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- sich aufbrauchende Energien à z.B. Kohle, Erdgas, Erdöl, Uran, Thorium, ...
- sich ständig erneuernde Energien (regenerativ) à Sonnenstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse, Gezeiten, Erdwärme, ...
1.1 Gebräuchliche Energiegewinnungsverfahren
1.1.1 Energieerzeugung durch Wärme
- wichtigste Erzeugung der Elektroenergie
- Versorgung von Haushalten, Industrien & öffentl. Einrichtungen
- Erzeugung aus chem. Energie von Stein- & Braunkohle, Müll, Kernenergie
- Erzeugung von fast 50% durch Kohle
- Wärmekraftwerke à komplexe Systeme
- Ablauf von sehr großen Energie- & Stoffumsätzen
- feste Einbindung ins Elektroenergieversorgungsnetz
1.1.1.1 Nutzung von Kernenergie
- Bindungsenergie zwischen Protonen & Neutronen im Atomkern
- Freisetzung von radioaktiver Strahlung & Wärmeenergie bei der Spaltung von Atomkernen
- Uran & Plutonium spaltbar
- Weltenergieverbrauch bei 6%
- Aufbau eines Kernkraftwerkes (Bild 4)
- Anzahl der Kernkraftwerke ja nach Region (Bild 5)
1.1.1.2 Nutzung von fossilen Brennstoffen
- Fossile Brennstoffe: Braun- und Steinkohle; Erdöl und Erdgas
- Umwandlung in Kraftwerken in elektrische Energie
1.1.1.2.1 Nutzung von Kohleenergie
- Entstehung von Kohle aus abgestorbenen Pflanzenresten unter besonderen Bedingungen
- Größere Wärmeentwicklung beim Verbrennen von Steinkohle als bei Braunkohle
- leichterer Abbau von Braunkohle
- Vorräte à immer geringer im Laufe der Zeit
- Kohlendioxidausstoß: 40% à 4. Mrd. Tonnen àsehr hoch
- Stärkste Umweltbelastung
- Vorkommen unter Tage
- Reserven & Ressourcen ja nach Region (Bild 6)
1.1.1.2.2 Nutzung von Erdölenergie
- größte Deckung des weltweiten Energiebedarfs
- flüssiges Gemisch aus Kohlenstoff & Wasserstoff
- Freisetzung der Energie bei Verbrennung
- Vorräte à einige Jahrzehnte
1.1.1.2.3 Nutzung von Erdgasenergie
- Vorkommen oberhalb von Erdöllagerstätten bzw. Kohlevorkommen
- Energiegewinnung durch Verbrennung
- Am wenigsten umweltschädlich von fossilen Brennstoffen à aber: Freisetzung von Stickoxiden
1.1.2 Energieerzeugung durch Wasserkraft
- wichtiger Beitrag zur Lösung des Weltenergieproblems
- Deckung von 20% des Bedarfs an elektrischer Energie
- Nutzung der Energie von fließenden bzw. gestauten Gewässern
- m.H. von Turbinen & Generator à Umwandlung in elektr. Energie
- Bedeutend für Konstruktion und Leistung eines Wasserkraftwerkes:
- à Höhe des nutzbaren Gefälles & Durchflussmenge des Wassers
- Unterscheidung in Lauf- und Speicherkraftwerke
- Wasserkraftwerk Xingó in Brasilien (Bild 7)
1.1.2.1 Laufwasserkraftwerke
- Nutzung der Strömungsenergie
- Bestimmung des Standortes (z.B. an Flüssen, im Flachland, ...) durch große Wasserdurchflussmenge & kleine Fallhöhe
- Erzeugung von kontinuierlich elektrischer Energie wegen relativ stetigem Wasserangebot à Grundlastkraftwerk
- Einsetzung von Kaplanturbinen
- Aufbau eines Laufwasserkraftwerkes (Bild 8)
1.1.2.2 Speicherkraftwerke
- Errichtung in Gebirgslagen
- Gesammeltes Wasser in hochgelegenen Speicherbecken à durch Rohrleitungen strömend zu Turbinen
- Keine kontinuierliche Nutzung à Spitzenlastkraftwerk
- Einsetzung von Pelton- oder Francisturbinen (Bild9)
- Aufbau eines Speicherkraftwerkes (Bild 10)
1.1.3 Nutzung von Windenergie
- Umwandlung der Strömungsenergie in Elektroenergie
- Windräder à lange Geschichte à Entwicklung verschiedener Rotorformen
- Umformung der Strömungsenergie des Windes in Rotationsenergie an der Rotorwelle
- Mit Rotationsenergie wird zur Erzeugung von Elektroenergie ein Rotor angetrieben
- "Dreiflügler" besonders verbreitet à bester Wirkungsgrad (bestehend aus Faserverbundkunststoff)
- Regelung der Leistung à Verstellung der Rotorblätter
- Querschnitt der Rotorblätter ähnlich der Tragflächen von Flugzeugen
- Umströmung von Wind à Auftriebskraft à Bewegung der Rotorblätter
- Aufbau eines Windrades (Bild 11)
1.1.4 Vor- und Nachteile
- Vorteile - Kernenergie:
- ausreichend zur Verfügung
- umweltschonend bei störungsfreiem Betrieb
- Nachteile:
- Betriebskosten sehr hoch
- Starke radioaktive, gefährliche Strahlung
- Förderung & Transport à Lärm & Staub
- Förderung mit Eingriffen in die Natur
- Vorteile - fossile Brennstoffe:
- Billig
- Unkompliziert
- Viel Energie pro Einheit Brennstoff
- Nachteile:
- Schadstofffreisetzung bei Verbrennung
- Abhängigkeit von Förderländern
- Keine unbegrenzten Reserven
- Vorteile -Wasserenergie:
- kein Verbrauch natürlicher Ressourcen
- keine Emission von Schadstoffen, nur geringe Abwärme
- sehr ökologisch
- lange Lebensdauer einer Anlage
- Nachteile:
- Hohe Investitionskosten
- Durch Großanlagen à fruchtbares Ackerland verlorenàirreparable Eingriffe in die Natur
- Grundwasserspiegel steigt
- Störung der Lebensraumes vieler Wassertiere
- Vorteile - Windenergie:
- erneuerbare Energiequelle
- keine Freisetzung von Schadstoffen à keine Gefahr für Mensch und Umwelt
- niedrige Wartungs- & Betriebskosten
- Nachteile:
- Landschaftsveränderung
- Nicht überall gut einsetzbar
- Schwankende Energieerzeugnisse
- Hohe Investitionskosten
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