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Energiesektor > Allgemein > Flashcards

Allgemein Flashcards

1
Q
A
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1
Q

Kategorie Allgemein

Gasturbinen

A

Gasturbinen sind Wärmekraftmaschinen, u.a. zur Stromerzeugung
Bei den Gasturbinen wird Wärme in mechanische Energie umgewandelt. Über einen Verdichter wird Luft aus der Umgebung angesaugt, komprimiert und anschließend zusammen mit Gas in eine Brennkammern eingeleitet. Das in der Brennkammer verbrannte Luft-Brennstoff-Gemisch strömt durch eine Turbine und setzt sie in eine Rotationsbewegeung

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2
Q

Kategorie Allgemein

Gas und Dampfkraftwerk

A

Kombination von Gas-und Dampfturbinen

Das heiße Abgas der Gasturbine zum Erhitzen der Dampfkessel benutzt und eder so erzeugt Dampf wird für den nachgeschalteten Dampfprozess genutzt

Diese zählen zu den effizienten konventionellen Kraftwerkstypen mit Wirkungsgraden um 60%

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3
Q

Kategorie Allgemein

Gasheizung

A

Eine Gasheizung erzeugt durch Verbrennung von Gas wärme und erhitztes Wasser, in der Regel wird dieser über einen festen Gasanschluss oder aus der Gasflasche versorgt.

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4
Q

Kategorie Allgemein

Regulatorische Aspekte

Gasmärkte sind aufgrund der Bedeutung für die Energieversorgung und der Umweltauswirkungen von Regulierungen betroffen

A

Unbundling nach EU-Gasmarkt-Regulierung
* Produktion, Transport und Vertrieb von Erdgas müssen voneinander getrennt sein
* Dritten muss ein Zugang zur Transportinfrastruktur gewährt werden
* Netzentgelte werden von staatlichen Behörden (z.B. Bundesnetzagentur) reguliert
Eingriffe in den Absatz die Lagerhaltung
* In Notfallsituationen (Versorgungskrisen) können staatliche Stellen in die Produktion, Verteilung,
Ausfuhr und den Verbrauch von Erdgas eingreifen (sog. Gassicherungsverordnung)

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5
Q

Kategorie Allgemein

Akteure in der Gaswirtschaft

A

Akteure gliedern sich in die Bereiche Produktion, Transport und Vertrieb

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6
Q

Kategorie Allgemein

Ziele an das Energieversorgungssystem

A

Einige Ziele:
2022: Ausstieg aus der Kernenergie (Stand vor 11.11.2022)
2023: Ausstieg aus der Kernenergie 2025: 40-45% des Stromes aus EE
2030: 80% des Stromes aus EE
2030: Kohleausstieg (Koalitionsvertrag der Ampel Regierung)
2038: spätester Zeitpunkt des Kohleausstiegs nach dem Kohleausstiegsgesetz

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7
Q

Kategorie Allgemein

Der Strom wird in der Zukunft mehr an Bedeutung gewinnen

A
  • Regionale Konzentration der Windstromproduktion im Norden
  • Konventionelle Kraftwerke im Westen
  • Konzentration der Nachfragezentren im Westen und im Süden
    ⬤ Strom muss über weite Strecken transportiert werden
    Engpassgefahr
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8
Q

Kategorie Allgemein

EU-Ziele („European Green Deal“)

A
  • Netto-Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 55% senken gegenüber dem Stand von 1990
  • Bis 2050 keine Netto-Treibhausgase mehr ausstoßen
  • Zentrale Beiträge leisten dazu (u.a.):
  • Eine verbesserte Energieeffizienz
  • Der Ausbau der erneuerbaren Energien und die Dekarbonisierung der Energiewirtschaft
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9
Q

Kategorie Allgemein

Treibhauseffekt

A

Der Begriff des Treibhauseffektes ist an die Funktionsweise eines Garten-Treibhauses angelehnt und beschreibt den Wärmestau in der unteren Atmosphäre.
* Kurzwellige Sonnenstrahlung gelangt durch die Atmosphäre zur Erdoberfläche und erwärmt diese
* Von der erwärmten Erdoberfläche wird langwellige Wärmestrahlung zurück in den Weltraum abgestrahlt
* Wasserdampf (Wolken) und andere Treibhausgase absorbieren einen Teil dieser Wärmestrahlung
* Die Wärmeabgabe an den Weltraum wird somit reduziert und die Erdoberfläche und Atmosphäre
weiter erwärmt

