Kapitel 4.1 - Einführung Energie und Nachhaltigkeit Flashcards
Was ist die grösste Frage im Bereich Energiebereitstellung heute?
Wie können wir die Bereitstellung von Energie in der Form in der wir diese benötigen sichern, ohne dabei die auf unsrem Planet vorhandenen Ressourcen komplett aufzubrauchen, sodass für künftige Generationen nichts mehr verfügbar ist? Beachtet werden müssen auch die mit der Nutzung fossiler Energieressourcen verbundenen Emissionen von Treibhausgasen, ebenso wie die Bezahlbarkeit möglicher erneuerbarer Alternativen.
Was ist das Trend des Energieverbrauchs weltweit? Und des Primärenergieverbrauchs?
-Energieverbrauch steigt
*Dies liegt zum einen an der stark zunehmenden Weltbevölkerung, zum anderen steigt die Wirtschaftskraft in vielen Regionen der Erde an. Vor allem in den sogenannten Schwellenländern ist deshalb in den letzten Jahren der Energieverbrauch enorm gestiegen (China)
-Es ist zu erwarten, dass auch in den nächsten Jahren der Primärenergieverbrauch in den meisten Weltregionen weiter zunehmen wird
Vergleicht man die Quellen für die Stromerzeugung in Europa von 1990 mit 2018, was fällt auf?
-der Einsatz von Kohle ist erheblich zurückgegangen
-Öl spielt heute keine Rolle mehr bei der Stromerzeugung
-Europaweit bleibt der Anteil an der Stromerzeugung durch Kernenergie hingegen nahezu unverändert, wobei allerdings in Deutschland der Ausstieg aus der Kernenergie 2022 erfolgt.
-Der Anteil der erneuerbaren Energien war 1990 völlig unbedeutend und liegt 2018 bei 11 % der Stromerzeugung.
-Ebenso wurden 1990 Biokraftstoffe und Energie aus Abfällen überhaupt nicht genutzt, was sich 2018 auf 5 % zumindest etwas verbessert hat.
-Die Energiegewinnung durch Wasserkraft konnte zwar gehalten, aber nicht verbessert werden.
In welchem Kontinent gibt es der höchste Gesamtenergieverbrauch [J/a]?
In welchem Kontinent gibt es der höchste mittlere Energieverbrauch pro Kopf [J/a]?
-höchste Gesamtenergieverbrauch [J/a]: Asien/Australien
-höchste mittlere Energieverbrauch pro Kopf [J/a]: USA
Was stellt noch eine Herausforderung im Sinne von steigende Weltbevölkerung und Energiebereitstellung?
Die Bevölkerung nimmt meist in den Entwicklung- und Schwellenländer zu, genau dort, wo eine sehr schlechte Infrastruktur besteht und keine belastbare Stromnetze (um erneuerbare Energien auszubauen)
Der Anteil verschiedener Energieträger am Energieverbrauch in den unterschiedlichen Weltregionen variiert sehr. Was sind die Hauptquellen in Europa, USA und China/Indien. Wo gibt es die meiste Einsatz von EE?
-Europa: Hauptquelle sind Erdöl und Erdgas
-USA: Hauptquelle sind Erdöl und Erdgas
-China/Indien: Hauptquelle ist Kohle
- In Europa ist der Anteil an Erneuerbaren Energien (Wasserkraft und andere Erneuerbare Energien) mit über 16 % am höchsten, wobei auch in China die Energiebereitstellung aus über 12 % Erneuerbaren Energien erfolgt
Beschreiben Sie Primärenergieträger und Sekundärenergieträger
-Primärenergieträger: Es wurde noch kein Aufwand betrieben (Förderung (extração) bzw. Umwandlung), um diesen Primärenergieträger für die spätere Nutzung vorzubereiten. Die aus den natürlich vorkommenden Energieträgern, zur Verfügung steht, z. B. Rohöl, Stein-/Braunkohle, Uran oder Rohbiomasse.
-Sekundärenergieträger: hat bereits eine Förderung bzw. eine Umwandlung des Primärenergieträgers stattgefunden. Die Sekundärenergie liegt in einer Form vor, die ein Verbraucher mit „seinen“ Geräten prinzipiell nutzen kann. Beispiele hierfür sind Briketts, Benzin, Heizöl, Strom und Fernwärme.
Beschreiben Sie Endenergie und Nutzenergie
-Endenergie bezeichnet die Energie, die dem Verbraucher letztendlich abzüglich der Transportverluste vor Ort, d.h. zuhause oder etwa in der Zapfsäule einer Tankstelle, zur Verfügung steht. Der Energieinhalt des betrachteten Energieträgers nach der letzten Umwandlung betrachtet. Holz, Fernwärme, Erdgas, Heizöl, Briketts und Kraftstoffe entsprechen also Endenergieträgern sobald diese für die Nutzung bereitstehen.
