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Kartei Details
| Karten | 13 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Naturkunde |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 26.07.2021 / 26.02.2025 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20210726_umweltaspekte_von_energieanlagen
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Unterscheidung Primär-, End-, und Gebrauchsenergie
Primär: natürlich vorkommende Energieformen
- Fossile Brenstoffe
- Nukleare Brennstoffe
- Sonnenstrahlung
- Biomasse
- Wasserkraft
- Wind
- Erdwärme
- Meereswellen und Ströme
End bzw. Sekundärenergie: vom Nutzer eingesetzte Energieformen
- Elektroenergie
- Koks
- Briketts
- Kohle
- Benzin, Diesel
- Erdgas
- Dampf Heißwasser
- Fernwärme
- Wasserstoff
Nutz bzw Gerauchsenergie: gebrauchsgerechte Energieform
- Licht
- Wärme
- Kälte
- Mech. Energie
- Elektroenergie
- elektromag. Wellen
- Schallwellen
Vermögensenergie &Einkommensenergie
Vermögenenergie→Gespeicherte Energie die nur einmal verbraucht werden kann
- fossile Brennstoffe
- Kernbrennstoffe
Einkommensenergie→Energiequellen die auf absehbare Zeit unerschöpflich sind
- Sonne
- Wind
- Wasserkraft
- Bieomasse
- Gezeiten
- Geothermie
Unterschied Reserven & Ressourcen
Reserven:
Sicher nachgewiesen und gegenwärtig wirtschaftlich nutzbare und gewinnbare Vorkommen
Ressourcen:
Summe aller Vorkommen + Spekulative Vorkommen
Charakterisierung thermische Energieanlagen Quellen
Quellen:
- Geothermie
- Kernspaltung
- Abwärme
- FesteBrennstoffe(Kohle, Biomassse, Abfälle)
- Solarwärme
- Thermochemische Wandlung flüssige und gasförmige Brennstoffe (CxHy,H2)
Die Umweltbeeinflussung hängt primär von der genutzten Wärmequelle ab.
Charakterisierung thermische Energieanlagen Prinzip
Thermische Energieanlagen zur Elektroenergieerzeugung basieren auf thermodynamischen Kreisprozessen mit Wärmekraftmaschinen (Tubinen, Motorem)
- In einem thermodynamischen Kreisprozess durchläuft das Arbeitsfluid Zustandänderungen, wobei der Endzustand gleich dem Anfangszustand entspricht.
- Bei Keisprozessen mit Wärmekraftmaschinen (s.g. rechtläufige Prozesse) wird thermische Energie des Arbeitsfluids zu einem bestimmten Teil in mechanische Energie umgewandelt und zum Antrieb von Generatoren genutzt.
- Der CARNOT-Prozess ist ein theoretischer Kreisprozess der unabhängig von einer bestimmten Wärmekraftmaschine und einem bestimmten Arbeitsfluid das theoretisch gewinnbare Maximum an Arbeit aus bereit gestellter Wärme aufzeigt wird als vergleich zu realen Kreisprozessen genutzt
- Bei allen thermodynamischen Kreisprozessen wird nicht arbeitsfähige Wärme in die Umgebung abgegeben.
(geschlossene Kreisprozesse geben diese aber nur wenig überhalb der Umgebungstemperatur ab)
Charakterisierung thermische Energieanlagen Wandlungsarten
Wandlungsarten:
- ORC-Technologie (organischer Wärmeträger ca. <380°C)
- Dampftubinentech.(300°C<t<620°C)
- sCO2-Tech.
- Gasturbinentech.(1000°C<t<1600°C)
Welche Bedeutung haben thermische Energieanlagen für die Energieversorgung
Bedeutung: (weltweit)
- Thermische Energieanlagen anteil 76%
- Anteil fosiller Energieträger an der Erzeugung ca. \(\frac {2} {3}\)
- Kohle ca. 38% der Elektroenergieerzeugung
Was ist Brutto- und Nettostromerzeugung
Bruttostromerzeugung:
- die in den zentralen und dezentralen Erzeugereinheiten erzeugte Elektrische Arbeit
Nettostromerzeugung:
- der vom Verbraucher bezogene Strom
Die Differenz zwischen Brutto- und Nettostromerzeugung sind die Verluste durch Umwandlung, Leitung und Eigenverbrauch
Quellen für CO2 freie Erzeuger
- Wind
- Biomasse
- Sonne
- [Wasser]
Durch was und zu welchem Anteil wird die Nutzwärme bereitgestellt.
- Mehr als die hälfte der Endenergie wird für die Wärmeerzeugung genutzt
- Dabei dominiert thermische Energiewwandlung.
- Anteil der Erneuerbaren Energiequellen liegt hier (2018) nur bei 13% bei Stromerzeugung ca. 33%
Wärmequellen beim Dampfturbinen KW
- Wärme aus thermochemischer Wandlung fossile Brennstoffe i.d.R. Kohle
- Wärme aus thermochemischer Wandlung biogener Brennstoff
- Solarwärme
- Wärme aus thermochemischer Wandlung Wasserstoff
- Abwäme unterschielicher Herkunft
- Wärme aus Kernspaltung
Umwelteinflüsse von fossile Brennstoffe beim Dampf-KW
- Begrenzte Verfügbarkeit der Kohle als Vermögensernergie
- Veränderung der Landschaft (z.B. Tagebau)
- CO2-Emissionen bei thermochemischer Wandlung
- Schadstoffemissionen (NOx, SO2; CO etc)
- Verbrennungsrückstände
- Wärmefreisetzung (Kondensationswärme)
CO2 Erzeugung von Kohle KW
Bei vollständiger verbrennung von Rohbraunkohle 1kg (C-Gehalt 30%) entstehen rund 1,1kg Kohlendioxid (CO2)
Schwarzkohle (75%) 1kg→2,75kg
