Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

29.5.2013Energie für Deutschland1 Dr. Steinbock, Schulstr. 29 76351-Linkenheim-Hochstetten ---------- 35 Jahre Nukleare Sicherheitsforschung 40 Jahre Heizen.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "29.5.2013Energie für Deutschland1 Dr. Steinbock, Schulstr. 29 76351-Linkenheim-Hochstetten ---------- 35 Jahre Nukleare Sicherheitsforschung 40 Jahre Heizen."—  Präsentation transkript:

1 Energie für Deutschland1 Dr. Steinbock, Schulstr Linkenheim-Hochstetten Jahre Nukleare Sicherheitsforschung 40 Jahre Heizen in einem 5-Familienhaus Mitglied in: KTG, DPG, Haus und Grund eV Webseiten: Inhalt: Energieformen, Primärenergien, Efemere Energien, Umweltfolgen Vorschläge für energiepolitische Aktionen Private Energiepolitik: Heizungstechniken, Treibstoffe Konfuzius, was er als Herrscher tun würde: Ich würde den Sprachgebrauch verbessern! Warum? Wenn die Worte nicht stimmen, dann ist das Gesagte nicht das Gemeinte. Dann gedeihen die Werte nicht. Gedeihen die Werke nicht, so verderben die Sitten und Künste.

2 Energie für Deutschland2 Meine Kompetenz als Physiker 1968: Diplom in Beschleunigerphysik, Kernforschungszentrum Kalrsruhe (KfK) 1972: Dr. rerum naturae in Beschleuniger-Physik, KFK-Beircht : Projekt Schneller Brüter, Brennstabmodellrechnungen 1978: Delegation nach Cadarache/fr., Nachuntersuchung von Unfall-Experimenten 1985: Aufbau eines Tomografen für bestrahlte Brennstäbe 1989: Aufbau eines Material-Tomografen am Kernforschungszentrum Karlsruhe 1992: Auswertung von Experimenten zu Unfallfolgen für LWRs 1994: Bildverarbeitung von gerissenen Brennstabhüllen 2001: Endoskopie von Versuchen mit Brennelementen bei Kühlungsausfall Seit 1974 als Mitglied der KTG: Besuch der WAA in Cap de la Hague, Gorleben-Schacht -840m, einige KKWs, 2xNAGRA-Felslabor, URENCO

3 Energie für Deutschland3 Meine Kompetenz als Hausmeister, Selbstschrauber,.. Seit 1967: Auto-Selbstschrauber am Fiat-500,R4,R21,DB-190,Logan-MCV (Ventilspiel, Zünd/Glühkerzen, Achswellen,...) Seit 1978: Hausmeister (Rolladen, Heizkörper, Fußböden, Decken, (Elektro- )Installation, Garten, Lüftung, Möbel) im eigenen Haus mit Werkstatt (Dreh- und Fräsbank aus China, Metall- und Holzbearbeitung) Seit 1985: Betrieb von Luft/Wasser-Wärmepumpen für Hausheizung und Warmwasser (Brunnenbohren, Steuerung, Hydraulik) Seit 1996: Bau von Liegerädern

4 Energie für Deutschland4 Energie ist die Grundlage unseres Wohlstandes

5 Energie für Deutschland5 durchschnittlich beanspruchte Leistung an Primärenergie in verschiedenen Ländern [Watt/Kopf] Einordnung: 5,5 kW ~ 55 x 100-Watt-Lampen 1 Ver. Arab. Emirate Klimatisierung! 2 Norwegen Stromheizung! 3 Kanada Strompreis:~9 ca-cent 4 Singapur USA Auto,Klimageräte! 6 Kuwait Belgien / Luxemburg 7.858Autobahnbeleuchtung ! 8 Australien Niederlande Schweden Finnland Neuseeland Frankreich Republik Korea Deutschland Schweiz Österreich Japan 5.309

