Weltenergieverbrauch. Bild 2.1.2: Weltenergieverbrauch [10 18 J] Prognose Jahr

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1 2.1 Weltenergieverbrauch 600 Weltenergieverbrauch [10 18 J] Prognose Jahr Bild 2.1.1: Weltenergieverbrauch Bild 2.1.2:

2 Bild 2.1.3: Bild 2.1.4:

3 Bild 2.1.5: Bild 2.1.6:

4 Tabelle 2.1 : 2.2 Energieverbrauch Deutschland Bild 2.2.1a:

5 Bild 2.2.1b: Bild 2.2.2:

6 Bild 2.2.3: Bild 2.2.4:

7 Bild 2.2.5: Bild 2.2.6:

8 3 Energieverbrauch [10 18 J] 2,5 2 1,5 1 0,5 0 32% 37% 8% 6% 17% Haushalte 30% 32% 7% 30% Gewerbe, Handel, Dienstleistungen Verkehr 98% 2% 8% 40% 18% 3% 31% Industrie Strom Fernwärme Kohle Gase, Naturgase Mineralölprodukte Bild 2.2.7: Bild 2.2.8:

9 Bild 2.2.9:

10 Bild :

11 3 Energieverbrauch [10 18 J] 2,5 2 1,5 1 0,5 0 32% 37% 8% 6% 17% Haushalte 30% 32% 7% 30% Gewerbe, Handel, Dienstleistungen Verkehr 98% 2% 8% 40% 18% 3% 31% Industrie Strom Fernwärme Kohle Gase, Naturgase Mineralölprodukte Bild : Energieverbrauch nach Nutzern und Energieträgern der Bundesrepublik Deutschland 2001 Bild :

12 Bild : Bild :

13 Bild : 7000 Spec. fuel consumption in kj/kg cement Heat loss through wall Heat loss with flue gas Grinding and Drying Chemical Reactions Year Bild : Historical Developing of spec. fuel consumption of cement production

14 Bild :

15 Tabelle 2.2.2: Tabelle 2.2.3:

16 2.3 Stromerzeugung Bild 2.3.6:

17 Tabelle 2.3.5:

18 2.4 Preise Bild 2.4.1: Bild 2.4.2:

19 Bild 2.4.3: Bild 2.4.4:

20 Bild 2.4.5: Bild 2.4.6:

21 Bild 2.4.7: 2.5 Konsequenzen Möglichkeiten zukünftiger Energieeinsparungen - Erhöhung Produktions-/Verbrauchseffizienz (Energie/km Verkehr) (Energie/m 2 Haushalt) (Energie/kg Industrie) - Verbesserung der Prozess- und Produkt - QUALITÄT Bild 2.5.1:

22 Ökologische Effizienz von elektrischen Kraftanlagen Investitionsenergie/ Erntefaktor = Produzierter Energie- Erzeugngsenergie/ strom Lebensdauer Investitionsenergie Kohlekraftwerk 6 Monate ca Jahre Kernkraftwerk 1 Monat ca Jahre Windkraftwerk 2 4 Jahre ca Jahre 1 5 Bild 2.5.2: Erzeugungsenergie für Energieträger Anteil vom Heizwert in % Erdgas 12 Heizöl/Diesel 11 Steinkohle 6 Braunkohle 3 Biodiesel Bild 2.5.3: Anteile an Stromerzeugung

23 2.3.2 Preise Stromerzeugung Tabelle Investitionskosten Anstieg nuklearer Energieerzeugung (Bild)