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10
Q

Kategorie Allgemein

Maßeinheit CO2-Äquivalente

A

Zur Vergleichbarkeit einzelner Treibhausgase hat sich die Maßeinheit der CO2-Äquivalente etabliert Diese sagen aus, wie stark der Treibhauseffekt der Emission einer Tonne des entsprechenden Treibhausgases im Vergleich zur Emission einer Tonne CO2 ist.

Vergleicht man den Gesamteffekt der einzelnen Treibhausgase, so haben Kohlendioxid und Methan den mit Abstand größten Beitrag

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11
Q

Kategorie Allgemein

Weitere Treibhausgase

A

Neben Kohlendioxid tragen auch weitere Gase zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes bei
* Ein Beispiel für weitere Treibhausgase ist die Gruppe der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), welche vor allem
für ihr Ozonabbaupotential bekannt wurde
* Im Rahmen des Kyoto-Protokolls wurde 1997 die Begrenzung folgender Treibhausgase beschlossen:
* Kohlendioxid – bspw. Verbrennung fossiler Energieträger, Zementproduktion
* Methan – bspw. Viehzucht
* Distickstoffoxid – bspw. Düngemittel
* Schwefelhexafluorid – bspw. Isoliergas
* Fluorierte Treibhausgase (F-Gase) – bspw. Kältemittel
* Stickstofftrifluorid – bspw. Halbleiter- und Solarindustrie

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12
Q

Kategorie Allgemein

Der anthropogene Treibhauseffekt und der Klimawandel

A

▪ Seit dem Beginn des Industriezeitalters, kam es zu einer Verstärkung des natürlichen Treibhauseffektes durch die
Erhöhung des Anteils an Treibhausgasen in der Atmosphäre
▪ Hauptreiber dieses anthropogenen (menschengemachten) Treibhauseffektes war die Verbrennung fossiler
Energieträger und die damit einhergehenden CO2Emissionen
▪ Seit 1988 beobachtet der Weltklimarat (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change) den
Klimawandel und fasst den Stand der wissenschaftlichen Forschungen dazu regelmäßig zusammen
▪ Im Rahmen von weltweiten Temperaturmessungen seit 1880, zeigt sich die globale Erwärmung: die letzten 7 Jahre stellen gleichzeitig die 7 Jahre mit der höchsten globalen Durchschnittstemperatur, seit Beginn der Aufzeichnung dar

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13
Q

Kategorie Allgemein

Treibhausgasemissionen einzelner Energieträger

A

Energieträger verursachen insbesondere bei Förderung, Transport und Verbrennung Treibhausgasemissionen

Die fossilen Brennstoffe Kohle, Öl und Gas machten im Jahr 2020 ~93 % (32,5 Gt) der gesamten CO2-Emissionen (35 Gt) aus

Freigesetzte Treibhausgase verbleiben größtenteils in der Atmosphäre

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14
Q

Kategorie Allgemein

Methan als Treibhausgas

A

Methan wird aus verschiedenen Quellen in die Atmosphäre freigesetzt

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15
Q

Kategorie Allgemein

CO2- Emissionen

A

USA und Europa sind für 50% der historischen Emissionen verantwortlich
Deutschland hat bis 2020 kumuliert mehr Emissionen als alle Afrikanischen oder Südamerikanischen Länder zusammen verursacht.

Asien verzeichnet mittlerweile mehr als die Hälfte der jährlichen CO2-Emissionen

Strom- und Wärmesektor verursachen mit Abstand die meisten CO2-Emissionen in Deutschland

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16
Q

Kategorie Allgemein

UN-Weltklimakonferenz

A

Ziel ist die Schaffung völkerrechtlich verbindlicher Instrumente der Klimaschutzpolitik
* Basiert auf der Klimarahmenkonvention, die 1992 auf dem Umweltgipfel in Rio de Janeiro vereinbart wurde
* Findet seit 1995 jährlich an weltweit wechselnden Orten statt
* Meilensteine der verbindliche Abkommen:
* Kyoto-Protokoll
* Übereinkommen von Paris
* Derzeitige Zielsetzung ist die eine Temperaturerhöhung von maximal 2 Grad, idealerweise jedoch sogar 1,5 Grad
* Prinzip der Einstimmigkeit: Finale Texte müssen von allen Ländern abgesegnet werden

