Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Zukunftsenergie Zwänge, Trends, Hoffnungen 3a.. 3a. Übersicht Zukunftsenergien.1 Fossile Kraftwerke im zweiten und letzten Frühling.11 Ausgangslage :

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Zukunftsenergie Zwänge, Trends, Hoffnungen 3a.. 3a. Übersicht Zukunftsenergien.1 Fossile Kraftwerke im zweiten und letzten Frühling.11 Ausgangslage :"—  Präsentation transkript:

1 Zukunftsenergie Zwänge, Trends, Hoffnungen 3a.

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 Fossile Kraftwerke im zweiten und letzten Frühling.1

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= , 529 Seiten, viele und gut durchdachte Abbildungen Und natürliche viele andere Lehrbücher und InternetVorlesungen zu diesem Grundlagenfach. Eine kurze, unvollständige und eklektische Auffrischung der wichtigsten Zusammenhänge zum Verständnis von Kraftwerksprozessen in V3aa_TT-Ueberblick.ptt

5 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 Wir werfen einen Blick auf das, was den mainstream der Experten (VDI-GET) bewegt: 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 Ausgangslage : Stromerzeugung: Hoher Ersatz und Neubaubedarf Quelle: /VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen, Folie 5. 11

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

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

11 . 121

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

13 Quelle: /VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen, Folie

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 Quelle: /VDI-GET_2004Bochum_Ewers/ Fortschrittliche Kohlekraftwerkstechnik heute und morgen, Folie

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

18 Kernenergie – ungeliebter Retter vor dem Klimaschock ?.2

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

21 RWE NUKEM 15. März 2005 Kernenergie in Zahlen (weltweit) 1) 1) Stand: Dezember 2004 Quelle: RWE NUKEM GmbH, Januar 2005 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 2 BezugsQuelle: Vortrag 15. März 2005 in Berlin von Dr. Arthur Max, RWE NUKEM GmbH, Alzenau, Folie 2

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

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

24 .23 Kernenergie als Thema Link zum AKE-ArchivLink zum AKE-Archiv: Energievorträge der 67. Physikertagung Hannover 2003 Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: P.W. Philippen: Der Hochtemperaturreaktor- Sicherheitseigenschaften. ;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 AKE-ArchivLink zum AKE-Archiv: Energievorträge der 68. Physikertagung München 2004 Link zum Original im AKE-Archiv Quelle: U.Krugmann: Der EPR und sein Sicherheitskonzept; 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 SCWR Link zum Original im AKE-Archiv Link zum Original im AKE-Archiv :

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 Quelle: Datei: SGK_ Wydler2003_Stofflüsse_imNuklearenBrennstoffkreislauf_ppt.pdfhttp://www.sgkyg.ch/projekt2003/pdf/Folien_Wydler.pdf Einschub: Minore Actiniden

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 Kernfusion, die Sonne auf der Erde.3

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

47 Das Lawson Kriterium: Tripelprodukt Praktische Zündbedingungen: Plasmadichte ca Teilchen pro cm 3 Energieeinschlusszeit 1- 2 [s] Plasmatemperatur [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 Zur Zündung müssen : ausreichend viele Teilchen [Plasmadichte n ] oft [ Energieeinschlusszeit ] und heftig genug [Temperatur T ] miteinander zusammenstoßen. Zündkriterium (Lawson): n * * T >= 6* [cm -3 s MK ]

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

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... heute heute + 15 heute + 30 Sicherheitsforschung Sozi-Ökonomiche Forschung

51 Wege zur Plasmazündung 1. Magnetischer Einschluss Lange Einschlusszeit bei niedriger Dichte einige m 3 Plasma im magnetichen Einschluss für einige Sekunden Tokamak, Stellarator 2. Trägheitseinschluss Kurze Einschlusszeit bei hoher Dichte Laserlicht oder Teilchenstrahlen verdichten Brennstofftröpfchen für kurze Zeit auf sehr hohe Dichte: MikroSonne 3. Schwerkrafteinschluss Sonne und Sterne aber für irdische Verhältnisse sehr ungewöhnliche Betriebsparameter 4. Myonkatalytische Fusion ( noch sehr Phantasie bewehrt) Hüllelektronen durch 210 mal schwerere Myonen ersetzt, dadurch kleinerer Atomdurchmesser ; Einschnürung auf Fusionsabstände Quelle: /Diekmann-Heinloth 97:Energie,p ; 301ff;

52

53 Fusion im Himmel und auf Erden 3.1 Hinweis auf meine umfassendere Darstellung der Kernfusion, zu der wir diesmal aus Zeitgründen nicht mehr kommen: Es folgt das Inhaltsverzeichnis der Vorlesungseinheit Kernfusion

54 3.1 Fusion im Himmel und auf Erden 3.11 Bindungsenergie und Fusionsreaktionen Aktueller Stand der Plamaphysik: kurz vor der Zündung Die Zündbedingung des Plasma 3.13 Wege zur Plasmazündung (Einschluss) Magnetischer Einschluss im Torus.1311 Tokamak.1312 weiterführende Einschlusskonzepte: Stellarator ( Trägheitseinschluss) ( Schwerkrafteinschluss [Sonne]) 3.14 Plasma-Aufheizung 3.15 Auf dem langen Marsch zum Kraftwerk 3.16 Einige technologische Brennpunkte 3.17 Sicherheit der Fusion 3.18 Der Zwischenspurt zum ITER


Herunterladen ppt "Zukunftsenergie Zwänge, Trends, Hoffnungen 3a.. 3a. Übersicht Zukunftsenergien.1 Fossile Kraftwerke im zweiten und letzten Frühling.11 Ausgangslage :"

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen