2.Bedarf I Nachfrage I Verbrauch Flashcards
Energieverbrauch
Im statistisch wirtschaftlichen Sinne (bzw. bei statistisch und energiewirtschaftlichen Analysen) ist es legitim von Energieverbrauch zu sprechen.
Wahr/Falsch?
Wahr
Bedarf ist ein mit ?? ausgestattetes Bedürfnis
Kaufkraft
Bedarf an Energie
Art und Umfang des Bedarfs werden durch welche Bestimmungsfaktoren beeinflusst? (4)
Bestimmungsfaktoren:
- Klima
- Einkommen
- soziale Stellung
- Konsum- und Kaufgewohnheiten
Energiebedarf an sich existiert nicht (wir haben kein Bedürfnis nach Strom, Heizöl usw.), sondern ein unmittelbares Bedürfnis nach ??
Energiedienstleistungen (d.h. nach einem behaglichen Raumzustand, nach Mobilität usw.)
Der Bedarf tritt über die Kaufkraft am Markt als ?? auf.
Nachfrage
Zur Deckung der Nachfrage ist ein Einsatz von Energieträgern notwendig, die am Markt nachgefragt werden (Energie(träger)nachfrage). In der Literatur werden Energiebedarf und Energienachfrage oft synonym verwendet.
…
Energieverbrauch bezeichnet im Rahmen von statistischen und energiewirtschaftlichen Analysen insbesondere die Entwertung von Energie im Moment ihrer Umwandlung, da sie z.B. an die Umwelt abgegeben wurde. Die Energie ist folglich für eine erneute Verwendung nicht verfügbar. (sie ist also verbraucht worden)
…
Bei der Quantifizierung von Energieverbräuchen kann man entweder die verbrauchte ?(1)? oder die für ihre Bereitstellung verbrauchte ?(2)? betrachten.
(1) Endenergie
(2) Primärenergie
Der Globale Primärenergieverbrauch ist deutlich höher als der globale Endenergieverbrauch (Stand 2019). Warum?
Ursache: Wandlungsverluste
Bei Energieverbrauchsanalysen wird häufig ziwschen den Verbrauchssektoren unterschieden. Nenne 4 Verbrauchssektoren!
Verbrauchssektoren:
- Industrie (verarbeitendes Gewerbe > 20 Beschäftigte; Grundstoffindustrie (Eisen, Chemie, Papier, etc.)
- Private Haushalte (alle Einwohner des Wohnungssektors)
- Verkehr (Personen- und Güterverkehr)
- Gewerbe, Handel und Dienstleistungen (GHD) (kleine Betriebe und oft alle Verbrauchergruppen, die weder Industrie, HsH. und Verkehr zugeordnet sind)
Welcher Verbrauchssektor wird auf kommunaler Ebene häufig noch getrennt angegeben?
der öffentlich Verwaltungssektor
Endenergieverbrauch Deutschlands 2020 nach Sektoren.
Insgesamt wie viele Terawattstunden?
2333 TWh
–> Verteilung auf Sektoren (siehe Folie 7!)
Energieflussbild Deutschland 2020
–> Unterschied zwischen Primärenergieverbrauch und Energieverbrauch gut zu erkennen, sowie die Aufteilung in die unterschiedlichen Sektoren
siehe Folie 8
…
Endenergieverbrauch nach Anwendungsbereichen in Deutschland 2019.
Nenne 2 große Anwendungsbereiche!
Mechanische Energie (39%)
Raumwärme (26,6%)
(Rest siehe Folie 9!)
Endenergieverbrauch nach Anwendungsbereichen in privaten Haushalten 2008 und 2019.
Ein besonders großer Anteil entfällt auf was?
Raumwärme (2008: 71,7%; 2019: 68,4%)
Stromverbrauch in deutschen Haushalten
–> siehe Folie 11!!
…
Jährlicher Stromverbrauch von Elektrogeräten in Haushalten
–> siehe Folie 12!
…
Nenne zwei Beispiele für Wandlungsverluste!
1) Übertragungsverluste in Stromnetzen
2) Bei der Stromerzeugung in thermischen Kraftwerken bei der Wandlung von thermischer in mechanischer Energie.
(Die Wärmeenergie des Brennstoffs kann nur zu einem gewissen Teil in die Rotation des Generators umgewandelt werden. Der Rest wird als Abwärme an die Umgebung abgegeben. Der Wirkungsgrad der thermischen Kraftwerke liegt je nach Bauart zwischen 30-60%)
Endenergie = ?(Formel)?
= Primärenergie - Wandlungsverluste - Übertragungsverluste
Deutschlands Konsum basiert auf natürlichen Ressourcen.
Wahr/Falsch?
Wahr
Durchschnittlicher Rohstoffverbrauch einer Person in Deutschland im Laufe eines Lebens von 80 Jahren.
–> siehe Folie 15!
..
Die privaten Haushalte konsumieren ?? % der Rohstoffe der Endnachfrage
50%
Die meisten Rohstoffe werden über den Konsum von Produkten basierend auf ??, insbesondere durch Lebensmittel, in Anspruch genommen.
Biomasse
Innerhalb des privaten Konsums fallen die größten Anteile auf welche Konsumfelder? (3)
Wohnen
Ernährung
Freizeit
(Rest siehe Folie 16)
Der Bedarf der deutschen Wirtschaft an Rohstoffen wird hauptsächlich durch 2 Quellen gedeckt: ??
- Aus der inländischen Entnahme
2. aus Importen aus dem Ausland
Deutschland ist Nettoimporteur der meisten Rohstoffe.
Wahr/Falsch?
Wahr
siehe Folie 18
Die Nutzung von energetischen und mineralischen Rohstoffen bedingt auch die Nutzung anderer natürlicher Ressourcen, wie? (3)
Wasser
Fläche
natürliche Ökosysteme
Die natürliche Ressource Wasser.
Wo liegen die hauptsächlichen Anwendungsbereiche? (4)
Landwirtschaft
Gewinnung von Rohstoffen (Bergbau)
Verwendung als Lösungs- und Kühlmittel
öffentliche Wasserversorgung
(siehe auch Statistik Folie 19)
Was beschreibt der Wassernutzungsindex?
Eine Gegenüberstellung von Wassernachfrage und Wasserdargebot.
Übersteigt der Wassernutzungsindex ??%, ist dies ein Zeichen von Wasserstress.
20%
Der Wassernutzungsindex von Deutschland liegt aktuell bei ??%
13,3%
Der Energieverbrauch der Welt wie auch Deutschland wird zu 50% durch fossile Energieträger gedeckt.
Wahr/Falsch?
FALSCH
80% !!!!!!!!!!!!!
Fossile Energieträger (chemische Energieträger) haben sich über lange erdgeschichtliche Zeiträume aus ?(1)? gebildet und stellen somit gespeicherte ?(2) ? dar.
(1) Biomasse
(2) solare Strahlungsenergie
Der weltweite Energieverbrauch nimmt stetig zu. Nenne Gründe hierfür! (2)
wachsende Weltbevölkerung
Erhöhung des allgemeinen Lebensstandards
Was ist der weltweit wichtigste Energieträger? (wird es auch in Zukunft bleiben)
Erdöl
Anteil von Erdöl am weltweiten Primärenergieverbrauch?
31%
Erdöl
Energiegehalt: ?? MJ/kg
CO2-Ausstoß: ?? g CO2/l
Energiegehalt: 42 MJ/kg
CO2-Ausstoß: 2897 g CO2/l
Erdöl dient überwiegend der Bereitstellung von was? (2)
von mechanischer Energie im Verkehr
von Wärme im Industrie- und Gebäudesektor
(Auch die nicht-energetische Verwendung als Grundstoff in der chemischen Industrie ist bedeutend.)