6 Energie für Deutschland6 Primärenergien KohleErdöl UranWasserkraft Sonnenstrom Windstrom

7 7 Energie-Erntefaktor (EROIE)=Energiegewinn/investierte Energie

8 Energie für Deutschland8 Energieverbrauch in.de: ~500 Mio. t SKE ~6 Tonnen Kohlenstoff pro Einwohner ! davon ~30% Haushalts-Verbrauch 1 SKE=8141kWh: oder als 70 Gramm Kernbrennstoff:

9 Energie für Deutschland9 Energieverbrauch in SKE in Deutschland 2010: ~500 Mio. Tonnen SKE = Öl, Gas, Uran, Holz, Kohle, hier z.B. Braunkohle: In Garzweiler füttern Braunkohlebagger das Kraftwerk Frimmersdorf (4x KKP I+II) mit sechs Güterzügen Kohle pro Stunde, Grubentiefe: ~ 200 Meter, rechts: Abraumhalde mit Windrädern) Welt:Energieverbrauch 2010: 13 Mia. to SKE, Davon 4 Mia. to Kohle China: 2 Mia. Tonnen Kohle/Jahr 200 Mio. to Flözbrände/Jahr

10 Energie für Deutschland10 Ausgangswert im Jahr 1850: ~250 ppm, heute: > 400 ppm, Anstieg pro Jahr: 2 ppm, 2100: 500 ppm ? Es geht aufwärts: CO2-Gehalt der Luft in Hawai bis Ende 2008

11 Energie für Deutschland11 Beim Verbrennen von Kohlen(wasserstoffen) entsteht CO2. Das CO2-Endlager ist die Lufthülle der Erde. Pro Jahr setzen wir in Deutschland solcher CO2-Ballone frei. Weltweit sind es Ballone! ( Bild von Heißluft-WM 1987 in Japan)

12 12 Aus: Mittlere Erwärmung um 0,4° seit Natürlich? CO2? Staub? Wärme-Inseleffekt?

13 13 CO2 und Erdtemperatur P ~ 6x10 -8 Watt/qmK 4 P sonne ~1300 Watt/qm P erde ~450 Watt/qm An den Polen ist P sonne ~0 Am Äquator ist P>450 Watt/qm Winde, horizontal, vertikal Wolkenbildung, Niederschläge, Ozeanströme,.... Speichereffekte: Sand, Wasser, Fels, Wälder,... Modelle bleiben zu einfach!

14 14 Der CO2-Treibhaus-Effekt Sinnigerweise wird CO2 in Gewächshäusern als gasförmiger Dünger verwendet, weil Pflanzen damit besser wachsen. Die Temperaturerhöhung im Treibhaus wird dagegen durch die Verhinderung der freien Konvektion und Abstrahlung durch die Glaswände bewirkt. Der Vergleich der mittleren Oberflächentemperaturen auf Erde und Mond (gleiche mittlere Sonneneinstrahlung!) zeigt, daß die Klimamodelle viel zu einfach sind (http://www.eike-klima-energie.eu/news-cache/allgemeine- klimatheorie-erwiderung-auf-kommentare/). Eisbohrkerne zeigen, das CO2-Anstiege NACH einer Temperaturerhöung auftreten. Die Löslichkeit von CO2 in Wasser liefert dafür die einfache Erklärung. Weitere Informationen auf: Ich bin ein Klimaskeptiker

15 Energie für Deutschland15

16 Energie für Deutschland16

17 Energie für Deutschland17 Schlüsselparamter von Kraftwerken Wirkungsgrad : Primärenergie/elektrische Energie Jahresverfügbarkeit: Wärme-KW~0,85, Wasser-KW~0,5, Wind-KW~0,2, Licht-KE~0,1 Minimale Verfügbarkeit:0,90,900 Wartungskosten (/kWh) Brennstoffkosten (/kWh) Steuerbarkeit (Lastfolgebetrieb)++-- -

