Energieverschwendungs- Gesellschaft

Präsentation zum Thema: "Energieverschwendungs- Gesellschaft"—  Präsentation transkript:

1 Energieverschwendungs- Gesellschaft
Der Untergang der Welt ? Menschheit Zivilisation Energieverschwendungs- Gesellschaft Ein Drama in 2 Akten Akt 1 : Das Problem und mögliche Lösungsansätze (Bauer) Akt 2 : … wie man das Ganze von den Steuern absetzen kann (Ismer)

2 Energieerhaltung Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten
Zentrale Weisheit der Physik: Wir wissen nicht genau was Energie ist, aber wir wissen, dass sie konstant bleibt Verschiedene Arten der Energie können ineinander umgewandelt werden Kinetische Energie Potentielle Energie, z.B. In der Regel ist keine Energieumwandlung perfekt (Entropie steigt fortwährend …) Salem 2008 Wolfgang Bauer

3 Energieeinheiten 1 Joule (J) = 1 m·kg/s2 1 Kalorie (cal) = 4.186 J
Kinetische Energie eines Joggers ~ 200 J Potentielle Energie beim Sprung vom 10m Brett ~ 5000 J Kinetische Energie eines fahrenden Autos (1000 kg, 100 km/h) ~ 400 kJ (k = Faktor 1000) 1 Kalorie (cal) = J Essen wird gemessen in kcal = 1000 cal Dose Cola ~ 200 kcal ~ 800 kJ Salem 2008 Wolfgang Bauer

4 Leistung Energie pro Zeitintervall = Leistung
Leistungseinheit: 1 Watt (W) = 1 J/s Glühlampe ~ 50 W Haartrockner ~ 1000 W (= 1 kW) 1 PS = 746 W 100 PS Auto ~ 75 kW Kernkraftwerk ~ 1 GW (= W) Kilowattstunde = Energieeinheit 1 kWh = 3.6 MW = W Salem 2008 Wolfgang Bauer

5 Energiebilanz im Menschen
Nimmt Nahrung auf 2500 kcal/Tag ~ 10 MJ/Tag (~ 3.5 GJ/Jahr) Verrichtet mechanische Arbeit Verrichtet auch geistige Arbeit Strahlt Netto-Wärme ab ~80 W ~ 7 MJ/Tag Nahrungszufuhr > Energieverbrauch: der Überschuss wird als Fett gespeichert Will man abnehmen, muss man das Vorzeichen umkehren! Salem 2008 Wolfgang Bauer

6 Energiebilanz der Erde
Nimmt Wärmestrahlung von der Sonne auf 1370 W/m2 Gesamte Strahlenleistung, die auf Erde einfällt = (6370 km)2(1370 W/m2) = 1.75·1017 W = 175 PW W !!! Strahlt fast alles auch wieder ab Seit vielen Millionen Jahren: Lagert kleine Differenz als von der Biosphäre verarbeitete fossile Brennstoffe ab. Salem 2008 Wolfgang Bauer

7 Menschlicher Energieverbrauch
In Industrieländern verbrauchen Menschen viel mehr Energie als sie essen USA: 350 GJ/Jahr pro Person Vergleich: Nahrungsaufnahme 3.5 GJ/Jahr „Als ob man 100 Energiesklaven für sich arbeiten lässt.“ (Steve Chu) Salem 2008 Wolfgang Bauer

8 Energieverbrauch = Reichtum
energy demand and GDP per capita ( ) USA Australia Russia Die wollen auch hier hin Wir sind hier France Japan S.Korea Ireland China Brazil Die Welt hat ein PROBLEM! India Source: UN and DOE EIA, BP (Koonin) Russia data only Salem 2008 Wolfgang Bauer

9 Es gibt zwei Probleme: Uns geht der Sprit aus Es wird zu warm hier
OK, where is the problem? Es gibt zwei Probleme: Uns geht der Sprit aus Es wird zu warm hier Salem 2008 Wolfgang Bauer

10 1. Uns geht der Sprit aus … http://www.eia.doe.gov/ 50 years 100 years
You are here Mit gelben Birnen hänget Und voll mit wilden Rosen Das Land in den See, Ihr holden Schwäne, Und trunken von Küssen Tunkt ihr das Haupt Ins heilignüchterne Wasser. Weh mir, wo nehm ich, wenn Es Winter ist, die Blumen, und wo Den Sonnenschein, Und Schatten der Erde? Die Mauern stehn Sprachlos und kalt, im Winde Klirren die Fahnen. Salem 2008 Wolfgang Bauer