Erdgas
Aus rohstoffgeologischer Sicht reichen die globalen Vorräte noch über Jahrzehnte.
Wahr/Falsch?
Wahr
Erdgas dient überwiegend der Bereitstellung von? (2)
Wärme in der Industrie und im Gebäudesektor
Erzeugung von Strom in Gaskraftwerken
Erdgas
Energiegehalt: ?? MJ/kg
CO2-Ausstoß: ?? g CO2/m^3
Energiegehalt: 40-50 MJ/kg
CO2-Ausstoß: 1777 g CO2/m^3
Erdgas wird sowohl über Pipelines als auch im verflüssigten Zustand als Liquified Natural Gas (LNG) mit Tankern transportiert.
…
Kohle
Aus rohstoffgeologischer Sicht reichen die globalen Vorräte für viele Jahrzehnte.
Wahr/Falsch?
Wahr
Kohle wird auch in Zukunft eine bedeutende Rolle in der weltweiten Energieversorgung einnehmen.
…
Braunkohle wird häufig im ?? gewonnen und direkt verstromt.
Inland
Kohle
Energieverbrauch: ?? MJ/kg
CO2-Ausstoß: ?? g CO2/kg
Energieverbrauch: ca. 31 MJ/kg
CO2-Ausstoß: 2762 g CO2/kg
Kohle dient in überwiegendem Maße der Bereitstellung von ? (2)
Strom
Wärme
Kernbrennstoffe (Nuklearenergie)
Aus geologischer Sicht kein Engpass zu erwarten.
Wahr/Falsch?
Wahr
Globale Uranproduktion schwankt.
?? ist größter Produzent (40% Marktanteil)
Kasachstan
Nuklearenergie dient fast ausschließlich der Erzeugung von?
Strom
Nuklearenergie
Beim Betrieb entstehen keinen direkten CO2-Emissionen.
…
Je nach Urankonzentration und Anreicherungsverfahren (und der untersuchenden Studie) liegen die indirekten Emissionen zwischen ?? und ?? g CO2/MJ
2,3 und 16,1
Ca. ??% des globalen Primärenergieverbrauchs wurden 2017 durch EE gedeckt (überwiegend Wasser und Biomasse)
18
Windkraft und Photovoltaik sind in Deutschland die bedeutendsten EE und erreichten im Jahr 2017 einen Anteil von ca. ??% an der Stromerzeugung
33
Die Erneuerbaren Energien dienen überwiegend der Bereitstellung von ??
Strom
CO2-Emissionen (äquivalent) der Stromerzeugung aus EE:
Photovoltaik: ?? g CO2/MJ
Wind onshore: ?? g CO2/MJ
Wind offshore: ?? g CO2/MJ
Wasserkraft: ?? g CO2/MJ
Photovoltaik: 15,3 g CO2/MJ
Wind onshore: 2,43 g CO2/MJ
Wind offshore: 1,17 g CO2/MJ
Wasserkraft: 0,75 g CO2/MJ
Nicht-energetische Ressourcen:
Sand ist Grundstoff für die Bauindustrie, da er neben Zement und Wasser für die Herstellung von ?? benötigt wird. Sand ist der meistgeförderte feste Rohstoff überhaupt: ca. 47 bis 59 Milliarden Tonnen pro Jahr (damit könnte man eine 50m hohe und breite Mauer ein mal um den Äquator bauen)
Weitere Anwendungsfelder sind: Das Aufschütten von Straßen- und Schienendämmen, Herstellung von Asphalt, Befestigung von Küsten
Beton
Wenn einmal gebunden, ist Sand auch durch Zerkleinerung nicht mehr für die Herstellung von Beton zu verwenden (endliche Ressource).
Wahr/Falsch?
Wahr
Nicht jeder Sand ist geeignet (Wüstensand kann z.B. nicht genutzt werden, da die Körner zu rund geschliffen sind und nicht binden)
…
Die deutsche Metallindustrie ist die größte in der EU und liefert Haupteinsatzstoffe für den Fahrzeugbau, den Maschinenbau, die Elektrotechnik und den Bausektor.
…
Mehr als 90% des weltweit genutzten Metalls ist ??.
Eisen
?? ist Hauptbestandteil von Stahl
Eisen
Eisen
Deckung des Bedarfs ausschließlich durch Importe. Wichtigste Importländer sind Brasilien, Kanada und Schweden.
…
Vorteil von Aluminium ggü. Stahl?
geringeres Gewicht
Nachteil von Aluminium ggü. Stahl?
höherer Preis
Aluminium
Deutschland importiert die Vorstoffe Bauxit und Alumiuniumoxid.
…
Kupfer
??% der Produktion aus recyceltem Sekundärmaterial
41
Zu 75% wird das Blei in ?? für die Automobilindustrie eingesetzt.
Akkumulatoren
Nenne Metalle! (7)
Metalle:
- Eisen
- Aluminium
- Kupfer
- Blei
- Zink
- Zinn
- Edelmetalle (Silber, Platin,…)
Nenne Industrieminerale! (5)
Industrieminerale:
- Kalisalz
- Steinsalz, Siedesalz, Sole
- Feldspat
- Kaolin
- Bentonit
Füllstoff zur Beschichtung von Papier in der Papierindustrie?
Kaolin
Welches Industriemineral ist gemeint?:
- Binder in der Gießereiindustrie, bei der Pelletierung von Eisenerzen, als Zuschlag in Katzenstreu, als Dichtemittel in der Bauindustrie und Spülungszusatz in der Bohrindustrie
- Katalysator und Füllstoff in der chemischen Industrie
Bentonit
Rohstoffeinsatz nicht-energetischer Ressourcen am Beispiel eines Windrads
Siehe Folie 38!!
…
Nenne 6 nicht-energetische Ressourcen, die in einem Windrad zum Einsatz kommen.
Stahl
Guss
Beton
glasfaserverstärkter Kunststoff
Kupfer
Aluminium
Trotz der zahlreichen Vorteile der Erneuerbaren Energien gegenüber den fossilen Energieträgern, werden auch bei der Konstruktion von EE-Anlagen Ressourcen verbraucht.
Neben der Flächennutzung und den eventuellen Auswirkungen auf Ökosysteme stellen die verwendeten Metalle, wie Selen oder Neodym zur Herstellung von Magneten, Kupfer, Eisen und Aluminium, sowie die verwendeten Mengen an Beton Umweltbelastungen aufgrund der jeweiligen Herstellungsprozesse dar.
…
Der Begriff “Energieverbrauch” scheint im physikalischen Sinne nicht korrekt zu sein. In welchem Zusammenhang kann man dennoch ruhigen Gewissens von Energieverbrauch sprechen und warum?
Im Rahmen von statistischen und energiewirtschaftlichen Analysen
Weil Energieverbrauch dabei insbesondere die Entwertung von Energie im Moment ihrer Umwandlung bezeichnet, da sie z.B. an die Umwelt abgegeben wurde.
Die Energie steht damit für eine erneute Verwendung nicht mehr zur Verfügung, ist also verbraucht worden.
(also in Abgrenzung vom Energieerhaltungssatz)
Auf welchen Anwendungsbereich entfällt der größte Anteil am Energieverbrauch und warum?
private Haushalte (hauptsächlich wegen Raumwärme)
Geben Sie den Energiegehalt von Erdöl, Erdgas, Braun- und Steinkohle in kWh/kg an und ordnen Sie der Größe nach.
–> Reihenfolge absteigend
Selbst errechnet mit MJ/kg Angaben aus VL:
- Erdöl (11,67 kWh/kg) oder Erdgas (11,11 - 13,89 kWh/kg) (?)
- Steinkohle (ca. 8,61 kWh/kg)
- Braunkohle (ca. 5,29 kWh/kg)