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17
Q

Kategorie Allgemein

Der globale Kohlenstoffkreislaufs

A

Neben fossilen Brennstoffen haben Landflächenänderungen und die Erwärmung der Ozeane die höchsten (antropogenen) CO2- Emissionen

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18
Q

Kategorie Allgemein

Der globale Methankreislaufs

A

Neben fossilen Brennstoffen haben Tierhaltung, Reisanbau und Deponien die höchsten (anthropogenen) Methanemissionen

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19
Q

Kategorie Allgemein

Der globale Lachgaskreislaufs

A

Landwirtschaft hat mit Abstand den größten (anthropogenen) Einfluss auf die Lachgasemissionen

20
Q

Kategorie Allgemein

Ökobilanzierung: Betrachtung des Lebenswege eines
Produktes

A

Ökobilanzen untersuchen potentielle Umweltauswirkungen eines Produktsystems über den gesamten Lebenszyklus in Abhängigkeit einer funktionellen Einheit.

21
Q

Kategorie Allgemein

Die funktionelle Einheit

A

Die funktionelle Einheit ist eine produktspezifische Größe, auf die die Umweltwirkungen bezogen werden

1 Fahrkilometer
1 kWh Strom
1 Kühlschrank

22
Q

Kategorie Allgemein

Festlegung des Ziels und Untersuchungsrahmens

A

Zunächst wird der Rahmen der Ökobilanz festgelegt
1. Festlegung des Untersuchungsobjektes
➢ Einzelne Komponente (Schraube) oder Systeme (Fahrzeug)
2. Festlegung der Systemgrenzen
➢ Welche Komponenten werden mitanalysiert und welche nicht
3. Definition der funktionellen Einheit
➢ z.B. 1 km Fahrleistung oder Jahresfahrleistung
4. Den Betrachtungszeitraum definieren
5. Geeignete Annahmen für benötigte Inputparameter setzen
➢ z.B. Lebensdauer, Nutzung

23
Q

Kategorie Allgemein

Wirkungskateogrien und Wirkungsindikatoren

A

Anschließend werden Wirkungskategorien und Wirkungsindikatoren gewählt

24
Q

Kategorie Allgemein

Entfernung, Speicherung und Nutzung von Kohlestoffdioxid

A

Negative Emissionen

CO2-Abscheidung und -Nutzung CO2-Abscheidung und -Speicherung

25
Q

Kategorie Allgemein

Ausgewählte Negativemissionstechnologien

A

Aufforstung
Bindung von Kohlestoff im Boden Biokohle
Biokraftstoffe mit CCS Luftabscheidung mit CCS Verbesserte Verwitterung
„Blue Carbon“ Ozeandüngung Alkalisierung der Meere

26
Q

Kategorie Allgemein

Lagerstätten für CO2

A

Mögliche Lagerstätten:
* Tiefe salzwasserführende Grundwasserleiter (Aquifere)
* ausgeförderte Erdöl- und Erdgaslagerstätten
Tiefe Kohleflöze

27
Q

Kategorie Allgemein

Energieflussbild

A

Nutzenergiebedarf und Anwendungen bestimmen den Endenergiebedarf
Endenergie definiert Infrastrukturbedarf Endenergie definiert Umwandlungsleistung Umwandlungseinsatz definiert Primärenergiebedarf

28
Q

Kategorie Allgemein

Welche Faktoren können einen Einfluss auf die räumliche Verteilung der Energienachfrage haben?

A
  • Regionales Klima
  • Regionale Wirtschaftsstrukturen
  • Regionale Wohnverhältnisse
  • Regionale Verfügbarkeit und Importmöglichkeiten von Energieträgern
  • Regionaler Wohlstand
  • Präferenzen
29
Q

Kategorie Allgemein

Welche Faktoren können einen Einfluss auf die zeitliche Verteilung der Energienachfrage haben?

