Moderne Energiesysteme – ein Beitrag zur Energiewende

verfasst von: Prof. Dr. Bernhard Adler

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Von der Energiewende sind wir alle betroffen, können aber auch alle zum positiven Gelingen beitragen. Das „Wie“ bildet den Kerngedanken des vorliegenden Buches. Der Fokus des Buches liegt auf der Komplexität von Energieerzeugung, Speicherung und Möglichkeiten der Energieeinsparung.

Sie erfahren zunächst, dass die Gewinnung regenerativer Energien zwingend mit der Energiespeicherung verknüpft ist. Da die neuen Formen der Energiegewinnung einen zeitlich fluktuierenden, nicht grundlastfähigen Strom liefern, reicht es nicht, Kohlekraftwerke durch Windräder oder PV-Paneelen zu substituieren. Im Anschluss werden die Wärmespeicherung und die Gewinnung von grünem Wasserstoff, die sogenannten Power-to-X-Konvertierungen ausführlich dargestellt. Vor diesem Hintergrund geht das Buch auf konkrete Praxisbeispiele ein. So erfahren Sie, warum eine Umstellung fossiler Transportsysteme auf E-Mobilität derzeit noch keine Verbesserung in der CO2-Bilanz erbringt, wie neue Formen der Heizwärmegewinnung und Wärmedämmung praktische Hinweise zum energiebewussten Handeln bieten und letztlich, wie der Einzelne sein Leben energiesparend mit reduziertem „ökologischen Fußabdruck“ in einer zukünftigen CO2-neutrale Recyclinggesellschaft organisieren kann.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einführung

Zusammenfassung

Um den CO₂-Ausstoß deutlich zu senken, sieht das Strategiepapier zum Kohleausstieg die Einstellung der Kohleverstromung bis zum Jahre 2038 vor. Das bedeutet eine Wende von fossiler zu regenerativer Energieerzeugung. Zur Bewältigung dieser Umstellung benötigt man nicht nur neue Technologien zur Energieerzeugung, sondern auch Verfahren zur Energiespeicherung, da die Energiebereitstellung aus regenerativen Ressourcen diskontinuierlich erfolgt.

Bernhard Adler

Kapitel 2. Anfänge überregionaler Energieverbunde in Mitteldeutschland

Zusammenfassung

Am 21.5.1915 begann der Bau des ersten nicht industriegebundenen Kraftwerkes zur thermischen Stromerzeugung in Zschornewitz und bereits am 2.1.1916 erfolgte die kontinuierliche Belieferung des benachbarten Stickstoffwerkes in Piesteritz über eine 110-kV-Freileitung. Damit waren die energetischen Voraussetzungen für die Aufnahme der Ammoniakproduktion zur Spengstoffherstellung über das Frank-Caro-Verfahren gegeben. Weitere Hochspannungsfreileitungen nach Berlin und Bitterfeld zur Energieversorgung der dortigen Aluminiumproduktionen erfolgen fast zeitgleich.

Bernhard Adler

Kapitel 3. Erzeugung und Leitung von Elektroenergie

Zusammenfassung

Als Primärenergien zur Elektrizitätserzeugung dienen fossile und native Kohlenstoffträger, die Kernspaltung, die Wasserkraft oder die Wind- bzw. die Sonnenenergie. Die Verarbeitung in den entsprechenden Kraftwerken liefert im Falle der Verbrennungskraftwerke und KKW eine grundlastfähige Versorgung. Bei Wind- und Sonnenkraftwerken kann dagegen nur temporär eine Versorgung abgesichert werden.

Bernhard Adler

Kapitel 4. Energiekonvertierungen

Zusammenfassung

Die oxygene Photosynthese von Algen und grünen Landpflanzen bildet die Lebensgrundlage auf der Erde.

Bernhard Adler

Kapitel 5. Energiespeicher

Zusammenfassung

Nach Abschalten der Kernkraft- und Kohlekraftwerke bleiben von der im Jahre 2018 erzeugten Elektroenergiemenge von 541 TWh noch 158 TWh an grundlastfähigem Energiepotenzial bestehen (Tab. 5.1, Zeilen 1 und 2). Die eigene Pumpspeicherkapazität im Lande ist topologiebedingt gering und kaum noch ausbaufähig (Tab. 5.1, Zeile 3). Über das Seekabel „Nordlink“ wird eine Verbindung mit den Pumpspeicherwerken in Norwegen angestrebt.

Bernhard Adler

Kapitel 6. Erzeugung und Anwendungen von Wasserstoff

Zusammenfassung

Zweifelsohne nimmt zukünftig die Wasserstoffherstellung bei der Konvertierung und Speicherung von E-Energie eine Schlüsselstellung ein („grüner“ H₂). Derzeit wird die Hauptmenge des von der Wirtschaft benötigten H₂ jedoch noch über den sogenannten Dampfreforming-Prozess hergestellt („grauer“ H₂).

Bernhard Adler

Kapitel 7. Klimaschutzaktivitäten

Zusammenfassung

Wenn die Klimaerwärmung gemäß Gutachten des IPCC auf einen Temperaturanstieg auf 1,5 bis 2 K beschränkt bleiben soll, muss es zu einer Halbierung der Treibhausgasemissionen, vor allem des CO₂-Ausstoßes kommen. Energieeinsparungen, Technologieänderungen und eine drastische Konsumreduzierung sind deshalb die technischen und gesellschaftlichen Aufgaben, die eine moderne Recyclinggesellschaft zukünftig organisieren muss.

Bernhard Adler

Kapitel 8. Klimaschutzabkommen

Zusammenfassung

Am 16.9.1987 unterzeichneten 24 Staaten und die EU das Abkommen von Montreal. Es verpflichtet die Unterzeichnerstaaten zur Einstellung der Produktion von FCKW, Stoffe, die sowohl die Ozonschicht zerstören, als auch 14.000-fach stärker als das Klimagas CO₂ wirken. Das Abkommen regelt den Umgang mit VOC- und NMVOC-Verbindungen. Es trat am 1.1.1989 in Kraft.

Bernhard Adler

Backmatter

Titel: Moderne Energiesysteme – ein Beitrag zur Energiewende
verfasst von: Prof. Dr. Bernhard Adler
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-60688-9
Print ISBN: 978-3-662-60687-2
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-60688-9