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Erneuerbare EnergienRettung vor dem Weltuntergang
 Erneuerbare Energien
– Atomenergie
– Windenergie
– Wasserenergie
– Solarenergie
 Mögliche Zukunftsprognosen für CO2-Bilanz
Deutschlands
Optimierung der CO2-Bilanz
Solarenergie
Eine sehr beliebte Form der
erneuerbaren Energie!
Prinzip & Vorteile
 Sonne ist die effektivste Energiequelle überhaupt  überall
und von jedem nutzbar
 Es entsteht bei der Nutzung keinerlei CO2- Emission
 Sonnenwärmekraftwerke erzeugen mit Hilfe von Hitze und
Wasserdampf elektrischen Gleichstrom
 Solarzellen erzeugen elektrischen Gleichstrom
 Es sind derzeit in Deutschland auf Hausdächern über
800.000 Anlagen installiert
Nachteile
 Es wird keine konstante Energieversorgung gewährleistet
 Sonneneinstrahlung ist wetter-, tages- und
jahreszeitenabhängig
 Keine lange Lebensdauer (ca. 20 - 40 Jahre)
 Bei der Herstellung wird sehr viel CO2 verursacht  um
die Energie der Herstellung zurückzugewinnen, müsste die
Anlage 2-3.5 Jahre betrieben werden
Kernkraftwerk
Wie funktioniert ein Kernkraftwerk?
Erzeugt Energie durch Kernspaltung im
Kernreaktor:
- Bei der Kernspaltung entsteht Energie
in Form von Hitze. Eben diese lässt die
Kühlflüssigkeit (normalerweise „leichtes
Wasser“ H2O) verdampfen. Die
verdampfte Kühlflüssigkeit wird durch
Turbinen geleitet, die dann anfangen
sich zu drehen.
Es gibt zwei verschiedene BrennstoffElemente:
- Zum einen reines Uran (U238)
- und zum anderen MOXBrennstoffelemente (bestehend aus
Uran und Plutonium oder Thorium)
Es gibt mehrere Risiken bei einem
Kernkraftwerk:
- Der Austritt von Radioaktiven Stoffen
(in geringen Mengen dürfen radioaktive
Stoffe, z.B. Tritium, austreten/ es ist ein
Richtwert festgelegt)
- Bei Ausfall der Systeme (z.B. Kühlung)
kann radioaktive Strahlung austreten.
Wenn diese Stoffe im Kernkraftwerk
bleiben nennt man es einen Gau. Wenn
die radioaktive Strahlung jedoch das
Kernkraftwerk verlässt nennt man es
einen Super-Gau.
- Der entstehende Atommüll muss so
entsorgt werden, dass er nicht mit der
Umwelt in Kontakt kommt. Dieser
Atommüll kann einige tausend Jahre
radioaktive Strahlung abgeben.
Kernreaktortypen
Es gibt verschiedene Kernkraftreaktortypen:
Leichtwasserreaktor:
- Verwendet „leichtes Wasser“ (H2O) als
Kühlmittel
- Es wird angereichertes Uran (1,5 – 6% U235)
verwendet
- Darunter zählt der Druckwasserreaktor und
der Siedewasserreaktor
Schwerwasserreaktor:
- Verwendet anstatt H2O D2O (D= Deuterium)
- Verwendet Natur-Uran (U235 0,7%)
RBMK:
- Kühlmittel ist brennbares Graphit und H2O
- Verwendet Natur-Uran
- Wird heutzutage fast nur noch für die
Herstellung von Waffen-plutonium verwendet
- dieser Reaktortyp wird seit Tschernobyl nicht
mehr gebaut (Sicherheitsrisiko)
Brutreaktor:
- Erzeugt aus Natur-Uran spaltbares
Plutonium
- Kühlmittel ist flüssiges Natrium
Energie durch Windkraft
Eine leistungsfähige Alternative
Informationen
 Wind ist in Deutschland praktisch unbegrenzt verfügbar  riesiges
Potenzial für Windparks in der Nordsee
 Jährliche Betriebsdauer einer WKA meistens relativ hoch  5000h –
8000h (ein Jahr hat 8760h)  mind. 57,08% des Jahres läuft eine
WKA
 Durchschnittliche Nennleistung der WKA drastisch zugenommen
(2001: 763 kW; 2007:19460 kW)
 Anlagenzahl in Deutschland hat extrem zugenommen
 2007 produzierten in Deutschland ca. 18600 WKA < 20.000 mW (
5,7% des dt. Stromverbrauchs
Entstehung der Windkraft

Entstehung des Windes:
– Sonnenlicht sorgt für eine
unterschiedliche
Temperaturverteilung auf der Erde
– Es entsteht eine Differenz des
Luftdrucks
– Natur ist bestrebt, ein Gleichgewicht
herzustellen
 Luft ist in ständiger Bewegung

