170 170 387 156 169 172 315 164 161 339 Gase 343 348 337 333 343 336 334 321 312 318 305 296 291 283 285 Mineralöl 255 272 379 Braunkohle 321 334 267 233 214 Steinkohle 200 185 181 171 162 158 166 175 178 175 179 173 169 173 166 206 238 187 191 180 181 180 179 184 176 178 181 174 170 167 176 179 162 171 179 165 1975 1980 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Energieträger Energiebedingte CO2-Emissionen in Deutschland in Mio. t 1975 1980 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Gase 68 82 116 122 122 130 135 145 162 156 158 158 156 165 164 170 170 169 172 164 161 Mineralöl 387 322 315 339 343 348 337 333 343 336 334 321 312 318 305 296 291 283 285 255 272 Braunkohle 321 379 334 267 233 214 200 185 181 171 162 158 166 175 178 175 179 173 169 173 166 Steinkohle 206 238 187 191 180 181 180 179 184 176 178 181 174 170 167 176 179 162 171 179 165 Insgesamt 982 1021 952 919 878 873 852 842 870 839 832 818 808 828 814 817 819 787 797 771 764 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 47 / 55 EU-Zielwerte für erneuerbare Energien am Stromverbrauch EU- Mitgliedsstaat Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch IST 2007 (%) Istwert Zielwert ZIEL 2010 (%) 2007 in % 2010 in % 55 1 Österreich 54,8 78,7 AT 79 2 Schweden 52,1 60,0 SE 52 60 3 Lettland 36,0 49,3 LV 36 49 29 4 Portugal 29,1 39,0 PT 39 27 5 Dänemark 26,8 29,0 DK 29 6 Rumänien 26,3 33,0 RO 26 33 7 Finnland 24,3 31,5 FI 24 32 8 Slowenien 21,9 33,6 SI 22 34 9 Spanien 18,9 29,4 ES 19 29 16 10 Slowakei 16,3 31,0 SK 31 14 11 Deutschland 14,0 12,5 DE 13 12 Italien 13,3 25,0 IT 13 25 13 Frankreich 13,2 21,0 FR 13 21 9 14 Irland 8,6 13,2 IE 13 8 15 Bulgarien 8,4 11,0 BG 11 16 Griechenland 7,5 20,1 EL 8 20 6 17 Niederlande 6,2 9,0 NL 9 5 18 Großbritannien 4,9 10,0 UK 10 5 19 Tschechien 4,7 8,0 CZ 8 5 20 Litauen 4,5 7,0 LT 7 4 21 Belgien 3,7 6,0 BE 4 6 22 Ungarn 3,6 3,6 HU 4 4 23 Polen 3,5 7,5 PL 8 3 24 Luxemburg 3,1 5,7 LU 6 25 Estland 1,5 5,1 EE 2 5 26 Zypern 0,0 6,0 CY 0 6 27 Malta 0,0 5,0 MT 0 5 EU-27 14,9 21,0 Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 48 / 55 24
Förderung Erneuerbarer Energien durch EEG § 1 Ziel des Gesetzes: Vorrang für erneuerbare Energien zur Stromversorgung im Hinblick auf Klimaschutz, Umweltschutz, nachhaltige Entwicklung; Erhöhung des Beitrags erneuerbarer Energien an der Stromversorgung, um ihren Anteil bis 2010 mindestens zu verdoppeln. Festgelegte Netzeinspeisevergütungen Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 49 / 55 EEG Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 50 / 55 25
Energieerzeugung Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 51 / 55 Unsere „wahren“ Energiequellen Solarstrahlung Wasserkraft Umweltwärme Windenergie Meeresströmung Biomasse Meereswärme Sonnenenergie Erdwärme Radioaktiver Zerfall und Wärme im Erdinneren Gezeitenenergie Rotationsenergie + Gravitation Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 52 / 55 26
Energiearten und ihre Umwandlung Vielfältige Möglichkeiten aus energien Primär- unterschiedlichen Primärenergiequellen Sekundär -energien verschiedene Nutzenergien zu Elektrizität Fernwärme Synthetische Brennstoffe erzeugen energien Nutz- Bei allen Energieumwandlungen treten Primärenergie „Verluste“ auf gs - un (siehe Wirkungsgrade) dl an w te m lus Endenergie U r 2. Hauptsatz der Thermodynamik: ve s- h Die Qualität der Energie nimmt bei ra uc rb ste e V rl u Nutzenergie jeder Umwandlung ab ve Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 53 / 55 Stochastisches Energieangebot Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 54 / 55 27
Solarenergie ist nicht Neues Ericsson Sonnenmotor (1872) Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 55 / 55 Zusammenfassung Die „wahren“ Energiequellen der Erde sind Sonne, Erdwärme und Gezeiten Die CO2 Konzentration in der Erdathmosphäre nimmt zu, der Klimawandel ist die Folge Die Erdbevölkerung wächst immer noch weiter Die Vorräte an fossilen Energien wurden über 300 Mio. Jahren aufgebaut und die Hälfte davon in 300 Jahren „verbraucht“ Die Vorräte sind endlich -> wir brauchen eine Alternative Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 56 / 55 28
Frei Stand: 2011 Umweltwissenschaften, Oliver Mayer 57 / 55 29
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