18 Energie für Deutschland Mia. KWh-Strom ~ 225 Mio. Tonnen SKE ~45% der Primärenergie für Strom

19 Energie für Deutschland19 Kraftwerke EXtrahieren Strom aus PrimärENERGIE 1. Hauptsatz der Thermodynamik: Energie = Exergie + Anergie = Konstant 2. Hauptsatz der Thermodynamik: Entropiezuwachs > 0 (*) oder der Carnot-Wirkungsgrad jeder Wärmemaschine = Tu / ( To – Tu) < 1 To, Tu : Temperatur des heißen und kalten Speichers in Kelvin=273+°C * Entropie= Unordnung, Kraftwerkwirkungsgrad hängt ab von der Temperatur der Verbrennung Energie wird im Kraftwerk getrennt in: Exergie +Anergie (Dampf+ Kühlwasser) Strom ist (fast) reine Exergie Abwärme ist (fast) nur Anergie

20 Energie für Deutschland20 Investitionskosten für Kraftwerke (Quelle: Bericht Nr. 4 des IER der Uni Stuttgart Minimale Größe [MW] 1kW kW 1MW 1W 1kW Tyrannei Der Kritischen Masse

21 Energie für Deutschland21 Primärenergiekosten für Kraftwerke (Quelle: Bericht Nr. 4 des IER der Uni Stuttgart

22 Energie für Deutschland22 SKE-Preise der BAFA: 100/SKE 3,3 cent/kWh-Steinkohle-Brennstoffkosten Palette Steinkohle bei Ebay: 270/SKE

23 Energie für Deutschland23 Vergleich der Energiesteuersätze Benzin : 65,45 ct/l (etwa 7,3 ct/kWh) Diesel bzw. Gasöl: 47,04 ct/l (etwa 4,7 ct/kWh) Flüssiggas (LPG) als Kraftstoff: 8,96 ct/l, (etwa 1,29 ct/kWh) Erdgas (CNG) als Kraftstoff: 18,03 ct/kg (etwa 1,39 ct/kWh) Schweres Heizöl: 13,00 ct/kg (etwa 1,19 ct/kWh) Steuer bei Erzeugung von elektrischem Strom oder Wärme (2006): Heizöl: (0,2-0,62) ct/kWh Erdgas: 0,55 ct/kWh Flüssiggas: 0,43 ct/kWh Kohle: 0,12 ct/kWh Uran235:0,6 cent/kWh

24 Energie für Deutschland24 Energiequelle relatives Sterberisiko (Tote per TWh) Coal (elect, heat,cook –world avg) 100 (26% of world energy, 50% of electricity) Coal electricity – world avg 60 (26% of world energy, 50% of electricity) Coal (elect,heat,cook)– China 170 Coal electricity- China 90 Coal – USA 15 Oil 36 (36% of world energy) Natural Gas 4 (21% of world energy) Biofuel/Biomass 12 Peat (Torf) 12 Solar (rooftop) 0.44 (0.2% of world energy for all solar) Wind 0.15 (1.6% of world energy) Hydro 0.10 (europe death rate, 2.2% of world energy) Hydro - world including Banqiao*) 1.4 (about 2500 TWh/yr and 171,000 Banqiao dead) Nuclear 0.04 (5.9% of world energy) Quelle: Artikel auf nextbigfuture.com, * Dammbruch in China

25 Energie für Deutschland25

26 Energie für Deutschland26

27 Energie für Deutschland27 Rohstoff-Reichweite für Nuklearenergie Uran+Thorium:>1000 Jahre Uran aus dem Ozean: ~ 150 /kg,Flußeintrag>>aktueller Verbrauch Wasserstoff (+Li,Be,B): >10 6 Jahre

28 Energie für Deutschland28

29 Energie für Deutschland29 Webseiten zur Abfallentsorgung lo

30 Energie für Deutschland30 Large intensities of MeV particles and strong charge ejections from laserinduced fusion in ultra-dense deuterium F. Olofson 1, A. Ehn 2, J. Bood 2, L. Holmlid 1 1 Department of Chemistry and Molecular Biology, University of Gothenburg, SE Göteborg, Sweden 2 Combustion Physics, Department of Physics, Lund University, SE Lund, Sweden D(-1): Deuteriumphase mit cm -3 Gemessen: supraleitend und supraflüssig

