Vorlesung Solarenergie: Terminplanung

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1 Vorlesung Solarenergie: Terminplanung Termin Thema Dozent Di Wirtschaftliche Lemmer/Heering Aspekte/Energiequelle Sonne Do Halbleiterphysikalische Grundlagen Lemmer photovoltaischer Materialien Do Kristalline pn-solarzellen Heering Di Elektrische Eigenschaften Heering Do ggf. Exkursion - Do Optimierung kristalliner Solarzellen Lemmer Di Technologie kristalliner Solarzellen Lemmer Do Christi Himmelfahrt Do Anorganische Lemmer Dünnschichtsolarzellen Di Pfingstwoche Do Pfingstwoche Di Organische Dünnschichtsolarzellen Lemmer Do Fronleichnam Di Photovoltaische Systeme I Heering Do Photovoltaische Systeme I Heering Do Solarkollektoren Heering Di Passive Sonnenenergienutzung Heering Do Solarthermische Kraftwerke I Lemmer Do Energiespeicher/Solarchemie Heering Do Energieszenarien Lemmer Mi./Do. 21./22.7. Exkursion Heering/Lemmer

2 Prüfung/Exkursion Prüfung: mündl min, Termin nach Absprache ( ) (Ergänzte) Unterlagen zur Vorlesung werden ab dem am LtI verkauft (3 ) Exkursion: Terminplan: Mittwoch, , 7:30 Uhr: Abfahrt Karlsruhe (vor dem LTI) Mittwoch, , 13:00 Uhr: OSRAM OS, Regensburg anschliessend: Fahrt zur Übernachtung im Raum München Donnerstag, , 9:00 Uhr: Shell Solar, Neuperlach Donnerstag, , 11:00 Uhr: Infineon, Finisar, Optun, Neuperlach Donnerstag, , 14:00 Uhr: RWESchottsolar Putzbrunn anschliessend Rückfahrt nach Karlsruhe Ankunft Karlsruhe: , 20:00 Uhr Anmeldung: gegen 10 bis Freitag 12:00 Uhr im LTI

3 Strategien für eine zukünftige Energieversorgung Grundproblem 1: Energieverbrauch 1 Exajoule = J gesamte Welt: > 400 EJ

4 Grundproblem 2: Beschränkte nicht erneuerbare Energiereserven..das reicht für EJ 420 EJ / a < 90a..weniger als 90 Jahre! BGR: Bundesanstalt fü Geowissenschaften und Rohstoffe Kritische Betrachtung der Einschätzung der Vorräte Keine scharfe Grenze (hängt ab von den erlaubten Förderkosten)

5 - kein Wachstum eingerechnet

6 Sichere und unsichere Energiereserven Methanhydrate:..sind allein in den marinen Gashydratvorkommen Methanmengen in einer Größenordnung von Billionen Kubikmetern vorrätig. Noch einmal Billionen Kubikmeter kämen demnach aus den verschiedenen Permafrostlagerstätten hinzu. Quelle: BGR ggf. eine Gasquelle für Jahrhunderte Förderung??, Treibhauseffekt??

7 Grundproblem 3: Entsorgungsproblematik fossiler Brennstoffe: Der Treibhauseffekt Quelle Blumberg & Spinnler, derzeitiger Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre: 400 Gt -derzeitiger Jahresemission 6 Gt bleiben zu 1/3 in der Atm. (0.5 % Zuwachs/a)

8 Grundproblem 3: Entsorgungsproblematik fossiler Brennstoffe: Der Treibhauseffekt

9 Grundproblem 3: Entsorgungsproblematik fossiler Brennstoffe: Der Treibhauseffekt - ein ernsthaftes wirtschaftliches Problem

10 Lösungsansatz: Rationeller Umgang mit Energie Rationeller Umgang mit Energie: - in den allermeisten Fällen die preiswerteste und eleganteste Methode

11 Löungsansatz: Rationeller Umgang mit Energie Forderung im Nachhaltigkeitsszenario (J. Nitsch): - 45 %ige Reduktion des Wärmebedarfs (insbesondere Altbausanierung) - breite (2/3) Wärmeversorgung über Nah- und Fernwärme - Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

12 Rationeller Umgang mit Energie (Wärme) - 45 %ige Reduktion des Wärmebedarfs Quelle: Nitsch/Fischedick/Staiß, FVS Themen 2002

13 Rationeller Umgang mit Energie (Verkehr) - 4,5 l/100 km (2030) - 2l/100 km (2050) -Erdgas ab 2020 als Wegbereiter für Wasserstoff -keine wichtige Rolle für Biodiesel, da Konkurrenz mit ökologischem Landbau Quelle: Nitsch/Fischedick/Staiß, FVS Themen 2002

14 Erhöhter Energieverbrauch durch Wirtschaftswachstum - aber nicht kombatibel mit einem erheblichen (und notwendigen) Wirtschaftswachstum in den weniger entwickelten Ländern

15 Löungsansatz: CO 2 -Sequestrierung - Abtrennung des CO 2 und endgültige Einlagerung

16 Löungsansatz: CO 2 -Sequestrierung

17 Löungsansatz: Kernenergie - Beschränkte Uranvorräte (-) - Ungeklärte Entsorgung (--) - GAU-Gefahr (--) - Akzeptanz (-) In der Forschung: - inhärent sichere Reaktoren - Transmutation (Umwandlung in kurzlebige Nuklide) - Kernfusion??

18 Perspektiven einer nachhaltigen Energieversorgung Maximalvariante: Frühere Substitution von fossilen Treibstoffen durch solaren Wasserstoff

19 Perspektiven einer nachhaltigen Energieversorgung

20 Perspektiven einer nachhaltigen Stromversorgung

21 Import erneuerbarer Energien Der Import von unter wettbewerbsfähigen Gestehungskosten erzeugtem Strom ist eher ein politisches als ein technisch/wirtschaftliches Problem. -solarthermische Grosskraftwerke -off-shore Windkraftanlagen Bsp.:

22 Perspektiven einer nachhaltigen Energieversorgung

23 Perspektiven einer weltweiten Energieversorgung Quelle: Heinloth

24 Perspektiven einer weltweiten Energieversorgung

25 Perspektiven einer weltweiten Energieversorgung Fazit: - wir haben keine Alternative zu einer Energieversorung mit erneuerbaren Energien - erneuerbare Energien machen sowohl ökologisch als auch ökonomisch Sinn -eine Reduktion der der weltweiten CO2- Emission ist fraglich