Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement

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1 Fortbildung Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 1

2 Einführung Energie Definitionen Energie Einheiten Dimensionen Beispiele Verbräuche - Erträge Tabellen Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 2

3 Definition Energie Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden Energie ist nötig um einen Körper zu beschleunigen oder um ihn entgegen einer Kraft zu bewegen um eine Substanz zu erwärmen um ein Gas zusammenzudrücken um elektrischen Strom fließen zu lassen um elektromagnetische Wellen abzustrahlen Um chemische Verbindungen zu bilden oder zu lösen Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 3

4 Energieformen Potentielle Energie (Höhen-, Lageenergie) Beispiel: Wasser im Stausee Kinetische Energie (Bewegungsenergie) Beispiel: Wasser im fließenden System Chemische Energie Beispiel: Treibstoffe (Verbrennung, Brennstoffzellen, KWK), Nahrungsmittel Thermische Energie (Wärmeenergie) ungeordneten Bewegung der Atome, Moleküle Elektrische Energie ( Strom ) Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 4

5 Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 5

6 Energiebegriffe Primärenergie Energie, die mit den natürlich vorkommenden Energieformen oder Energiequellen zur Verfügung steht fossile Energie wie Braunkohle, Steinkohle, Erdgas und Erdöl erneuerbare Energie wie Biomasse, Wasserkraft, Sonnenenergie, Erdwärme, Windenergie Kernenergie, hauptsächlich Uran Sekundärenergie Energie eines Energieträgers, die nach einer Umwandlung der Primärenergie zur Verfügung stehen (Verbrennung, Kernspaltung oder Raffinieren) Endenergie beim Endverbraucher ankommende Energie (Abzug von Transport- und Umwandlungsverlusten für Heizung, Warmwasser und Lüftung) Nutzenergie Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 6

7 Maßeinheit der Energie SI-Einheit für Energie heißt Joule [J] (entspricht der Energie, die benötigt wird, um 102 g um 1 m anheben) SI - Système international d unités 1 Joule [J] = 1 Wattsekunde [Ws] = 1 Newtonmeter [Nm] Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 7

8 Maßeinheit der Energie 1 Joule [J] = 1 Wattsekunde [Ws] 1 J = 1 Ws 60 x 60 J = 1 Wh J = 3,6 KJ = 1 Wh J = kj= 3,6 MJ = 1 kwh Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 8

9 Dimensionen, Präfixe Kilo (k=10 3 ), Mega (M=10 6 ), Giga (G=10 9 ), Tera (T=10 12 ), Peta (P=10 15 ), Exa (E=10 18 ) Milli (m=10-3 ), Mikro (µ=10-6 ), Nano (n=10-9 ), Pico (p=10-12 ), Femto (f=10-15 ), Atto (a=10-18 ) Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 9

10 Weitere Einheiten für Energie Kalorie [cal] (entspricht der Energie, die benötigt wird, um 1 Gramm Wasser um 1 Kelvin zu erwärmen) 1 cal = 4,1868 J; 1 J = 0,239 cal Steinkohleäquivalent (tste, tce) 1 t STE = 29,3076 x 10 9 J (wieviel in Wh?) Rohöläquivalent (tröl, toe) 1 tröl = 41,868 x 10 9 J (wieviel in Wh?) Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 10

11 Leistung Energie Ein ruhender Mensch hat einen Grundumsatz von etwa Watt (Leistung) 75 Watt über 24 Stunden 75 W x 24 h = Wh = 1,8 kwh 1 Ws = 1 Joule 1 Stunde hat Sekunden 1 Wh = Joule 1 kwh = J x = Joule 1,8 kwh = J x 1,8 = Joule 6,48 MJ 1 J = 0,239 cal; also cal = kcal Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 11

12 Beispiele Energieverbrauch: 2000 W Heizplatte läuft 2 h: 2000 W x 2 h = 4000 Wh = 4 kwh 4 x 3,6 MJ = 14,4 MJ Energieverbrauch: 30 Minuten Sport (150 W): 150 Watt x 0,5 h = 75 Wh 75 x 3,6 kj = 270 kj 270 x 0,239 cal = 64,5 kcal Stromverbrauch: 60 W-Glühlampe brennt 10 Stunden: 600 Wh = 0,6 kwh 0,6 x 3,6 MJ = 2,16 MJ Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 12

13 Energie-Umsätze Schreibtischtäter 8 bis 9 MJ (etwa 2,5 kwh, kcal) körperlich arbeitender Mensch 12 bis 15 MJ (etwa 3,5 bis 4 kwh, kcal) Autofahrer in Deutschland km; 7,6 l/100 km 915 l Benzin/a = 2,51 l/d mittlere Energiegehalt von Super liegt bei 8,6 kwh/l 21,6 kwh/tag Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 13

14 Das ist nicht alles!!! Autofahrer in Deutschland km; 7,5 l/100 km 915 l Benzin/a = 2,51 l/d mittlere Energiegehalt von Super liegt bei 8,6 kwh/l 21,6 kwh/d Ölförderung, Öltransport zur Raffinerie, Herstellung von Benzin, Verteilung an die Tankstellen: Faktor 1,4 21,6 kwh/d x 1,4 = 30,24 kwh/d Energieaufwand für die Herstellung des Autos 17,4 kwh/d + 30,24 kwh/d = 47,64 kwh/d Infrastruktur (Straßenbau, Wartung etc.) ca. 50 kwh/d Aufs Jahr: kwh Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 14

15 Erträge Gundremmingen B Nennleistung 1344 MW 9954 GWh Stromproduktion in 2010, d. h. ca Volllaststunden Regiowind Freiburg Leistung 6 x 1,8 MW (10,8) ca. 16 Mio. kwh Ertrag/a ca Volllaststunden Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 15

16 Persönliche Verbräuche Primärenergieverbrauch in Deutschland gut kwh/a pro Einwohner USA ca kwh/a China kwh/a Indien kwh/a Afrika kwh/a Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 16

17 Kommunales Energie- und Klimaschutzmanagement Dr. Wulf Westermann 20