Woher kommt in Zukunft die Energie, die wir brauchen? Walter Straub Folie 1
Übersicht Grundbegriffe Physik Formen der Energie Erneuerbare Energien Diskussion Walter Straub Folie 2
Grundbegriffe: Energie in Joule (J) * Leistung in Watt (W) ** Joule = Newton mal Meter = Watt mal Sekunde J = N m = W s oder 3.600.000 J = 1 kwh * Wenn man eine 100g Tafel Schokolade um einen Meter höher legt, hat die Tafel ein Joule mehr (Lage-) Energie als vorher. ** Wenn das Anheben in einer Sekunde geschieht, hat man dazu 1 Watt Leistung benötigt. Walter Straub Folie 3
Physik: Satz von der Erhaltung der Energie Energie kann weder geschaffen noch vernichtet werden; sie kann aber von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Der Energiegehalt unseres Universums bleibt konstant. Walter Straub Folie 4
Verschieden Energie-Formen: Chemische Strahlungs- Kinetische Potentielle- oder Lage- Elektrische Kern- Thermische Schall Wellen u.a. Walter Straub Folie 5
Erneuerbare Energien Walter Straub Folie 6
Der Ursprung der Erneuerbaren Energien ist unser Universum Das Sonnensystem: Sonne, Erde und Mond Walter Straub Folie 7
Mond - Energie Ebbe und Flut Gezeitenkraftwerke Strömungskraftwerke Walter Straub Folie 8
Erde: Geo-Thermie Die Temperatur von 99 % der Erdkugel ist wärmer als 1000 C die Temperatur von nur 0,1 % der Erdkugel ist kälter als 100 C Umfang ca. 40000 km Radius ca. 6400 km ΔR1000 = ca. 21 km ΔR100 = ca. 2,0 km Walter Straub Folie 9
Geothermie Unterhaching ca. 240 Tonnen ca. 6,4 km/h Walter Straub Folie 10
Geothermie-Ertrag Schüttung 125 Liter/Sek Max Temperatur hoch 130 C Min Temperatur runter 60 C Spez. Energie von H2O 1,16 kwh/(m³k) Leistung 36,54 MW Zeit 8760 h/a Energie 320.076.384,00 kwh/a Preis 0,04 /kwh Ertrag 12.803.055,36 /a Walter Straub Folie 11
Sonnen-Energie direkt indirekt gespeichert StrahlungsEnergie Mechanische Energie Bio-Energie Strahlung SolarArchitektur SolarKollektoren Wärme SolarDampf Kraftwerk Luft- & Wasser Bewegung FotoWind- WasserVoltaik- Kraft- KraftAnlagen Werke Werke Strom Fotosynthese BioMasse BioÖl BioGas (z.b. Holz) Wärme, Strom + Treibstoff ---------- bei Tag und im Sommer --------------- ganzjährig --------- bei Nacht und im Winter Walter Straub Folie 12
Regenerativer-Strom Bio-Treibstoff Elektrolyse von H2O Wärmepumpen Wasserstoffwirtschaft Wärme Brennstoff-Zelle Wärme Strom Wind-Gas Walter Straub Folie 13 Wasserstoff-Motoren für BHKW & Auto
Sonnen-Energie direkt indirekt StrahlungsEnergie Mechanische Energie Diese Nutzung ist CO2-frei Strahlung SolarArchitektur SolarKollektoren Wärme SolarDampf Kraftwer k Luft- & Wasser Bewegung FotoWind- WasserVoltaik- Kraft- KraftAnlagen Werke Werke Strom gespeichert Diese Nutzung ist CO2neutral Bio-Energie Fotosynthese BioMasse BioÖl BioGas (z.b. Holz) Wärme, Strom + Treibstoff ---------- bei Tag und im Sommer --------------- ganzjährig --------- bei Nacht und im Winter Walter Straub Folie 14
Solar Architektur Quelle: Internet 1 2 3 4 5 6 Südliche Glasfläche Speicherwand Einzelne Fenster nach Norden regulierbare Luftöffnungen zum Innenraum Speicherboden Bewegliche Isolierung Erneuerbare Energie in Bayern, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie Walter Straub Folie 15
Thermische Solar Kollektoren Walter Straub Folie 16
Das Desertec Projekt Walter Straub Folie 17
PV-Anlage Büchlweg 42 30 m² 3,96 kwp Ertrag: ca. 3600 kwh/jahr Das Verteilernetz der E.ON Bayern Netz GmbH Walter Straub Folie 18
Spezifische Leistung (W/m²) Leistung im Wind 5000 4000 3000 W/m² 2000 1000 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Windgeschwindigkeit (m/s) y = k x³ WEA 80 m Durchmesser ( η = 30%) Leistung (kw) 8000 6000 4000 (kw) 2000 0 0 Enercon 2 4 8 10 12 14 Windgeschwindigkeit (m/s) Windenergieanlage (WEA) 6 Walter Straub Folie 19 16 18 20 1 m/s = 3,6 kmh
Wasserkraft: Mühltal/Isar Maximale Leistung 12 MW Jährliche elektr. Energie Walter Straub Folie 20 70-80 Mio. kwh
CxHx Walter Straub Folie 21
5 kwh/kg 600 kg/m3 Einfamilienhaus HolzPellets 10 m3 /Jahr (2 m x 2 m x 2,5m) Quelle: Internet Walter Straub Folie 22
Erzeugung von Bio-Öl Aussaat der Öl-Pflanze Pflanze wachsen lassen Samen ernten Samen zerkleinern auspressen ==> Bio-Öl Ölkuchen ist hochwertiges Tierfutter oder Dünger C.A.R.M.E.N. Walter Straub Folie 23
Erd-GasNetz Bio-Gas Quelle: Internet Walter Straub Folie 24
Biomüll-Vergärungsanlage in Kirchstockach ErdGasNetz Schaubild der Biomüll-Vergärungsanlage, Kirchstockach Walter Straub Folie 25
Erneuerbare Energie in Bayern, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie Walter Straub Folie 26
ENERTRAG Hybridkraftwerk Walter Straub Folie 27
Prinzip einer KompressionsWärmepumpe nach Erneuerbarer Energien in Bayern Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie, Verlag Marketing u. Wirtschaft GmbH RB.Nr. 07/96/19 Walter Straub Folie 28
Die Energie-Würfel Walter Straub Folie 29
Energie effizient nutzen Walter Straub Folie 30
Energiebedarf (D) Trend ohne Maßnahmen Rationelle ENergienutzung (Energie sparen) ei gr e n E Nutzung fossiler Brennstoffe = CO 2 Nutzung REGenerativer Energien 2000 Jahr z.b. 2050 Diagramm nach Studie: "Zukunftsfähige Energiepolitik", 1995 Economica-Verlag Walter Straub Folie 31
Ende und Diskussion Walter Straub Folie 32