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Der Untergang der Welt

Menschheit. Zivilisation. Energieverschwendungs- Gesellschaft. ?. Der Untergang der Welt. Ein Drama in 2 Akten Akt 1 : Das Problem und m ögliche Lösungsansätze ( Bauer ) Akt 2 : … wie man das Ganze von den Steuern absetzen kann ( Ismer ). Energieerhaltung.

katoka
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Der Untergang der Welt

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Presentation Transcript

  1. Menschheit Zivilisation Energieverschwendungs- Gesellschaft ? Der Untergang der Welt Ein Drama in 2 Akten Akt 1 : Das Problem und mögliche Lösungsansätze (Bauer) Akt 2 : … wie man das Ganze von den Steuern absetzen kann (Ismer)

  2. Energieerhaltung • Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten • Zentrale Weisheit der Physik: • Wir wissen nicht genau was Energie ist, aber wir wissen, dass sie konstant bleibt • Verschiedene Arten der Energie können ineinander umgewandelt werden • Kinetische Energie • Potentielle Energie, z.B. • In der Regel ist keine Energieumwandlung perfekt (Entropie steigt fortwährend …) Wolfgang Bauer

  3. Energieeinheiten • 1 Joule (J) = 1 m·kg/s2 • Kinetische Energie eines Joggers ~ 200 J • Potentielle Energie beim Sprung vom 10m Brett ~ 5000 J • Kinetische Energie eines fahrenden Autos (1000 kg, 100 km/h) ~ 400 kJ (k = Faktor 1000) • 1 Kalorie (cal) = 4.186 J • Essen wird gemessen in kcal = 1000 cal • Dose Cola ~ 200 kcal ~ 800 kJ Wolfgang Bauer

  4. Leistung • Energie pro Zeitintervall = Leistung • Leistungseinheit: 1 Watt (W) = 1 J/s • Glühlampe ~ 50 W • Haartrockner ~ 1000 W (= 1 kW) • 1 PS = 746 W • 100 PS Auto ~ 75 kW • Kernkraftwerk ~ 1 GW (= 1.000.000.000 W) • Kilowattstunde = Energieeinheit • 1 kWh = 3.6 MW = 3.600.000 W Wolfgang Bauer

  5. Energiebilanz im Menschen • Nimmt Nahrung auf • 2500 kcal/Tag ~ 10 MJ/Tag (~ 3.5 GJ/Jahr) • Verrichtet mechanische Arbeit • Verrichtet auch geistige Arbeit • Strahlt Netto-Wärme ab • ~80 W ~ 7 MJ/Tag • Nahrungszufuhr > Energieverbrauch:der Überschuss wird als Fett gespeichert • Will man abnehmen, muss man das Vorzeichen umkehren! Wolfgang Bauer

  6. Energiebilanz der Erde • Nimmt Wärmestrahlung von der Sonne auf • 1370 W/m2 • Gesamte Strahlenleistung, die auf Erde einfällt =(6370 km)2(1370 W/m2) = 1.75·1017 W = 175 PW • 175.000.000.000.000.000 W !!! • Strahlt fast alles auch wieder ab • Seit vielen Millionen Jahren: Lagert kleine Differenz als von der Biosphäre verarbeitete fossile Brennstoffe ab. Wolfgang Bauer

  7. Menschlicher Energieverbrauch • In Industrieländern verbrauchen Menschen viel mehr Energie als sie essen • USA: 350 GJ/Jahr pro Person • Vergleich: Nahrungsaufnahme 3.5 GJ/Jahr • „Als ob man 100 Energiesklaven für sich arbeiten lässt.“ (Steve Chu) Wolfgang Bauer

  8. Energieverbrauch = Reichtum energy demand and GDP per capita (1980-2004) USA Australia Russia Die wollen auch hier hin Wir sind hier France Japan S.Korea Ireland China Brazil Die Welt hat ein PROBLEM! India • Source: UN and DOE EIA, BP (Koonin) • Russia data 1992-2004 only Wolfgang Bauer

  9. OK, where is the problem? Es gibt zwei Probleme: • Uns geht der Sprit aus • Es wird zu warm hier Wolfgang Bauer

  10. 1. Uns geht der Sprit aus … 50 years 100 years You are here http://www.eia.doe.gov/ Wolfgang Bauer

  11. US-Elektrizitätsproduktion Wolfgang Bauer

  12. Globaler Energieverbrauch (total = 186 Mboe/d = 7 TW)1 boe = 1586 kWh Nuclear 14Mboe/d 14 Renewables 5 5Mboe/d 2 Biomass 33 3 8 23Mboe/d 17 Coal 16 10 2 12 43Mboe/d 1 Gas 6 11 10 38Mboe/d 1 Oil 35 63Mboe/d Industry Power Generation 45Mboe/d 76Mboe/d Buildings 56Mboe/d Transportation Wolfgang Bauer 37Mboe/d S.E. Koonin Source: World Energy Outlook 2004

  13. Globaler Energieverbrauch (total = 186 Mboe/d = 7 TW)1 boe = 1586 kWh Nuclear Industry 14Mboe/d 14 Power Generation 11 Renewables 5 5Mboe/d 45Mboe/d 76Mboe/d 2 Biomass 33 3 Buildings 8 16 23Mboe/d 17 Coal 16 10 2 12 43Mboe/d 56Mboe/d 1 Gas 6 11 10 38Mboe/d Transportation 1 Oil 35 63Mboe/d 37Mboe/d Source: World Energy Outlook 2004 Vergleich: Gesamtsonneneinstrahlung = 175.000 TW Wolfgang Bauer S.E. Koonin

  14. 2. Es wird zu warm hier … Wolfgang Bauer

  15. Erdtemperatur Wolfgang Bauer

  16. Warum wird es so warm? • Greenhouse Gase in der Atmosphäre nehmen zu • Plausible kausale Verbindung! Wolfgang Bauer

  17. Methan • CH4 • Erdgas • HauptreaktionCH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O • Verbrennungswärme: 802 kJ/mol (~1000 BTU/ft3, ~1 MJ/ft3) • Wichtiges Greenhouse Gas Wolfgang Bauer

  18. Kühe: grössteMethanquelle 115 million Tonnen/Jahr Houweling et al.Climate Change 2001 http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=16827 Wolfgang Bauer

  19. Bottom Line: Greenhouse Gase • Viele Feedback Loops sind noch nicht genau verstanden (siehe Carl Sagans Vorhersagen nach 1. Irak-Krieg) • Erdklima folgt wahrscheinlich linear der Änderung der Greenhouse Gaskonzentration anthropogenen Ursprungs • „Runaway“ Lösungen sind aber nich auszuschließen • Ein Experiment, welches wir nicht machen sollten! (Wir sitzen im Reagenzglas …) Wolfgang Bauer

  20. Was ist die Lösung? • Es gibt kein „Silver Bullet“! • Mischung verschiedener Energieträger • Wasser, Wind, Geo • Bio • Kernkraft (erst Spaltung, in 30-50 Jahren Fusion) • Energiesparen • Verbesserung der Effizienz • Konsum Umdenken • Infrastrukturverbesserung Wolfgang Bauer

  21. Plot: Rich. Muller, Berkeley Wolfgang Bauer

  22. Geologen Chemiker + Andere Lösung desEnergieproblems Physiker Ingeneure Biologen Juristen Vielen Dank an Unsere Gruppe! Ökonomen Mehr? Schaufenster morgen um 5. Wolfgang Bauer

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