31 Energie für Deutschland31 Eine Energiepolitik für Deutschland 7.1 Freie Energiemärkte Die politischen Markteinschränkungen (EEG,ENEV, WärmeschutzV) werden aufgehoben. 7.2 Marktkontrolle Die Bundesnetzagentur reguliert den Netzzugang NUR nach physikalisch-technischen Regeln (Lastprofile, Lastdynamik) 7.3 Freie Energieforschung Die Deutsche Energieagentur fördert ALLE Energietechnologien 7.4 Efemere Energien Efemere Stromanbieter sind an den Kosten des Speicherbaus, den Netzbaukosten und den Kosten der Schattenkraftwerke zu beteiligen

32 Energie für Deutschland32 Moderne Häuser brauchen Heizung und Warmwasser. Wärmedämmung spart Energie, aber benötigt kontrollierte Lüftung. Im Folgenden meine privaten Aktionen in Sachen Energie Hausklima Heizung Lüftung Warmwasser

33 Energie für Deutschland33 Preisverlauf für Brennstoffe 2002: Preisband 30-40/100 Liter, aber in 2012: Anstieg bis 95/100 Liter Der Ölpreis ist ein Marktpreis, weil die Weltbevölkerung mehr Energie braucht! Das Spekulationsgeschrei ist Volksverdummung! Öl-Heizkosten verdreifacht! Euphorie für neuartige Heizungen: Holz, Biomasse, Erdwärme, Wärmepumpe

34 Energie für Deutschland34 Raumheizung am Beispiel des Warmluftofens: Feuer wandelt chemische Energie in Wärme: C+O2 CO2 Heiße Eisenrohre heizen die Raumluft, die nach oben steigt Wirkungsgrad ist schlecht, Weil Feuergase und Warmluft Nur von allein aufsteigen: Wirkungsgrade < 80%

35 Energie für Deutschland35 Thermodynamischer Wirkungsgrad einer Gebäudeheizung: Temperatur des kalten Speichers, Außenluft: -10° = 263 Kelvin Temperatur des warmen Speichers, Drinnen: +20°= 293 Kelvin Differenz:Delta-K= 30 Kelvin Heizlast = 10 kW Die ideale Carnot-Maschine braucht dafür nur 1 kW Exergie (=Strom) Jede Heizung, die mehr als 20% Exergie benötigt, verschwendet Exergie, weil jeder fossile Brennstoff im Kraftwerk zwischen 30 und 58% Strom erzeugen kann. Wer mit Strom (100% Exergie) direkt heizt, verschwendet 90% der Exergie! Beispiel: 1 cbm Erdgas ergibt ~9 kWh Heizwärme im Gaskessel In einem GuD-Kraftwerk werden daraus 5,8 kWh Strom, damit kann eine Wärmepumpe (COP=5) 29 kWh Wärme bereitstellen Es ist Volksverdummung, die Gasheizung oder die Pelletheizung ökologisch zu nennen, denn Exergie wird verschwendet. Weiterführender Link:

36 Energie für Deutschland36 Mit Erdwärme Heizen mit einer Wärmepumpe Vorteile: fast überall möglich, erprobte Technik: Brunnenbau oder normaler Tiefbau, einfache Bohrtechnik Joule-Thomson-Kälteanlage (Kühlschrankprinzip, Luftpumpe) Grundwasser Kältemittel Heizung/Warmwasser (3 Kreise) Kältemittel im Erdkreis Heizung ( Direktverdampfung)

37 Energie für Deutschland37 Jahreszeitlicher Temperaturverlauf Im Freien Feld Als Funktion der Tiefe. Ab 6 Meter Tiefe Schwankt die Temperatur max. +-1° Um einen Mittelwert. In Hochstetten hat Das Grundwasser Im Oktober +13,6°! Wenn möglich, ist ein Grundwasserbrunnen Die beste Wärmequelle Für eine Wärmepumpe: Aktivierung des solaren Wärmespeichers Erdreich + Grundwasser

