SS 211 1 Beispiele physikalischer Grundverfahren Grundverfahren mechanisch elektrisch und thermisch Umformung Energie 1 2 3 4 5 6 1 mechan. Pendel Uhr Generator 2 elektrisch Elektro- Transmotor formator 3 thermisch Stirling-Motor Thermoeffekt MHD-Gener. 4 chemisch Verbrennungsmotor Brennstoff- zelle 5 Kernenergie 6 Strahlung Strahlungsdruck Reibung Verlustwärme 1. Hauptsatz Reaktionswärme Kernreaktion Fotozelle Absorption Fotoreakion Umformung Transport Speicherung 1 mechanisch begrenzt Rollen + pot./kin. E. + 2 elektrisch sehr gut Kabel ++ Kondensator - 3 thermisch schlecht Fernwärme o Isoliergefäß + 4 chemisch gut Rohre ++ Behälter ++ 5 Kernenergie nur über 3 Risiko - - Risiko - - 6 Strahlung begrenzt Transmission + schlecht - - Elektrolyse Beschleuniger Plasma Elektrolum. chemische T-Emission Reaktion 2. Haupt- Chemosatz lumineszenz Kern- Spalt- g-strahlung umwandlung produkte Fluoreszenz VDI-Innovationklima Index (28.9.27) Umwelttechnik 26,1 Energietechnik 2,6 Nanotechnik 16,9 Biotechnologie 13,8 Fahrzeugtechnikl 6,1 Mikrosystemtechnik 4,4 Medizintechnik 3,4 Automatisierung 3,2 opt. Technologien 3,2 Haustechnik 1,5 Andere,7 5 1 15 2 25 3 Anteil (%) 1,61% 12,9% 18,7% Stromerzeugung Netznutzung Messung Konzessionsabgabe Ökosteuer EEG-Abgabe Mehrwertsteuer 9,68% 1,3% 4,84% 41,9% Anteil Kosten. Gesamtkosten 15 Cent/kWh
SS 211 2 Anteile der Regerativernergien 26 Biomasse Wärme 44,5 biogene Kraftstoffe 9,8 Windenergie 16,1 Wasserkraft 11,4 Solarthermie Fotovoltaik Geothermie 1,8 1,1 1,1 1 2 3 4 5 Anteil (%) Regenerative Energie in 26 25 2 Anteil (TWh) Steigerung 25-6 (%) Anteil (TWh) 15 1 5 Summe Bioenergie Wind Wasser solar Geothermie
Stromhandel 1996 (effiz. Energienutz. 1 - Energie allgemein Europ. Gasverbund (Effiz. Energienutzung 1- Energie allgemein) Werkstoffe für effiziente Energiespeicherung SS 211 Frankreich Dänemark Schweiz Irland Österreich Spanien Portugal Griechenland Finnland Belgien Luxemburg Schweden Norwegen Niederlande Großbritanien Italien -4-2 2 4 6 8 Stromhandel 1996 [1 9 kwh] 3 Umrechnung Energie Einheit W kw kcal/ kcal/ kp PS en s h m/s 1 W=1 1,1 2,39,86,12,136 J/s 1-4 1 kw 1 1,239 86 12 1,36 1 419 4,19 1 36 427 5,69 kcal/s 1 1,16 1,16 2,8 1,119,158 kcal/h 1-3 1-4 1 9,81 9,81 2,34 8,43 1,133 kp m/s 1-3 1-3 1 PS 736,736,176 623 75 1 Anteil [%] 1 8 6 4 2 Erdgasversorgung in 2 4 17 28 33 2 Erdgas in Deutschl. (Effiz. Energienutz. 1 - Energie allgemein) Maßeinheiten 32 19 32 13 1996 21 (Prognose) DK/GB N NL Rußland Inland Verbrauch 1996: 89 1 9 m 3 21: 94 1 9 m 3 1 Ws = 1 J (1 cal = 4,166 Ws) ab 1. 1. 1978 verboten 1 kwh = 3,6 MJ 1 kg SkE = 29,3 MJ (Steinkohleeinheiten) 1 kg Rohöleinheit (RÖE) = 41 868 kj = 11,63 kwh 1 m 3 Erdgas = 31 736 kj = 8,816 kwh 1 barrel Öl = 159 L Abkürzungen: 1 3 k kilo 16 3 M mega 1 9 G giga 1 12 T tera 1 15 P peta 1 18 E exa Europäischer Gasverbund 1997 Verbrauch je Einwohner 1989 [ t RÖE] 1 8 6 4 2 Energieverbrauch Welt (Effiz. Energienutzung 1 - Verbrauch) Bevölkerung (1 9 Menschen) spez. Energieverbrauch (kwa/kopf) Gesamtenergieverbrauch Bevölkerung (TWa) mittlerer Verbrauch Welt Kanada Norwegen Schweden Australien DDR Niederlande Belgien/Lux. UdSSR Finnland BR Schweiz Frankreich GB Österrreich Japan Dänemark Italien Spanien China 3 25 2 15 1 5 Entwicklung Energieverbrauch und Weltbevölkerung Gesamtverbrauch Bevölkerung kwa/kopf 194 196 198 2 22 24 26 28 Quelle: Hering et al.: Phys. Techn. Taschenbuch, VDI-Verlag, Düsseldorf 1995