24 2.3.5 Tabelle Kernkraftwerke Zeitabk. Netzlast

25 1 Konzepte zur Nutzung regenerativer Energien Generelle Probleme bei der Nutzung regenerativer Energiequellen Zeitlicher Bedarf und zeitliche Verfügbarkeit stimmen oftmals nicht überein (Wind, Sonne). Die erzeugte Energie (Strom, Wärme) ist nicht speicherbar. Dadurch wird keine Kapazität herkömmlicher Anlagen eingespart. Die regenerative Energie kann nur den fossilen Brennstoffdurchsatz dieser Anlagen verringern. Dadurch können nur Betriebskosten verringert werden, jedoch nicht die hohen Investitionskosten. Darum folgt: Die regenerative Energie muss zum Bruchteil der Kosten der fossilen Energieumwandlung erzeugbar sein. Regenerative Energien erzeugen überwiegend Strom (z. B. Wind, Wasser, Photovoltaik). Der Bedarf liegt in transport- und speicherfähigen Energieträgern, wie Kraftstoffe, Erdgas, Öl. Aus Strom kann jedoch als transport- und speicherfähiger Energieträger nur Wasserstoff, z. B. aus Elektrolyse, erzeugt werden. Der Einsatz von Wasserstoff erfordert in allen Bereichen neue Technologien. Im Verkehr werden neue Antriebe, wie z. B. Brennstoffzellen benötigt, bei Raumwärme müssen neue Brenner installiert werden und bei Prozesswärme müssen zusätzlich die Verfahren umgestellt werden, was teilweise neue Apparate zur Folge hat. Darüber hinaus müssen für den Transport und die Lagerung neue Infrastrukturen geschaffen werden. Dem flächendeckenden Einsatz von Wasserstoff wird daher in den nächsten 50 Jahren keine große Chance eingeräumt. Energiewandlung Wasser in Strom mittels Staudamm Vorteil - speicherfähig - ausgereifte Technik Nachteil - große Höhendifferenzen erforderlich - begrenzt auf Bergregionen Prognose - nur noch geringer Ausbau möglich - wird 2 % des Energieverbrauches nicht überschreiten

26 2 Wind in Strom mittels Kraftwerk Vorteil - zentrale Erzeugung mit vorhandener Infrastruktur zur Verteilung - Technik vorhanden mit hohem Entwicklungsgrad Nachteil - nicht ständig verfügbar - nicht speicherfähig - auf windreiche Standorte begrenzt - nur Stromerzeugung möglich Prognose - Kapazität wird weltweit stark ansteigen - Anteil an der Primärenergie wird jedoch auf wenige Prozent beschränkt bleiben Sonne in Strom mittels Photovoltaik Vorteil - Energiequelle weltweit unbegrenzt vorhanden Nachteil - an vielen Standorten nicht ständig verfügbar - nicht speicherfähig - begrenzt auf Stromerzeugung - Technik noch in Erforschung Prognose - wird noch in den nächsten Jahrzehnten keine Bedeutung erlangen

27 3 Sonne in Wärme mittels Kollektoren Vorteil - Energiequelle weltweit unbegrenzt verfügbar Nachteil - an vielen Standorten nicht ständig verfügbar - nicht speicherfähig - großer Flächenbedarf - nur dezentrale Erzeugung, da keine Verteilung möglich - Technik noch nicht ausgereift Prognose - Kapazität wird weltweit stark ansteigen - Anteil bleibt auf wenige Prozent beschränkt Biomasse in Brenngas mittels Vergärung Vorteil - speicherfähig - zentrale und dezentrale Erzeugung möglich - vielfältige Verwendung Erzeugung Strom mit Motor Erzeugung Raumwärme Erzeugung Prozesswärme Nachteil - Schwachgas (50 % CO 2 Anteil) - große Vermentervolumina - begrenzt auf spezielle Biomassen Prognose - Kapazität wird weltweit zunehmen - Anteil bleibt auf wenige Prozent begrenzt

28 4 Biomasse in Raumwärme mittels Verbrennung Vorteil - speicherfähig - dezentrale Erzeugung möglich Nachteil - kein automatischer Heizungsbetrieb möglich - geringe Transportdichte Prognose - bleibt auf spezielle Anwendungen in Agrarländern beschränkt Biomasse in Prozessgas mittels Pyrolyse Vorteil - Erzeugung von hochkalorischem Brenngas - vorhandene Infrastruktur (Gasleitungen, Brenner) können genutzt werden - zentrale und dezentrale Erzeugung möglich Nachteil - Teerabscheidung - Staubbeladung - Aufwändige Gasreinigung - Technik noch nicht ausgereift Prognose - weltweiter Ausbau der Kapazität - Anteil bis 10 %

29 5 Biomasse in Kraftstoffe mittels Vergasung Vorteil - vorhandene Infrastruktur kann genutzt werden, bezüglich Verteilung und Einsatz - speicher- und transportfähig Nachteil - aufwändige Technik notwendig - Fischer-Tropsch-Synthese muss noch optimiert werden Prognose - weltweiter Ausbau der Kapazität - Bedeutungsvoller Anteil über 10 % Geothermie in Wärme Vorteil - Erdwärme unbegrenzt an allen Standorten vorhanden - Bohrtechnik bekannte Technologie Nachteil - aufwändige Bohrungen auf große Tiefen notwendig - dezentrale Nutzung, da Verteilung schwierig Prognose - bleibt auf wenige Standorte beschränkt

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