A
  • Wetter
  • Konjunktur
  • Wochentag
  • Stunde des Tages
  • Endanwendungstechnologien
  • Verfügbarkeit von Energiespeichern Zeitvariable Preise
    Präferenzen
30
Q

Kategorie Allgemein

Anwendungsbereiche des Endenergieverbrauchs

A
  • Mechanische Energie
  • Information und Kommunikation (IKT) sowie Beleuchtung
  • Wärme und Kälte: Raumwärme, Warmwasser, Sonstige
    Prozesswärme, Klimakälte, Sonstige Prozesskälte
31
Q

Kategorie Allgemein

Verschiedene Klassifizierungen der Nachfragesektoren

A

AG Energiebilanzen (AGEB):
* Haushalte, Industrie, GHD*, Mobilität/Verkehr Deutsche Energie-Agentur (DENA):
* Gebäude, Industrie, GHD, Mobilität/Verkehr

32
Q

Kategorie Allgemein

Wo findet sich die Nachfrage nach Raumwärme in den verschiedenen Klassifizierungen wieder?

A

AG Energiebilanz (AGEB)
- Haushalte, Industrie, GHD

Deutsche Energie-Agentur (DENA)
- Gebäude

33
Q

Kategorie Allgemein

Klimaneutralität in den verschiedenen Sektoren?

A
  • Ziel ist die klimaneutrale Deckung des Energieverbrauchs verschiedener Sektoren, bspw.:
    Stromsektor, Wärmesektor, Verkehrssektor
    ⬤ Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energieträger in den unterschiedlichen Sektoren
  • Während im Stromsektor der Anteil knapp 50% beträgt, ist er in anderen Sektoren noch
    vergleichsweise gering
    ⬤ Sektorenkopplung: Vernetzung von Sektoren der Energiewirtschaft sowie Industrie mit dem Ziel einer ganzheitlichen Optimierung des Gesamtsystems
34
Q

Kategorie Allgemein

Sektorenkopplung

A

„Der BDEW versteht unter Sektorkopplung die energietechnische und energiewirtschaftliche Verknüpfung von Strom, Wärme,
Mobilität und industriellen Prozessen sowie deren
Infrastrukturen […].“

Ausgangspunkt und Kern der Sektorenkopplung ist der Stromsektor

35
Q

Kategorie Allgemein

Was sind die zentralen Vorteile der Sektorenkopplung?

A
  • Dekarbonisierung aller Wirtschaftssektoren mithilfe erneuerbarer Energien
  • Senkung des Energiebedarfs durch Kopplung der Sektoren mittels energieeffizienter Technologien wie Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen und KWK-
    Anlagen
    Schaffung großer nachfrageseitiger Flexibilitäten im Elektrizitätsversorgungssystem durch die Nutzung funktionaler Stromspeicher, das heißt Energiespeicher außerhalb des Stromsektors
36
Q

Kategorie Allgemein

Sektorkopplung in der Industrie Herausforderung

A
  • Elektrifizierung: Um die CO2-Emissionen zu senken, lässt sich ein Teil des Industriellen Endenergieverbrauchs elektrifizieren, hierzu müssen Produktions-Prozesse angepasst werden.
  • Größte Herausforderung ist die Bereitstellung von Hochtemperaturwärme auf Basis Erneuerbarer Energien sowohl aus technologischer als auch ökonomischer Sicht
  • Biogas-Ressourcen begrenzt - Wechsel von Gas auf neue Technologien/Brennstoffe nötig
  • Erhöhung der Energieeffizienz
37
Q

Kategorie Allgemein

Sektorenkopplung als Beitrag für energiepolitische Ziele

A

CO2-Reduzierung:
* Muss in allen Sektoren erfolgen
* Die Stromerzeugung kann die
Emissionen
mittel- und langfristig durch die Integration von erneuerbaren Energien reduzieren

Kosten:
* Trotz vorgegebenem Minderungspfad müssen kosteneffiziente Entscheidungen getroffen werden
* Teure CO2-Minderungsmaßnahmen werden mittelfristig nicht erfolgreich sein

Energieeffizienz:
* Die Geschwindigkeit des Ausbaus der erneuerbaren Energien ist zeitlich begrenzt
* Lösungen mit hohem Energieverbrauch erschweren die Energiewende gesamtwirtschaftlich

