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Zukunftsenergie

3a. Zukunftsenergie. Zwänge, Trends, Hoffnungen. 3a. Übersicht Zukunftsenergien .1 Fossile Kraftwerke im zweiten und letzten Frühling .11 Ausgangslage : Stromerzeugung: Hoher Ersatz und Neubaubedarf .12 Strategie für die weitere Entwicklung der „fossilen“ Sromerzeugung

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Presentation Transcript

  1. 3a. Zukunftsenergie Zwänge, Trends, Hoffnungen

  2. 3a. Übersicht Zukunftsenergien .1 Fossile Kraftwerke im zweiten und letzten Frühling .11 Ausgangslage : Stromerzeugung: Hoher Ersatz und Neubaubedarf .12 Strategie für die weitere Entwicklung der „fossilen“ Sromerzeugung .121 Horizont 1: Einsatzfähige technik : state of the art .122 Horizont 2: Weiterentwicklung der Kohlekraftwerkstechnik .123 Horizont 3: Kraftwerke mit CO2 Sequester. „CCS“ .2 Kernenergie – ungeliebter Retter vor dem Klimaschock ? .21 Stromerzeugung aus Atomkraft : Derzeitiger Stand .22 im Bau, geplant, visioniert .23 auch in Deutschland spricht man noch über Kernkraft [ z.B. auf der Jahrestagung der Physiker (DPG)] .3 Kernfusion , die Sonne auf der Erde .4 Sonnenenergie thermische Solarenergie, PV, Biomasse, Wind

  3. .1 Fossile Kraftwerke im zweiten und letzten Frühling

  4. Stopp:Vor dem 2. kommt der 1. Frühling, in unserem Falle: Wichtige Grundlagen der Technischen Thermodynamik Wer Technische Thermodynamik endlich mal richtig, gründlich und gut verständlich lernen will, dem empfehle ich das Lehrbuch: Erich Hahne: „Technische Thermodynamik“, 3.A.,Oldenbourg Verlag München 2000, ISBN=3-486-25397-2, 529 Seiten, viele und gut durchdachte Abbildungen Und natürliche viele andere Lehrbücher und InternetVorlesungen zu diesem Grundlagenfach. Eine kurze, unvollständige und eklektische Auffrischungder wichtigsten Zusammenhänge zum Verständnis von Kraftwerksprozessen in V3aa_TT-Ueberblick.ptt

  5. Wir werfen einen Blick auf das, was den mainstream der Experten (VDI-GET) bewegt: Entwicklungslinien der Energietechnik 2004 Expertenforum der VDI-Gesellschaft Energietechnik am 7./8. September 2004 an der Ruhr-Universität Bochum Themengebiete Kraftwerkstechnik und CO2-Abtrennung Erneuerbare Energien Energiesysteme Brennstoffzellen und neue Antriebe Rationelle Energieverwendung Beachte: 1. die Reihenfolge, 2. Keine Kernenergie, keine Fusionsenergie ( political correct ). 3. Hohe, sogar eigenständige Bedeutung der FuelCells (werden nicht unter „Rationelle Energieverwendung“ subsummiert)

  6. Quellen: /VDI-GET_2004Bochum / = Kongress: Entwicklungslinien der Energietechnik 2004 Expertenforum der VDI-Gesellschaft Energietechnik am 2004_0907 an der Ruhr-Universität Bochum: Insbesondere: / ~ _Ewers/ = Dr. Johannes Ewers, RWE Power AG, Essen, Vortrag „ Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“ Quelle: /VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“

  7. Ausgangslage: • 1. Steigender Strombedarf weltweit • 2. Bestehende Kohle Kraftwerke (weltweit) mit sehr unterschiedlichem Wirkungsgrad • Perspektive: • 1. es gibt noch Entwicklungspotential für höhere Wirkungsgrade • 2. Das Zauberwort:CCS = Carbon Capture and Storage • also die Vision des CO2-Sequester

  8. .11 Ausgangslage :Stromerzeugung: Hoher Ersatz und Neubaubedarf Quelle: /VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“, Folie 5

  9. Ausgangslage:Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken (weltweit) CO2–Emissionen von Kohlekraftwerken [Gt /a] Unser Stand vor vielleicht 50 Jahren Unser Stand vor vielleicht 30 Jahren UrQuelle: /VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ , Teil von Folie 4. Eigener Kommentar

  10. .12 Quelle:/VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“, Folie 2

  11. .121

  12. Quelle:/VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“, Folie4

  13. .122 Quelle:/VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“, Folie 11

  14. Quelle:/VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“, Folie 16

  15. Quelle:/VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“, Folie 17

  16. .123 Quelle:/VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“, Folie 18

  17. Merkt euch das Zauberwort: CCS = Carbon Capture and Storage ausführliche Spezialbehandlung in der Vorlesungseinheit 2.5 (V2.5*.ppt) Quelle:/VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ “Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen“, Folie 21-oberer Teil

  18. .2 Kernenergie – ungeliebter Retter vor dem Klimaschock ?