Es wird die kinetische Energie des
Windes genutzt

Wind wird es immer geben
Nachteile

„Diskoeffekt“
– Lichtreflexe der Rotorenblätter blenden und behindern Autofahrer etc

Eiswurf
– Eis setzt sich auf den Rotorblättern nicht betriebener WKA an
– Bei Wiederaufnahme brechen Eisstücke ab und werden ggf. sehr weit geschleudert
 Personen- und Sachschaden entsteht

Flächenversiegelung durch das Fundament
– Eine WKA benötigt 400m² bis 750 m²
– In Deutschland Ende 2005 ca. 23.000 km² versiegelt

Landschaftsbild
– Windparks werden von vielen Bürgern als störend empfunden
Wasserkraft
Seit Urzeiten genutzt
Wasserkraftwerksarten
1). Laufwasserkraftwerke
=> Menge Wasser im Fluss, die transportiert wird.
(Diese erzeugen kontinuierlich Strom und sind für die Deckung des Grundbedarfs da)
2). Speicher/ Staukraftwerk
=> Aktivierung in Spitzenzeiten
3). Pumpspeicherkraftwerke
=> pumpen Wasser in nicht Spitzenzeiten
(meist nachts, weil der Strom dann billiger ist)
Probleme bei Stau- und Speicherseen:
-Methan wird freigesetzt
-Fischwanderwege werden blockiert
Welche erneuerbare Energie
ist am effizientesten?
Mögliche Zukunftsprognosen für
die CO2- Bilanz Deutschlands
Berechnung:
Durchschnittswerte in g der CO2 Emissionen pro kWh * absoluten Werte der
Stromerzeugung in kWh (berechnet an den prozentualen Werten des Energiemix
und des Durchschnitts der CO2 Emission pro kWh Deutschlands 2007)
Berechnung der Summe der gesamten CO2 Emission der Energielieferer auf ein
Jahr berechnet
Erklärung:
Wir haben uns die Frage gestellt, inwieweit man durch Umstellung der
Energielieferanten die jährliche CO2 Emission senken könnte.
Zu diesem Zweck haben wir einige fiktive Szenarien zu diesem Themenbereich
entwickelt
Deutschland hatte 2007 eine Gesamtemission
von 878 Mrd t CO2  dabei werden 310,44
Mrd t durch die Energiegewinnung emittiert
Unsere verschiedenen Szenarien
Unsere derzeitige Situation
1.Szenario
Szenario fossile Energien halbiert, Atomstrom zugenommen
Fossil
32%
Fossil
Wind
Atom
54%
sonst. Erneuerbar
Wind
7%
sonst. Erneuerbar
7%
Atom
2. Szenario
Fossile Energien halbiert, erneuerbare Energien gleichbleribend
zugenommen
Atom
22%
sonst. Erneuerbar
23%
Fossil
32%
Wind
23%
3. Szenario
Atomausstieg, ersetzt mit erneuerbaren Energien; Fossiel bleibt
sonst. Erneuerbar
18%
Atom
0%
Fossil
Wind
Wind
18%
sonst. Erneuerbar
Fossil
64%
Atom
4. Szenario
„Weltuntergangsszenario“
Atomausstieg, ersetzt durch Fossil; erneuerbare Energien bleiben
sonst. Erneuerbar
7%
Wind
7%
Atom
0%
Fossil
Wind
sonst. Erneuerbar
Atom
Fossil
86%
5. Szenario
Atomausstieg, Fossil halbiert, umgelagert auf erneuerbare Energien
sonst. Erneuerbar
34%
Atom
0%
Fossil
32%
Fossil
Wind
sonst. Erneuerbar
Atom
Wind
34%
6. Szenario
„Ökovariante“
Alles durch erneuerbare Energien
Atom
0%
Fossil
0%
Wind
33%
Fossil
Wind
sonst. Erneuerbar
sonst. Erneuerbar
67%
Atom
Ergebnisse
Auswertung
 Es ist überraschend, dass trotz totaler
Umstellung auf erneuerbare Energien, die
CO2 Emissionen nicht sonderlich abnimmt
 Atomenergie ist von der CO2 Emission her
gesehen „sauberer“ als Solarstrom und
Wasserkraft
 Wir sollten in Zukunft vermehrt auf Windkraft
setzen
Emissionsunterschied in
verschiedenen Ländern
CO2 Emission
25
Tonnen
20
15
10
5
0
USA:
Kroatien:
Pro Person
Deutschland:
2. Ergebnis
-Der Verbrauch an CO2 pro Kopf ist in der
USA am höchsten
-In Deutschland werden pro Jahr und pro Kopf
nur 17,01% dieses Wertes erreicht
 Diese Arbeit entstand im Rahmen des
Workshops „Modellieren mit Mathe“ vom
28.10.2008- 31.10.2008
 Gruppenmitglieder:
 Neele Busse
 Edwin Jakob
 Sascha Gerber