Energie Formen. Kleine Umrechenhilfen. Maßenheiten für Energie. Energie und der Mensch

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1 Energie Formen Bei dieser Foliensammlung handelt es sich um einen Entwurf. Bitte nicht veröffentlichen! Energie kann viele Formen annehmen: Die Rechte für einige der Grafiken sind noch nicht eingeholt. Vielen Dank Josef Kreitmayer Bewegungsenergie (Masse in Bewegung) Elektrische Energie Strahlungsenergie (Licht zum Beispiel) Chemische Enerige Thermische Energie (Wärme / Kälte) Potentielle Energie (gespeicherte Energie z.b. Batterie) Maßenheiten für Energie Es gibt vielerlei Maßenheiten für Energie, die bekanntesten sind: Kalorien cl (oft kcl = Kilokalorie = 1000 cl) Kilowatt Stunden kwh = 1000 Watt für 1 Stunde Joule Kleine Umrechenhilfen Kilowattstunden kwh in Megajoule MJ 1 kwh = 3,6 MJ 1 MJ = 0,28 kwh Die Wichtigsten Größeneinheiten: Kilo = 1000 Mega = Million Giga = Milliarde Tera = Billiarde (1000 Milliarden) Energie und der Mensch Ein Erwachsener Mensch braucht zum Leben etwa 2500 kcal das sind 10 MJ/Tag oder 2 kcal/ Minute. Ein Mensch erzeugt ca. 70 Watt an Wärmeenergie, und kann maximal 100 Watt an Kraft aufbringen. Um sich für ein ganzes Jahr zu Ernähren verbraucht ein Vegetarier etwa 4,75 Gigajoulean Energie. Ein Fleischesser verbraucht etwa 26,12 Gigajoule an Energie, weil die Fütterung der Tiere viel mehr Energie verbraucht als der direkte Verzehr der Pflanzen. Ein Fleischesser verbraucht also etwa 5,5 mal mehr Primärenergie (Energie die zur Verfügung steht) als ein Vegetarier. Wissenswertes zu Energie in der Menscheits Geschichte Die Geschichte der Menschheit ist e von Jahren alt Erst seit weniger als 150 Jahren in dieser jährigen Geschichte verwendet der Mensch fossile Brennstoffe zur Energieerzeugung. Erst seit weniger als 60 Jahren (Hiroshima 1945) verwendet der Mensch atomare Energie Noch zu Beginn der Industriellen Revolution um 1800 n.chr wurde mehr als 70% der verwendeten mechanischen Energie durch Muskelkraft erzeugt, der Rest durch Wasserkraft und Wind. Die Verbrennung von Brennstoffen diente nur zum Kochen und zur Wärmegewinnung. 1

2 Energie und ein bisschen Menschheitsgeschichte In der Menschheitsgeschichte spricht man von 3 Entwicklungsstufen: Die Jäger und Sammler Gesellschaft Die agrarische Gesellschaft (Ackerbau und Viehzucht) Die industrielle Gesellschaft (heute) die Folgende Zeitlinie zeigt die Entwicklungsstufen im Zeitverlauf, das Bild danach zeigt den Energieverbrauch der einzelnen Lebensweisen Jäger und Sammler Agrargesellschaft Industriegesellschaft Energie Input in GJ / Einwohner jährlich Etwa Menschen sind nötig um diese Leistung aus reiner Muskelkraft aufbringen zu können! Motorleistung 150 Kilowatt = Watt Prof. Helmut Haberl Vortrag Ringvorlesung soziale Ökologie SS 2008 Welt Primärenergieverbrauch in Mio Tonnen Rohöl equivalent 12000, ,0 8000, ,0 4000, ,7 2000,0 0, Jahre einen Verdreifachung Tendenz steigend Quelle: Bp Studie Workbook historical Data

3 Welt Primärenergieverbrauch nach Energieträgern Woher kommt die Energie in Österreich? 5% 6% 29% 36% Oil Natural Gas Coal Nuclear Energy Hydro electric 24% * In this Review, primary energy comprises commercially traded fuels only. Excluded, therefore, are fuels such as wood, peat and animal waste which, though important Quelle: Bp Studie Workbook historical Data Wo wird die Energie verbraucht? Beispiel Wien (2004): Private Haushalte 31% Landwirtschaf t 0,44% Produzierend er Bereich 12% Verkehr 32% Öffentliche und private Dienstleistun gen 24% Gesamt: 135 PJ (= 37,5 TWh) Energiegewinnung durch Verbrennung Bis auf einen kleinen Teil der erneuerbaren Energieträger (Solarenergie und Windenergie) und einem in Österreich geringen Teil Atom Energie bekommen wir fast alle Energie außer Nahrungsmittelenergie aus der Verbrennung von Stoffen. zu einem Großteil aus der Verbrennung von fossilen Materialien. Bei der Verbrennung von Stoffen wird ein großer Teil des vorher festen Materials zu gasförmigem Material Ein Großteil davon ist CO2. CO2 und der Klimawandel CO2 in der Atmosphäre verstärkt den sogenannten natürlichen Treibhauseffekt. Kurzwellige Sonnenstrahlen treffen auf die Erde und werden als langwellige Wärmestrahlung wieder in den Weltraum reflektiert. Das Molekül CO2 (1 Atom Kohlenstoff, 2 Atome Sauerstoff) hat genau die Größe, in der sich diese langwelligen Strahlen reflektieren und wieder auf die Erde zurückstrahlen. Durch die große Menge (unglaublich groß) an festem Material, dass die Menschen verbrennen wird so viel CO2 in die Atmosphäre frei gesetzt, dass eine Änderung des Wärme Austausch Gleichgewichts des Planeten passiert. Man spricht dabei vom Klimawandel. C Cycle & Climate 21. Jahrhundert, heute Lüthi et al (EPICA) 2008 Nature 453 3