  19. .21 Stromerzeugung aus Atomkraft : Derzeitiger Stand .22 im Bau, geplant, visioniert .23 auch in Deutschland spricht man noch über Kernkraft [ z.B. auf der Jahrestagung der Physiker (DPG)]

  20. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005 .21 Stand

  21. Kernenergie in Zahlen (weltweit)1) • Kommerzieller Betrieb:440 Leistungsreaktoren mit 359,9 GWe (net) in 31 Ländern • Im Bau:37 Leistungsreaktoren mit 34,0 GWe (net) in 13 Ländern • In der Planung:58 Projekte mit 56,9 GWe (net) in 12 Ländern • Strom aus Kernkraftwerken: In 2004 ca. 16% der weltweiten Stromproduktion 1) Stand: Dezember 2004 Quelle: RWE NUKEM GmbH, Januar 2005 2 BezugsQuelle: Vortrag 15. März 2005 in Berlin von Dr. Arthur Max, RWE NUKEM GmbH, Alzenau, Folie 2

  22. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005 .22 Vision Kernenergie international keineswegs aufgegeben

  23. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  24. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: P.W. Philippen: „Der Hochtemperaturreaktor- Sicherheitseigenschaften.“ ;67.Physikertagung,Hannover 2003 .23 Kernenergie als Thema Link zum AKE-Archiv: Energievorträge der 67. Physikertagung Hannover 2003

  25. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: P.W. Philippen: „Der Hochtemperaturreaktor- Sicherheitseigenschaften.“ ;67.Physikertagung,Hannover 2003

  26. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: P.W. Philippen: „Der Hochtemperaturreaktor- Sicherheitseigenschaften.“ ;67.Physikertagung,Hannover 2003

  27. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: P.W. Philippen: „Der Hochtemperaturreaktor- Sicherheitseigenschaften.“ ;67.Physikertagung,Hannover 2003

  28. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: U.Krugmann: „Der EPR und sein Sicherheitskonzept“; 68.Physikertagung, München 2004 Link zum AKE-Archiv: Energievorträge der 68. Physikertagung München 2004

  29. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: U.Krugmann: „Der EPR und sein Sicherheitskonzept“; 68.Physikertagung, München 2004

  30. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: U.Krugmann: „Der EPR und sein Sicherheitskonzept“; 68.Physikertagung, München 2004

  31. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  32. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  33. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  34. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  35. SCWR  Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  36. Link zum Original im AKE-Archiv:  SCWR

  37. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  38. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  39. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  40. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005 MA=Minore Actiniden, siehe Einschub

  41. Einschub: Minore Actiniden Quelle: http://www.sgkyg.ch/projekt2003/pdf/Folien_Wydler.pdfDatei: SGK_Wydler2003_Stofflüsse_imNuklearenBrennstoffkreislauf_ppt.pdf

  42. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  43. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  44. Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: J.U.Knebel: „Neue Kernreaktoren der Generation 4 .“ Vortrag auf der Jahrestagung der DPG, Berlin2005

  45. .3 Kernfusion , die Sonne auf der Erde

  46. Spaltung Fusion Bindungsenergie pro Nukleon Quelle: /Taube 1988 : Materie, Energie..,; Hirzel Verlag; Abb. 6.14; p.235

  47. Das Lawson Kriterium: Tripelprodukt Zur Zündung müssen : ausreichend viele Teilchen [Plasmadichte n ]oft [Energieeinschlusszeit E ] und heftig genug [Temperatur T ] miteinander zusammenstoßen. Zündkriterium (Lawson):n *E * T >= 6* 1016 [cm-3 s MK ] Praktische Zündbedingungen: Plasmadichte ca. 1014 Teilchen pro cm3Energieeinschlusszeit 1- 2 [s]Plasmatemperatur 100-200 [M K] Quelle:Milch,I.:“Die Sonne auf die Erde holen“, PhiuZ 26 (1995),Heft 2,p.69-74; p7; und IPP 1995; Kernfusion- berichte aus der Forschung; p.9; IPP_Kernfusion1995.ppt

  48. Die zeitliche Entwicklung bei der Annäherung an die Zündbedingung EU + Japan+Russland u.a: ITER: inVorplanung; Zündung(Internationaler Thermonuklearer Experimentalreaktor) JET = Joint European Torus : (Culham GB) Deutschland: (IPP-Garching): ASDEX; ~ upgrade Wendelsstein 7-AS, 7-X (Greifswald) Isar Japan: JT 60; JT 60UUSA: TFTR (Princeton) D III D (San Diego) Alcator (Boston)Russland: T3; T10 Quelle: www.IPP „Forschung“- ergänzt unter Benutzung von /Diekmann-Heinloth 97,Abb. 10.2;p291/

  49. ITER 12 m

  50. Stand und Aussichten der Kernfusion: Zeitplan JET ITER Advanced ITER-Prototypen TOKAMAK ITER-FDR Materialentwicklung IFMIF DEMO Asdex-Upgrade Wendelstein 7 AS Wendelstein 7 X ... Sicherheitsforschung Sozi-Ökonomiche Forschung heute heute + 15 heute + 30

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