Energiewirtschaft

Energiewirtschaft Teil I: Grundlagen – Von Ursachen zum Verständnis

Agenda Teil I: Grundlagen – Von Ursachen zum Verständnis 1. Die Hauptsätze der Energielehre 2. Natürlicher und anthropogener Energieumsatz 3. Die Triebkräfte der Weltenergieverbrauchsentwicklung 4. Die Restriktionen der Weltenergieverbrauchsentwicklung: Ressourcen und Emissionsentwicklung 5. Die Energiebilanz: Aufbau, Energieflussbild, Definitionen, Abkürzungen

1. Hauptsatz: In einem geschlossenen System kann die Energie-menge nicht verändert werden, sondern lediglich zwischen verschiedenen Erscheinungsformen um-gewandelt werden. 2. Hauptsatz: In einem geschlossenen System wird „höherwertige Energie“ in „minderwer-tigere Energie“, d.h. in gleichförmig verteilte Wärme (etwa auf Umge-bungstemperatur) umge-wandelt. 1. Die Hauptsätze der Energielehre (Kurzfassung)

Lehrt uns die Energielehre, dass • hochwertige Energie in minderwertige Energie umgewandelt wird und damit ihre Eigenschaft verliert Arbeit zu leisten und • in Praxis die Umwandlungsprozesse in einem offenen System ablaufen und die minderwertige Energie ständig ins Weltall abgestrahlt wird, gibt es aus technisch-ökonomischer Sicht den Energieverbrauch.

Einheiten für Energie und Leistung: Leistung: Watt (W) Energie/Arbeit: Joule (J)1 J = 1 WsArbeit = Leistung x Zeit Vorsätze und Vorzeichen: k = Kilo = 103 = Tausend M = Mega = 106 = Million G = Giga = 109 = Milliarde T = Tera = 1012 = Billion P = Peta = 1015 = Billiarde E = Exa = 1018 = Trillion 2 1 Leistung [kW] = 3 kWh 0 1 2 3 4 Zeit [h] Einheiten der Energiewirtschaft

Energieeinheiten und Umrechnungs-faktoren

2. Natürlicher und anthropogener Energieumsatz Quelle: Hensing et al., S. 2

3. Historische Entwicklung der Weltbevölkerung Quelle: Heinloth, S. 21

Weltbevölkerung und Bruttoinlands-produkt • Entwicklung der Weltbevölkerung [Anzahl in Mio.] • Perspektiven der weltwirtschaftlichen Entwicklung [BIP in Preisen von 1990] • Regionale Entwicklung des BIP pro Kopf /Kopf Quelle: Prognos, S. 27 ff.

Primärenergie-Verbrauch pro Person im internationalen Vergleich (1992) Quelle: Heinloth, S. 83

Weltweiter Primärenergie-Verbrauch nach Energieträgern seit 1900 [Mrd. t SKE] Quelle: Heinloth, S. 84

Prognose des weltweiten Primär-energieverbrauchs (IEA) Quelle: International Energy Agency: World Energy Outlook 2004, S. 430

4. Die Restriktionen der Weltenergie-verbrauchsentwicklung Nachdem wir die Triebkräfte des weltweiten Primärenergiebedarfs kennengelernt haben, wenden wir uns nun den globalen Restriktionen des Energieangebots und der Energieum-wandlung zu: • Erschöpfbare Ressourcen • Emissionsentwicklung An dieser Stelle findet nur ein Überblick statt. Die Vertiefung erfolgt in Teil II und III.

Reichweiten verschiedener Energieträger heute Quelle: Bundesamt für Geo-wissenschaften und Rohstoffe (BGR)

CO2-Emissionen Quelle: EIA, S. 7

5. Die Energiebilanz: Aufbau (vertikal) Quelle: Hensing et al., S. 19

Aufbau einer Energiebilanz (horizontal) • Fossile Brennstoffe Stein-, Braunkohle, Erdöl, Erdgas, Briketts, Koks, Kraftstoffe, Heizöl, Kokereigas, Gichtgas • Erneuerbare Energien Solarenergie, Umgebungswärme, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse, Geothermie • Strom • Kernbrennstoffe • Fernwärme Quelle: AG Energiebilanzen

Energiebilanzrahmen Dimensionen in T Jouleoder 1000 t SKE Quelle: AG Energiebilanzen

Energieflussbild 2003 (Deutschland) * geschätztIn Mio. t SKE Quelle: AG Energiebilanzen

Definitionen • Energieträger: Stoffe, in denen Energie mechanisch, thermisch, chemisch oder physikalisch gespeichert ist. • Primärenergieträger: Energieträger, die ohne noch keiner Umwandlung unterworfen wurden (z.B. Stein-, Braunkohle, Erdgas, Erdöl, Wasserkraft, Biomasse usw.) • Sekundärenergieträger: Umgewandelte („veredelte“) Energieträger (z.B. Strom, Fernwärme, Mineralölprodukte, Briketts usw.) • Endenergieträger: Primär- oder Sekundärenergieträger, die von Energieverbrauchern genutzt werden • Endenergieverbrauch: Marktentnahme von Endenergieträgern • Nutzenergie: Z.B. Licht, Kälte, Bewegung, Wärme, Kälte usw.

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