VL 1 Flashcards
Energie
- Fähigkeit eines materiellen Systems, äußere
Wirkungen hervorzubringen - Physik: Menge von Arbeit, die ein physisches System verrichten kann
Gespeicherte bzw. gebundene Energie
sind in einem materiellen
System enthalten und stellen das Reservoir für die äußeren Wirkungen dar. Es kann sich dabei um mechanisch oder thermisch
gespeicherte oder um chemisch oder physikalisch gebundene Energie handeln
Prozessenergien
werden über die Grenzen von stofflichen Systemen hinweg ausgetauscht und sind somit eigentliche Träger
äußerer Wirkungen. Es kann sich dabei um Arbeit, Wärme oder Strahlungsenergie handeln.
Ein (thermodynamisches) System ist ein gedanklich abgegrenzter Bereich aus…
…Materie oder fester Masse, der in einer energetischen und stofflichen Wechselwirkung mit seiner Umgebung steht.
Die Systemgrenzen werden so festgelegt, dass sinnvolle Aussagen über den Stoff und Energieaustausch mit der Umgebung möglich sind. Die Systemgrenzen können fix oder beweglich sein.
Energieumwandlung
- Die einzelnen Energieformen können ineinander
umgewandelt werden, ohne dass sich die
Energiemenge ändert (Energieerhaltungssatz). - Allerdings Umwandlungsverluste.
Wirkungsgrad
– Verhältnis zwischen Nutzen und Aufwand
Energieformen
- Mechanische Energie
- Thermische und innere Energie
- Elektrische und magnetische Energie
- Bindungsenergie
Energieerhaltungssatz
Summe aller Energien
bleibt immer gleich; aber:
Energie = Exergie + Anergie
Exergie
Jener Teil der Energie, der sich unter gegebenen thermodynamischen
Zuständen der Umwelt in jede andere Energieform umwandeln lässt.
Der Exergieanteil nimmt bei allen Umwandlungsvorgängen ab.
Anergie
Nicht in andere Energieformen umwandelbarer Teil der Energie, z.B.
thermische Energie auf dem Temperaturniveau der Umgebung.
Primärenergie
Energieinhalt von Energieträgern, die noch keiner Umwandlung
unterworfen wurden.
Sekundärenergie
Energie, die durch eine vom Menschen verursachte und
beabsichtigte Umwandlung von Primär- oder anderen
Sekundärenergieträgern
bereitgestellt wurde.
Endenergie
Energie, die an den Endnutzer geliefert wird
Nutzenergie
Energie, welche für den
jeweiligen Zweck eingesetzt wird
Energiedienstleistung
Vom Verbraucher erwünschter Nutzeneffekt
durch die eingesetzte
Nutzenergie.
Fossile Brennstoffe
Steinkohle
Braunkohle
Erdgas
Erdöl
Kernbrennstoffe
Uran
Thorium
Regenerative Energieträger
Wind Sonne Wasser Biomasse Erdwärme
Natürliche Ressourcen (Umfang)
- Wasser
- Luft/ Atmosphäre
- Sonnenenergie
- Rohstoffe
- Boden/Flächen
- Biodiversität
Natürliche Ressourcen
Natürliche Ressourcen sind Bestandteile der Natur, die direkt oder indirekt für
menschliche Zwecke nutzbar gemacht werden können, sei es als Quelle oder als Senke
Energetische Rohstoffe
Rohstoffe, die zur Gewinnung von Energie nutzbar gemacht werden können
Mineralische Rohstoffe
Sammelbegriff für Metalle, Industriemineralen, Steine und Erden
Natürliche Rohstoffe:
Primärrohstoffe
Natürliche Rohstoffe sind Teil der natürlichen Ressourcen und Stoffe, die aus
der Natur gewonnen werden, um sie für die Weiterverarbeitung oder die direkte
Nutzung durch den Menschen verfügbar zu machen. Natürliche Rohstoffe
werden von Sekundärrohstoffen unterschieden, die durch Recycling aus
Abfällen gewonnen werden.
Erschöpfliche Rohstoffe
- Mineralische Rohstoffe
- Energetische Rohstoffe
> Fossile Energieträger
> Kernbrennstoffe
Regenerierbare Rohstoffe
- Nachwachsende Rohstoffe
- Energetische Rohstoffe
> Erneuerbare Rohstoffe
> Erneuerbare Energie
Rohstoffwirtschaft
Die Rohstoffwirtschaft erstreckt sich von der Suche über die Gewinnung bis zur Verarbeitung der Rohstoffe und hat volks- und
betriebswirtschaftliche Bezüge.