4 Kyoto Die Regierungen der Menschheit haben das Problem des Klimawandels erkannt, und versuchen Politik zu machen, die den unglaublich rasanten Anstieg an Energieverbrauch und der zur Energiegewinnung verringern kann. Im Kyoto Protokoll wurde bereits 1995 für Europa festgelegt, dass der Ausstoß an CO2 verringert werden muss. Der CO2 Ausstoß für Österreich sieht aus wie auf der nächsten Folie dargestellt: Co2 Emissionen nach Sektoren % der CO2 Emissionen entstehen im Sektor Energieaufbringung, etwa fast 90% davon ensteht bei der Erzeugung von elektrischem Strom Weitere 17% der CO2 Emissionen entstehen für Raumwärme und Kleinverbrauch wovon mehr als die Hälfte davon (etwa 60%) in Wohnungen und Wohnhäusern entsteht Datenquelle: Kyoto Fortschrittsbericht Bundesumweltamt Steigender Energieverbrauch Seit 1970 hat sich der Stromverbrauch in Österreich mehr als verdoppelt!!! Jährlich steigt der Stromverbrauch in Österreich um etwa 2 3%. Österreich kann nicht genug Strom selbst produzieren und muss immer mehr Strom importieren, momentan etwa 9%. Vom Importierten Strom wird etwa 30% mit Atomenergie produziert, und 60% mit fossiler Energie. Stromverbrauch in Wien (2004) Private Haushalte machen etwa 28% des gesamten Stromverbrauchs in Wien aus. Entwicklung der Stromerzeugung seit 1970 Elektrizität in Österreich (2006) Stromverbrauch Stromaufbringung davon 30% Atom Kleiner Fehler: Netzverluste 0,043 sollte 4,3% heißen Datenquelle: E Control mit freundlicher Unterstützung der Ökostrom AG 4

5 Prognosen für weltweiten Energieverbrauch: Bei weltweiten Energieprognosen, stellt sich die Frage: Bequemlichkeit > verheerender Klimawandel für die zukünftige Generation ja/oder nein? Zukunftsprognose 2050 / 2100 Globale Entwicklung bei unverändertem Energiekonsum und gleichbleibender Technologie Wohl gemerkt, jede nationale Energieprognose ist ein Teil der globalen Energieprognose! Die Energie verbrauchen wir alle, nicht die anderen! Zukunftsprognose 2050/2100 bei Einsparungen und Wechsel zu erneuerbaren Energien Energie sparen!!!! Gut für die Umwelt und gut für die Geldbörse!!! Wie können wir Energie sparen??? Es ist leichte als Sie vielleicht denken!!!! 5

6 Was können Sie tun: Stand By vermeiden Ineffiziente alte Geräte tauschen Energiesparlampen verwenden Richtig Heizen Wo wird im Haushalt Strom verbraucht? Wenn möglich: Wärmedämmen Solaranlage für Warmwasser Ökostrom anmelden (nicht für die Effizienz, aber für zukünftige Generationen) Geräte mit veralteter Technik verschwenden viel Energie Viele Geräte verschwenden durch sogenannten Stand By Modus viel Energie In vielen Fällen ist der Name Stand by (in Bereitschaft) dabei aber irreführend! Standby Verluste je weniger desto besser, Geld sparen ohne Komforteinbuße Wenn Sie näheres zu Effizienter Beleuchtung und der Vermeidung von wissen wollen: fragen Sie doch jemanden unserer Agendagruppe 6

7 Noch ein kleiner tipp: Achten Sie beim Kauf neuer Geräte darauf beste Geräte zu kaufen, vertrauen Sie auf das europäische Energie- Label, aber Fragen Sie immer nach A+ oder A++. Der Großteil der Geräte am Der Großteil der Geräte am Markt erfüllt mitlerweile Status A, nur Beste Geräte erhalten A+ und A++. 7