CO2- Ausstieg. Grundlagen Konzept erneuerbare Energien. Handwerk hat grünen Boden Mai 2009

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1 CO2- Ausstieg Grundlagen Konzept erneuerbare Energien

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3 Einstieg: Die Sonnenstrahlung durchdringt die Erdatmosphäre und wird von der Erdoberfläche - den Gewässern, Steinen,Pflanzen und Lebewesen - teils reflektiert, teils absorbiert. Hier beginnen Kaskaden von Energieumwandlungen, in die sich der Mensch einschalten muss, wenn er mechanische Arbeit, elektrische Energie und Temperaturen oberhalb des Umgebungslevels gewinnen möchte. Ein Teil der Solarenergie ist chemisch gebunden und in der Erde eingelagert worden.

4 Einstieg: Diese fossile Energie bildet die Basis unseres exponentiell steigenden Komfortgewinns in den letzten Jahrhunderten. Heute stehen wir vor der Aufgabe, unseren aktuellen Energiebedarf aus der täglich eintreffenden Solarenergie zu decken. Die Zeitverschiebung zwischen dem Eintreffen der Energie auf der Erdoberfläche und ihrer Nutzung darf nur noch Sekunden und Stunden (Photovoltaik und Solarthermie), Tage (Windenergie), Wochen (Wasserkraft) und Monate (Biomasse) betragen. Aber was bedeutet das technisch? Welche Herausforderungen sind hier zu bewältigen?

5 Landläufige Meinungen zum Thema: ich allein kann sowieso nichts verändern so lange die Großen große Autos fahren kann ich auch Die Amerikaner verplempern viel mehr Energie als wir Welchen Anteil hat die Landwirtschaft am Konflikt? Mein Heizkessel erzeugt dieses Jahr nur 10%CO2 statt 12% im vorigen Jahr Eine Photovoltaikanlage erzeugt bei der Produktion mehr CO2 als sie später einspart. in anderen Gegenden Deutschlands scheint viel mehr Sonne

6 Ein wenig Theorie: Der Treibhauseffekt bewirkt umgangssprachlich die Erwärmung eines Planeten durch Treibhausgase und Wasserdampf in der Atmosphäre. Heute fasst man den Begriff viel weiter und bezeichnet den atmosphärischen Wärmestau der von der Sonne beschienenen Erde als atmosphärischen Treibhauseffekt, da die beiden Situationen physikalisch vergleichbar sind. Der durch menschliche Eingriffe entstandene Anteil am atmosphärischen Treibhauseffekt wird anthropogener Treibhauseffekt genannt. Oft ist mit dem Begriff Treibhauseffekt verkürzt gleichzeitig die globale Erwärmung gemeint

7 Einstrahlung: Solarkonstante 1367 W/m² im Mittel ¼, d.h. 342W7m² Reflektion in den Weltraum: 30%, d.h. 103 W/m², absorbiert70% rund 239W/m² würde Oberflächentemp. Von minus 18 C bedeuten Die aufgeheizten Treibhausgase bestrahlen aber mit 150 W/m², dadurch sind es insges. 389W/m² die die Erdoberfläche absorbiert und damit werden +15 C abgestrahlt.

8 Energiebilanz der Erde

9 Anteil am Treibhausprozess in % Wasserdampf 60 % Kohlenstoffdioxid(CO 2 ) 20 % Methan (CH 4 ) 20 % Lachgas (N 2 O) 5-6%

10 Faktor CO 2 -Äquivalente Kohlendioxid CO 2 Methan CH 4 21 Lachgas N 2 O 310 Fluorkohlenwasserstoffe H-FKW/HFCs Kohlenwasserstoffe FKW/PFCs Schwefelhexafluorid SF

11 Energiebilanz Photovoltaik/ CO2-Bilanz PV Eines der hartnäckigsten Vorurteile gegen die Photovoltaik lautet, der Aufwand für die Herstellung einer Solarstromanlage sei größer als der Ertrag, den sie je liefern könne. Verschiedene Ökobilanzen belegen das Gegenteil: Eine Solaranlage mit monokristallinen Siliziumzellen (in Modulen mit besonders hohem Wirkungsgrad) hat spätestens nach sieben Jahren die Energiemenge erzeugt, die zu ihrer Herstellung benötigt wurde. Bei einer erwarteten Lebensdauer von 30 Jahren generiert eine Solaranlage zehnmal mehr Energie, als für dessen Herstellung aufgewendet wurde. C:\MSE\Kundendateien\co2\Vortrag\tJ278000kwh1.doc

12 0015-Welchen Anteil kann Solar übernehmen?