Förderung/Verbrauch Gas 92 (Effiz. Energienutzung - Vorräte) Werkstoffe für effiziente Energiespeicherung SS 211 4 Primärenergieverbrauch in 1995 1,4% 14,7% 35% 8,76% Mineralöl Naturgas Steinkohle Braunkohle Kernenergie Wasserkraft Sonstige 1,6% 12,6% Anteile Energie D 1995 (Effiz. Energienutzung - Verbrauch) Anteile 17,3% Anteile in % 5 45 4 35 3 25 Energieverbrauch in Haushalte und Kleinverbraucher Industrie Verkehr 2 1988 1989 199 1991 1992 1993 Förderung/Verbrauch [1 6 t RÖE] Förderung und Verbrauch von Gas in der Welt 1992 7 655 6 573 512 5 452 4 3 2 14 1 5963 3448 48 5346 Förderung Verbrauch 31 5 56 25 2625 28 41 ehem. UdSSR Kanada Niederlande Indonesien Großbritannien Algerien Saudi-Arabien Mexiko Norwegen Japan Frankreich Italien Energieverbrauch D (effiz. Enernutzung 1 - Energieverbrauch) Quelle: VDI-Nachrichten Nr.46 (1995) S5
Förderung/Verbrauch Uran 92 (Effiz. Energienutzung - Vorräte) Werkstoffe für effiziente Energiespeicherung SS 211 Förderung und Verbrauch von Stein- und Braunkohle in der Welt 1992 12 1,9 1 3 5 Förderung/Verbrauch [1 6 t] 1 8 6 4 2 China 831 468 ehem. UdSSR 238 179 175 132 87 72 Indien Australien Südafrika Polen Großbritannien 4 Nordkorea 242 ehem. UdSSR ehem. CSFR Steinkohle Braunkohle 138 76 73 66 54 51 49 36 33 Polen Griechenland Australien Türkei Bulgarien Kanada Förderung Stein/Braunkohle 92 (Effiz. Energienutzung - Vorräte) Förderung und Verbrauch von Uran in der Welt 1992 Förderung/Verbrauch [1 3 t] 2 15 1 5 16,9 9,4 7,9 3 2,7 2,7 2,62,7 2,3 2,1 1,4 1,8 1,7 1,7 Kanada Niger Kasachstan Usbekistan Rußland Australien Frankreich Manibia Südafrika 7 Japan Förderung Verbrauch 3,5 2,4 1,6 1,4 1,3 Großbritannien Ukraine Schweden Südkorea Gasreserven in Europa Weltweite Gasreserven: 133 Tm (= 1,53 EkWh) 3 Gasreserven Europa (Vorlesung effiz. Energienutzung) aus: VDI Nachrichten 1.7.98, S. 21 nach Ruhrgas Preis [DM/t SKE] 3 25 2 15 1 Importkohle deutsche Kohle Entwicklung Kohlepreis Kohlepreis (effiz. Energienutzung - Vorräte) 5 197 1975 198 1985 199 1995 Weltweite Energievorräte und -reserven Quelle: BGR, 1994 7 Vorrat [Mrd. t SKE = 29,3 EJ] 6 5 4 3 2 1 Ölschiefer, Teersand Erdöl Erdgas Braunkohle Steinkohle Energievorrat (effiz. Energienutzung - Vorräte)
SS 211 6 Edelmetalle, Preisentwicklung Quelle: http://www.gold.de/ Quelle: Wikipedia Quelle: www.energiesparen-im-haushalt.de
SS 211 7 andere Emissionen CH 4 durch Energieumwandlung erzeugte Emissionen CO 2 1% 5% 11% CO 2 CO 2 CH 4 + N 2 O 15% 29% Zusammensetzung Luft (Vol.-%): FCKW 2% 1% CH 4 Kraftwerke Wärme&Transport Erdgasförderung chem. Produkte Landwirtschaft Urwald CO2 Urwald CH4 Stickstoff 78,9 Ursache CO2-Emission (Efiz. Energienutzung - Auswirkungen) Sauerstoff 2,95 Argon,93 Kohlendioxid,33 Neon,16 Helium,52 Krypton,11 Wasserstoff,1 7 6 5 Entwicklung CO 2 -Emissionen nach Regionen OECD ehem. UdSSR+Osteuropa Rest Welt Xenon,8 Anteil [%] 4 3 2 1 1971 199 21 Entwicklung CO2-Emission (Effiz. Energienutzung - Auswirkungen) Transmission CO 2 Transmission Wasserdampf Temperaturänderung von 1974 bis 1993 ( C) Quelle: dkrz/mpi f. Met./VDI-Nachrichten 18.5.21, S. 23
SS 211 Erhöhung der Bodentemperatur bis 285. A: keine Veränderungen, D: gezieltes Gegensteuern (Enquete-Kommission Deutscher Bundestag) 8 Durch Meeresspiegelanstieg gefährdete Küstenzonen in Europa (Enquete-Kommission Deutscher Bundestag)