Energiewirtschaft
In die Energiewirtschaft […] sind alle diejenigen Anteile der
Wertschöpfung der jeweiligen Branchen bzw. Unterbranchen der
Wirtschaftszweigklassifikation einzubeziehen, deren Produkte oder
Dienstleistungen unmittelbar oder mittelbar der Versorgung von
Endverbrauchern mit Strom, Fernwärme, Brenn- und Kraftstoffen
sowie Energiedienstleistungen dienen.
Die Nutzung natürlicher Ressourcen…
… ist Voraussetzung für Leben und (wirtschaftliche) Entwicklung und führt zu Umweltbelastungen
Umweltbelastung
Negative Belastung und Veränderung der natürlichen Umwelt über die natürliche
Regenerationskraft hinaus. Entsteht durch:
– Physikalische Eingriffe (Bsp. Abholzung)
– Chemische Eingriffe (Bsp. Müll, Strahlen)
– Technische Eingriffe (Bsp. Versiegelung)
Umwelt
Bezeichnung für die Gesamtheit aller Erscheinungen, mit denen ein Organismus in seinem artspezifischen Lebensraum in
Wechselbeziehung steht.
An diese hat sich der Organismus in
entwicklungsgeschichtlichen Zeiten so angepasst, dass ein ökologisches Gleichgewicht entstanden ist.
Emissionen
In die Umwelt abgegebene feste, flüssige und gasförmige Schadstoffe
sowie die Abgabe von Wärme, Strahlung, Geräuschen u. a. durch z. B.
Erzeugung, Verteilung, Entsorgung, Leitungsbau
Immissionen
Einwirkung von Emissionen auf Boden, Wasser, Menschen, Tiere,
Pflanzen oder Sachgüter
Treibhauseffekt
Ein großer Teil der
kurzwelligen Sonnenstrahlen durchdringt ungehindert die Atmosphäre, aber als langwelligere reflektierte Wärmestrahlung nicht mehr zurück ins Weltall gelangen kann, weil sie durch die so genannten Treibhausgase in bodennahen Luftschichten teilweise absorbiert werden.
Internationale Ziele und
Verpflichtungen der Klimapolitik
Stabilisierung des CO2
-Anteils in der Atmosphäre bei rund 450
ppm, damit der globale durchschnittliche Temperaturanstieg 2°C
nicht überschreitet
Bei einer Überschreitung würden die Folgen des Klimawandels
nicht mehr kontrolliert werden können.
“20-20-20”-
Ziele Europa
(2010)
- Senkung der Treibhausgasemissionen um mindestens 20 %
(Basisjahr: 1990) - Ausbau des Primärenergieanteils erneuerbarer Energien auf 20 %
- Verbesserung der Energieeffizienz um 20 % (Basisjahr: 2007)
Kernkonzept des Emissionshandels
- Betreiber von Kraftwerken und großen Industrieanlagen erhalten Zertifikate, die zum
Ausstoß einer festgelegten Menge CO2 berechtigen - Verursachen seine Anlagen mehr Emissionen, muss der Betreiber zusätzliche
Zertifikate ankaufen; umgekehrt ermöglicht ihm eine Reduzierung seiner Emissionen,
die überzähligen Emissionszertifikate zu verkaufen und so Gewinn zu machen. - Die Gesamtmenge der Emissionen wird durch die Zertifikate bestimmt.
Kinetische Energie
– in bewegten Körpern gespeicherte Energie
Ekin = ½ * m * v^2
Potentielle Energie
– in ruhenden Körpern aufgrund ihrer Lage gespeicherte Energie
Epot = m * g * ∆h
Thermodynamik
– Im Körpern aufgrund ihrer Temperatur gespeicherte Energie
Q = m * c * ∆T
Chemische Energie
– Im Körpern aufgrund ihrer chemischen Bindung gespeicherten Energie
Q = H * m bzw. Q = H * V (bei Gasen)
Leistung
gibt an, wieviel Energie in einer Zeiteinheit umgesetzt wird
𝑃 = Δ𝐸/Δt
Einheit W