13 Gabriel nennt US-Amerikaner Vandalen Deutliche Worte von Siegmar Gabriel Bundesumweltminister Siegmar Gabriel kritisierte den Beitrag der USA und Chinas in der Debatte um den zweiten UN-Klimabericht als skandalös. Wir sind froh, dass wir diese Art des wissenschaftlichen Vandalismus am Ende haben verhindern können, sagte der SPD- Politiker zu Reuters TV. Die Menschen haben ein Recht darauf zu erfahren, welche Konsequenzen ihnen drohen, wenn wir den Klimawandel nicht stoppen. In Deutschland müsse man sich nun Gedanken darüber machen, wie man mit den Folgen des Klimawandels umgehe. Das gelte etwa für Trockenperioden im Südwesten und Nordosten des Landes.

14 Ländervergleich Treibhausgasemissionen der 8 Schlimmsten Staat CO2-Äquiva- Anteil an den Emissionen lente in Mio. t weltweiten in t pro EW Emissionen USA ,8 % 23,55 China ,7 % 3,1 Russl ,8 % 14,2 Japan ,6 % 10,7 Indien ,1 % 1,1 BRD ,4 % 12,3 Brasilien 658 2,2 % 3,8 Italien 582 2,0 % 10,1

15 Private Energiebilanz

16 Rolle der Landwirtschaft

17 Berliner Zeitung ( ) BERLIN. Wenn es um die größten Klimasünder geht, denken die meisten Menschen zuerst an rauchende Schlote, dampfende Kühltürme oder spritschluckende Autos. Die Kuh dagegen taucht in der Liste der Umweltsünder meist nicht auf. Was ein Fehler ist. Denn kein anderer Bereich stößt weltweit mehr Klimagase aus als die Landwirtschaft. Knapp 31 Prozent aller Treibhausgase geht auf ihr Konto. Darauf haben nicht zuletzt die UN-Experten des Weltklimarates in ihrem jüngsten Bericht hingewiesen. Allein durch die Rodung von Wäldern für Weide- und Ackerland entstehen nach Angaben der Welternährungsorganisation 2,4 Milliarden Tonnen Kohlendioxid (CO2) im Jahr. Noch schädlicher für das Wetter ist ist das Klimagas Methan, das Wiederkäuer wie Kühe bei der Verdauung freisetzen. Die weltweit 1,5 Milliarden Rinder und 1,7 Milliarden Ziegen und Schafe produzieren so 80 Millionen Tonnen Methan im Jahr. Daneben entstehen in der Viehwirtschaft Lachgase durch die Gülle der Tiere und durch die Düngung der Böden. Letztere sind fast 300 Mal so schädlich wie CO2.