-Die Nutzenergie ist die Energie, die der Endverbraucher zur Erfüllung bestimmter Aufgaben direkt „nutzt“. Im Fall des benzinangetriebenen Autos ist dies schließlich die Fortbewegung von einem Punkt A zum Punkt B, bei einer Glühbirne das Leuchten, bei der Nutzung in Form von Wärme etwa warmes Wasser oder ein warmer Heizkörper.
Erstellen Sie ein Diagramm von Primärenergie bis zum Nutzenergie mit den Verlusten (Energiewandlungskette).
-Primärenergie (Steinkohle, Braunkohle, Erdöl, Erdgas, Solarstrahlung, Rohbiomasse, *Wind…)
(Umwandlungsverluste, Verteilungsverluste, Eigenbedarf…)
-Sekundärenergie (Benzin, Strom, Fernwärme, *Strom in Stromnetz)
(Umwandlungsverluste, Verteilungsverluste, Eigenbedarf…)
-Endenergie (Kraftstoff, Holz, Fernwärme)
(Umwandlungsverluste, Verteilungsverluste, Eigenbedarf, *Strom in der Steckdose…)
(Verluste beim Verbraucher)
-Nutzenergie (Wärme, Licht, Kraft, *Licht…)
Was beschreibt der “Well-to-Wheel” Betrachtung? Und die “Tank-to-Wheel”? Welche sollte bei der Ermittlung der gesamten durch den Verkehr verursachten CO2-Emissionen angewendet werden?
-“Well-to-Wheel”: Im Bereich der Mobilität, beginnend von der Rohölförderung über die einzelnen Aufbereitungs- und Transportschritte alle einzelnen erforderlichen Prozesse betrachtet werden, bevor der eigentliche Nutzen, das Fahren, möglich wird. (Rohstoffe -> Kraftstoffe -> Fahrzeug)
*Die einzelnen Wirkungsgrade einer Prozesskette sind multiplikativ zu rechnen.
-“Tank-to-Wheel”: Von der Tankstelle bis zum Fahren.
-Die “Well-to-Wheel” sollte bei der Ermittlung von Emissionen angewendet werden (wird aber oft nicht)
Weitere Dimension einer nachhaltigen Energieversorgung
Sicherheit der Versorgung mit Energie
Was ist problematisch bei der Energiebereitstellung in Europa?
Was ist ein Schritt in Richtung Unabhängigkeit? Was ist ein weitere Schritt?
-Heute werden Energiebedarfe durch Importe ausgeglichen (über 50% aus Nicht-EU-Staaten)
-grosser Teil der Importe aus politisch unsichere Weltregionen (bei politischen Spannungen kann das dazu führen, dass die Versorgung mit Energie nicht mehr sichergestellt ist, damit wirtschaftliche Rezession – Industriebereiche sind von Energie abhängig)
-In Deutschland, hat der Primärenergieverbrauch von 14000 Pentajoule (1990) auf 11000 Pentajoule (2020) reduziert
Die Reduktion des Energieverbrauchs ist ein Schritt in Richtung Unabhängigkeit von Energieimporten
-Weiterer Schritt in Richtung einer sicheren, von politischen Unwägbarkeiten ubabhängigen Energieversorgung: grossen Teil der benötigten Primärenergie im eigenen Land bereitstellen zu können (gelingt nicht mit den fossilen Energieträgern, da diese in Deutschland nicht mehr verfügbar sind)
Der Anteil der erneuerbaren Energien zur Primärenergiegewinnung in Deutschland nimmt stetig zu
Wie steht Braunkohle bei der Primärenergiegewinnung in Deutschland?
Ein Grossteil der Primärenergiegewinnung in Deutschland erfolgt nach wie vor aus Braunkohle, aber im Klimaschutzgesetz von 2019, ist der Kohleausstieg für 2038 festgeschrieben -> erneuerbare Energiebereitstellung mus ausgebaut werden
Was ist die Peak-Oil-Theorie?
Wird kalkuliert zu welchem Zeitpunkt das Maximum der Ölförderung erreicht wird (Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann die Ölförderung nicht mehr steigen, da die Summe aller zu diesem Zeitpunkt noch ergiebigen Ölfelder keine grössere Förderung mehr zulassen) -> für die Schaffung neuer Kapazitäten reichen die “Alten” Felder nicht mehr aus ; es kann immer noch Öl gefördert werden, aber der Ölpreis wir entsprechend der Nachfrage deutlich erhöhen -> “The end of cheap oil”
Was muss abgewogen werden bei der nachhaltigen Energieversorgung?
Die Pro- und Contra-Argumente bei der nachhaltigen Versorgung mit Energie müssen in den drei Säulen der Nachhaltigkeit abgewogen werden