38 Energie für Deutschland38 Grundwasser-Wärmepumpe in der Rheinebene (Linkenheim): Förderbrunnen: 13°, 4 cbm/h, 10m tief Schluckbrunnen:9°, 10m tief, 15 m Entfernung Heizwasservorlauf:40°, 5 cbm/h Heizrücklauf:36° ~20 kW (thermisch) Verdichter+Pumpen: 5 kW(elektrisch) ~ 1/Stunde (aktueller EnBW-Wärme-Tarif) Wärmekosten (10/12): 5 cent/kWh (thermisch) Zum Vergleich Öl: >~10 cent/kWh

39 Energie für Deutschland39 Brunnenrohr DN-200 Mit Sandfilter aus Aluminium-Lochblech Schluckbrunnen, 10 Meter tief, Grundwasser bei -7 Meter Brunnen für Wärmepumpen

40 Energie für Deutschland40 20 kW Wärmepumpe mit Steuerung

41 Energie für Deutschland41 Energie-Wahrheiten 1. Energie ist eine Konstante und nicht erneuerbar 2. Der Verbrauch von Exergie~Strom wird wachsen 3. Exergieträger müssen speicherfähig sein 4. Energiesteuern und -abgaben machen unfrei

42 Energie für Deutschland42 Vielen Dank fürs Zuhören

43 Energie für Deutschland43 Zukunftsenergien? Gashydrate: Gewinnungsmethoden nicht entwickelt, Gefahrenpotential apokalyptisch: Methan ist als Treibhausgas 21- mal effektiver als CO2! Wasserstoff hat nur als Nuklearbrennstoff Bedeutung Brennstoffzelle nutzt nur Sekundärenergie mit kleinem Gesamtwirkungsgrad Windzu teuer, Jahresnutzungsgrad < 0,17 Sonneextrem teuer, nachts/winters nicht verfügbar, JNG<0,2 Holz(pellets)Abfallprodukt, preiswert, nachhaltig verfügbar Erdwärme :fast überall, jederzeit, nachhaltig verfügbar ( 100 Meter)Investition noch teuer! Können wir das Ändern? ja, (fast) jeder Hausbesitzer kann das ändern!

44 Energie für Deutschland44 Erdwärmekraftwerk Larderello in bewegt die italienische Bahn! Tiefe Geothermie (tGt > -100 Meter, meistens Meter tief), sehr begrenzt: Lardarello/I, Hawaii, Island, Kalifornien, Philippinen Erdwärmekraftwerke the Geysirs in USA/CA (Sankt-Andreas-Verwerfung) Oberrhein-Graben: Soultz im Walde, Bruchsal (120° in Meter), Basel Vorteil: ganzjährig, ganztägig verfügbar Nachteile: unausgereifte Technik -> Teuer geringer Exergieinhalt: Viel Abwärme für wenig Exergie 10:1 ! Erdbebengefahr: Basel (Erdbeben 06/07), Staufen im Breisgau

45 Energie für Deutschland45 Erdwärme zum Heizen und zur Stromerzeugung in Deutschland: Oberrhein-Graben: Landau, Bruchsal (120° in 2500 Meter Tiefe), Urach München-Unterhaching Nachteile: unausgereifte Technik -> Teuer ( cent/kWh nach einer Studie) bis jetzt nur an wenigen Orten wirtschaftlich: The Geysirs USA/CA Temperaturverteilung in 2 km Tiefe

46 Energie für Deutschland46 Solares Wärmeangebot und Heizbedarf während des Jahres: Solare Wärme kann Heizung+WW nicht ganzjährig decken.