18 Die Mär vom Klimakiller Kuh Klimakiller? Gerade mal mit 1,82 Prozent tragen Rinder zu den Treibhausgas-Gesamtemissionen Deutschlands bei Von Jens Lubbadeh Methan ist ein stark wirksames Klimagas und trägt mit zur globalen Erwärmung bei. Kühe, aus deren Därmen Methanwolken im großen Stil entweichen, werden in sensationslüsternen Pressemeldungen gerne zu Klimakillern erklärt. Ein Ablenkungsmanöver. Täglich entweichen aus den Hintern und Mäulern wiederkäuender Kühe Tonnen von Methan. Die Mengen sind auf den ersten Blick eindrucksvoll: Eine einzige Milchkuh produziert jeden Tag 235 Liter Methangas. Was da dem Kuhhintern entweicht, hat es in sich: Methan ist in seiner klimaschädlichen Wirkung viel stärker als Kohlendioxid. So wurde die furzende Kuh schnell zum Klimakiller gestempelt. Zu Unrecht. Methan ist die Nummer Zwei unter den Klimagasen Redet man über Klimawandel, gibt es einen großen Übeltäter und nach ihm lange nichts: Kohlendioxid (CO2). Das Problemgas, das bei jeglicher Verbrennung entsteht - egal ob von Kalorien oder Kohle -, verursacht den Treibhauseffekt, indem es sich in der Atmosphäre wie eine Glasglocke über die Erde legt. Die vom Planeten abgestrahlte Wärme wird von den Klimagasen in der Atmosphäre verstärkt abgefangen und wieder zurückgeworfen. Die Folge: steigende Temperaturen. Obwohl CO2 unbestritten der Hauptgrund für den Treibhauseffekt und den damit verbundenen Klimawandel ist, gibt es noch eine Reihe anderer garstiger Gase: Die Nummer Zwei unter den Klimagasen ist Methan (CH4). Wie CO2 ist es farb- und geruchslos und entsteht bei toffwechselprozessen von Pflanzen und Tieren. Genau wie Kohlendioxid ist heutzutage auch zuviel Methan in der Atmosphäre. Wissenschaftler, die anhand von Eisbohrungen die atmosphärische Zusammensetzung über einen Zeitraum von Tausenden von Jahren rekonstruieren können, fanden heraus, dass sich der Methangehalt in den letzten Jahren mehr als verdoppelt hat.

19 Die Mär vom Klimakiller Kuh Deutsche Rinder haben nur geringen Anteil an den Gesamtemissionen Klimaforscher stufen Methan in seiner klimaschädigenden Wirkung als 21 Mal so stark ein wie CO2. Martin Heimann vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie erklärt, warum das so ist:: "Ein einzelnes Methanmolekül kann die Wärmestrahlung der Erde viel effizienter absorbieren und wieder abgeben als ein Kohlendioxidmolekül. " Weil seine Lebensdauer in der Atmosphäre jedoch kürzer ist als die des Kohlendioxids, haben Klimaforscher seine Wirksamkeit im Vergleich zum CO2 auf den Faktor 21 beziffert. "Methan reagiert in der Atmosphäre außerdem noch zu CO2 und Wasserdampf", sagt Heimann. Diese beiden Endprodukte tragen ihrerseit wieder zum Treibhauseffekt bei. Um die verschieden starken Klimagase in ihrer Wirkung vergleichen zu können, haben sich Klimaforscher auf eine Einheit verständigt: CO2-Äquivalente. In ihrer Emissionsbilanz geben die sich dem Kyoto-Protokoll verpflichtenden Staaten eine Tonne ausgestoßenes Methan damit als 21 Tonnen CO2-Äquivalente an. Wie groß der Methan-Anteil an den weltweiten Gesamtemissionen ist, lässt sich nur schätzen - das World Resources Institute (WRI) beziffert ihn auf 14 Prozent, ein Drittel davon stammt dabei aus Viehzucht und Düngerwirtschaft. So eindrucksvoll die absoluten Methan-Mengen klingen, die eine Kuh täglich ausstößt - im Verhältnis sind deutsche Rinder nur Statisten in der Klimabilanz der Bundesrepublik: Nach Angaben des Umweltbundesamtes trugen sie mit nur 1,82 Prozent zu den Gesamtemissionen Deutschlands im Jahr 2004 bei. Der vermeintliche Klimakiller Kuh ist somit nur ein kleiner Fisch unter den Verursachern des Treibhauseffekts. Der Mensch ist und bleibt der wahre Übeltäter. Milchkühe sind Hochleistungsproduzenten. Versuche, sie durch Beeinflussung ihrer komplizierten Magen-Bakterienflora "methanärmer" zu machen, sind schwierig

20 Treibhausgrafik

21 Verbrennungsgleichung Die Verbrennung von fossilen Energieträgern[5]. Nachstehend die Verbrennung von Kohlenstoff Die Verbrennung von fossilen Energieträgern[5]. Nachstehend die Verbrennung von Kohlenstoff (vgl.: Kohle). 1 Mol Kohlenstoff (12,01 g) reagiert mit 1 Mol Sauerstoff (32,00 g) zu 1 Mol Kohlenstoffdioxid (44,01 g)