11 US-Elektrizitätsproduktion
Salem 2008 Wolfgang Bauer

12 Globaler Energieverbrauch (total = 186 Mboe/d = 7 TW) 1 boe = 1586 kWh
14 Nuclear 14Mboe/d Industry Power Generation 5 Renewables 5Mboe/d 11 10 16 1 Gas 38Mboe/d 33 8 2 Coal 43Mboe/d 45Mboe/d 6 35 12 10 Oil 63Mboe/d 2 17 3 1 Biomass 23Mboe/d 76Mboe/d Buildings 1971 2002 2030 Transport 17% 19% Power 23% 36% 38% Industry 29% 21% Other Sectors 31% 26% 24% 56Mboe/d Transportation Salem 2008 Wolfgang Bauer 37Mboe/d Source: World Energy Outlook 2004 S.E. Koonin

13 Globaler Energieverbrauch (total = 186 Mboe/d = 7 TW) 1 boe = 1586 kWh
Vergleich: Gesamtsonneneinstrahlung = TW Source: World Energy Outlook 2004 Power Generation Transportation 37Mboe/d 76Mboe/d Buildings 56Mboe/d Industry 45Mboe/d 11 16 14 Nuclear 14Mboe/d 5 Renewables 5Mboe/d 2 17 3 1 Biomass 23Mboe/d 33 8 Coal 43Mboe/d 10 Gas 38Mboe/d 6 35 12 Oil 63Mboe/d 1971 2002 2030 Transport 17% 19% Power 23% 36% 38% Industry 29% 21% Other Sectors 31% 26% 24% Salem 2008 Wolfgang Bauer S.E. Koonin

14 2. Es wird zu warm hier … Mit gelben Birnen hänget
Und voll mit wilden Rosen Das Land in den See, Ihr holden Schwäne, Und trunken von Küssen Tunkt ihr das Haupt Ins heilignüchterne Wasser. Weh mir, wo nehm ich, wenn Es Winter ist, die Blumen, und wo Den Sonnenschein, Und Schatten der Erde? Die Mauern stehn Sprachlos und kalt, im Winde Klirren die Fahnen. Salem 2008 Wolfgang Bauer

15 Erdtemperatur Salem 2008 Wolfgang Bauer

16 Warum wird es so warm? Greenhouse Gase in der Atmosphäre nehmen zu
Plausible kausale Verbindung! Salem 2008 Wolfgang Bauer

17 Methan CH4 Erdgas Hauptreaktion CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Verbrennungswärme: 802 kJ/mol (~1000 BTU/ft3, ~1 MJ/ft3) Wichtiges Greenhouse Gas Mit gelben Birnen hänget Und voll mit wilden Rosen Das Land in den See, Ihr holden Schwäne, Und trunken von Küssen Tunkt ihr das Haupt Ins heilignüchterne Wasser. Weh mir, wo nehm ich, wenn Es Winter ist, die Blumen, und wo Den Sonnenschein, Und Schatten der Erde? Die Mauern stehn Sprachlos und kalt, im Winde Klirren die Fahnen. Salem 2008 Wolfgang Bauer

18 Kühe: grösste Methanquelle
115 million Tonnen/Jahr Houweling et al.Climate Change 2001 NewImages/images.php3?img_id=16827 Salem 2008 Wolfgang Bauer

19 Bottom Line: Greenhouse Gase
Viele Feedback Loops sind noch nicht genau verstanden (siehe Carl Sagans Vorhersagen nach 1. Irak-Krieg) Erdklima folgt wahrscheinlich linear der Änderung der Greenhouse Gaskonzentration anthropogenen Ursprungs „Runaway“ Lösungen sind aber nich auszuschließen Ein Experiment, welches wir nicht machen sollten! (Wir sitzen im Reagenzglas …) Salem 2008 Wolfgang Bauer

20 Was ist die Lösung? Es gibt kein „Silver Bullet“!
Mischung verschiedener Energieträger Wasser, Wind, Geo Bio Kernkraft (erst Spaltung, in Jahren Fusion) Energiesparen Verbesserung der Effizienz Konsum Umdenken Infrastrukturverbesserung Salem 2008 Wolfgang Bauer

21 Plot: Rich. Muller, Berkeley
Salem 2008 Wolfgang Bauer

22 Lösung des Energieproblems
Geologen Chemiker + Andere Lösung des Energieproblems Physiker Ingeneure Biologen Juristen Vielen Dank an Unsere Gruppe! Ökonomen Mehr? Schaufenster morgen um 5. Salem 2008 Wolfgang Bauer