38
Q

Kategorie Allgemein

Kostenvergleichsrechnung

A

Ziel ist die Ermittlung der Gesamtkosten einer Investition, um mehrere Investitionsalternativen miteinander vergleichen zu können

39
Q

Kategorie Allgemein

Aufgaben eines Energieberaters

A
  • Sanierungskonzepte erstellen
  • Energiekosten-Beratung
  • Beratung über den Einsatz regenerativer Energien
  • Energetische Schwachstellen finden
40
Q

Kategorie Allgemein

Wofür Haushalte Energie benötigen

A

Raumwärme + Warmwasser: 84 % des Endenergieverbrauchs privater Haushalte

Raumwärme:
* Größter Anteil am Energie- verbrauch privater Haushalte
* Primäre Energieträger: Erdgas, Öl

Warmwasser:
13 % des Energieverbrauchs Restliche Anwendungen: 17 % des Energieverbrauchs
➢ In 10 Jahren Energie- verbrauch um 10 % gesenkt

41
Q

Kategorie Allgemein

„Energieberater“ ist keine geschützte Berufsbezeichnung

A
  • Jede Person kann als Energieberater arbeiten und „Energieberatungen“ anbieten
  • Expertenliste der dena (Deutsche Energie Agentur) listet Berater mit Ausbildung
  • BAFA und die KfW erkennen nur Berater mit dem Nachweis über ein entsprechendes
    Personenzertifikat an
42
Q

Kategorie Allgemein

Wichtige Werkzeuge: Wärmeschutzberechnung und Gebäudesimulation

A
  • Ermittlung des Energie- und Wärmebedarfs vor und nach der Sanierung
  • Ermittlung der Lebenszykluskosten
    Berechnung von alternativen Energiekonzepten
43
Q

Kategorie Allgemein

Energieberatung im Haushalt Bewertung von Investitionen

A

Kostenvergleichsrechnung (statisch): Bestimmung der durchschnittlichen Kosten unter Berücksichtigung fixer und variabler Bestandteile.
Kapitalwertmethode (dynamisch):
Der Kapitalwert ist die Summe der auf die Gegenwart abgezinsten Aufwendungen und Erträge einer Investition.
Amortisationszeit (statisch oder dynamisch): Zeitdauer, in der die Anschaffungsaufwendung durch Erträge über die Lebenszeit einer Anlage ausgeglichen wird. Dies kann sowohl finanziell als auch energetisch bestimmt werden.

44
Q

Kategorie Allgemein

Amortisationsrechnung

A

Ziel ist die Ermittlung der Amortisationszeit einer Investition, um mehrere Investitions- alternativen miteinander vergleichen zu können.

Um zwei Investitionsalternativen miteinander zu vergleichen, können die Differenzen der Investitionskosten und Zahlungsflüsse herangezogen werden.

45
Q

Kategorie Allgemein

Bewertung von Investitionen Definition

A

Investitionen sind betriebliche Tätigkeiten, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten Ausgaben und Einnahmen verursachen, wobei dieser Vorgang meist mit einer Auszahlung beginnt. Der Planungshorizont beträgt oft viele Jahre.

46
Q

Kategorie Allgemein

Beispiele für positiv und negative Restwerte von Investitionen

A

Positiver Restwert:
* Ein erwarteter Verkaufspreis
* Ein erwarteter Nutzen nach dem Planungszeitraum

Negativer Restwert:
* Altlasten, die entsorgt werden müssen
Notwendige Umbaumaßnahmen nach Ende der Nutzung

47
Q

Kategorie Allgemein

Bewertung von Investitionen Zeitwert des Geldes

A

Statische Investitionsrechnung
Einperiodiges Verfahren, bei dem der Zeitwert des Geldes nicht berücksichtigt wird. Vergleich von Investitionsalternativen aufgrund von Zusammenfassung aller Daten für eine Durchschnittsperiode

Dynamische Investitionsrechnung
Die dynamische Investitionsrechnung erfasst alle zukünftigen Zahlungsströme über den Zeitraum von mehreren Perioden. Durch die Verzinsung des Kapitals werden Zahlungen zu verschiedenen Zeitpunkten berücksichtigt.

Energiesektor (12 decks)

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