47 Energie für Deutschland47 Histogramm des relativen Heizbedarfs: nur an 24 Tagen im Jahr ist mehr als 50% der Maximalleistung nötig, Eine 5 kW-Luft-Wärmepumpe kann im EFH meistens 67% Jahresheizwärme liefern! 63 / 130 ~ nur 1/3 Heizarbeit mit mehr als 50% Leistung

48 Energie für Deutschland48 Flache Geothermie oder Nutzung der Anergie des Erdreichs Anergiequellen für Wärmepumpen: Luft Erdreich (vergrabene Soleleitung oder KG-200 Luftrohr in > 1 Meter Tiefe) Abwasserrohre Tiefensonde (~ 50 Watt/Meter Wärme) Grundwasser ( in Hochstetten: +13,4° in 6-8 Meter Tiefe) Direktverdampfung im Erdreich (1-2 Meter Tiefe) Flächenkollektor Förder+Schluckbrunnen

49 Energie für Deutschland49 Strompreise in Europa und Strompreiszusammensetzung in Deutschland Für NT-Strom: 2c/kWh Erzeugung, Endpreis 15c

50 Energie für Deutschland50 Aus der Mühle schaut der Müller, der so gerne mahlen will; stille wird der Wind und stiller und die Mühle stehet still, so ists immer, wie ich finde, rief der Müller voller Zorn, hat man Korn, so fehlts am Winde, hat man Wind, so fehlts am Korn. (W. Busch)

51 Energie für Deutschland51 Irrweg Nr. 1: Gas/Diesel-Blockheizkraftwerk (Senertec-Dachs etwa Euro) Vorteil: erzeugt Strom und Wärme aus Gas/Diesel oder Pflanzenöl Nachteil: nur wirtschaftlich infolge Förderung (wie lange noch?) bei mindestens 6000 Betriebsstunden Der DACHS ist ein kleiner Gas- oder Dieselmotor mit einem 5 kW Strom-Generator. Das Kühlwasser wird in der Heizungsanlage umgepumpt und liefert 10 kW Wärme. Damit wird 90% der Energie des Brennstoffes genutzt, Aber wenn das Gerät nicht mindestens 6000 Stunden genutzt wird, ist es Unwirtschaftlich, Gründe: Wartung (Ölwechsel !) Zinskosten, Amortisation Auch wenn der Generator zusätzlich eine Wärmepumpe antreiben sollte (BHKW-WP) Ist das nicht besser als ein modernes GuD-Kraftwerk mit 58% Wirkungsgrad und Einer Wärmepumpe allein

52 Energie für Deutschland52 Kohlenwasserstoffe (KW) sollten nicht mehr verbrannt werden, selbst wenn der Klimaeffekt des CO2 marginal ist. Kohlenwasserstoffe sind als Chemierohstoff viel wertvoller. Mögliche Lösungen: Nuklear (Uran,Thorium,Wasserstoff) Wasserkraft, Erdwärme,Biomasse Sonnen- und Windstrom

53 Energie für Deutschland53 Info-Seiten zur Energiepolitik

54 Energie für Deutschland54 Zentral/Dezentral, Lösungen für verschiedene Bedürfnisse Bedarfzentral Mischungdezentral WärmeFernwärme GasheizungÖl/Holzheizung MobilitätBahnAuto, FlugzeugFahrrad, Fußweg LichtE-WerkGas/Kerzenlicht Mech. ArbeitE-WerkTreibriemenTretmühle, Handarbeit Zentral große Investition in Netzwerke natürliche Monopole Abhängigkeit Dezentral individuell anpaßbar, aber höhere spezifische Kosten, Reichweite?, Speicher?,

55 55 Fakten zur Erdwärme 1. Der Wärmefluß an die Oberfläche beträgt 0,064 Watt/m. Deshalb kühlt ein Geothermiekraftwerk in Deutschland das tiefe Wärmereservoir ab und führt zu Erdbeben. 2. Wegen der niedrigen Eingangstemperatur von ~120° benötigt ein Geothermie- Kraftwerk sehr viel Kühlwasser, mehr als jedes fossile oder Kernkraftwerk.

56 Energie für Deutschland56

57 Energie für Deutschland57 KTG-Ausflug zum Kraftwerk Kaprun in.at im Oktober 2007: Wie lange noch müssen wir im Winter heizen?


Herunterladen ppt "29.5.2013Energie für Deutschland1 Dr. Steinbock, Schulstr. 29 76351-Linkenheim-Hochstetten ---------- 35 Jahre Nukleare Sicherheitsforschung 40 Jahre Heizen."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen