erste eeff tech

[lectures/latex.git] / political / energieeffizienz / ee.tex

diff --git a/political/energieeffizienz/ee.tex b/political/energieeffizienz/ee.tex
index 585422f..8b61630 100644 (file)
--- a/political/energieeffizienz/ee.tex
+++ b/political/energieeffizienz/ee.tex
@@ -125,7 +125,7 @@
     \item Begrenzte Ressourcen und\\
           Umweltbelastung % Wieso Steigerung?
   \end{itemize}
     \item Begrenzte Ressourcen und\\
           Umweltbelastung % Wieso Steigerung?
   \end{itemize}

-  \item Rationelle Energienutzung
+  \item Effiziente Energienutzung

   \begin{itemize}
     \item Stand der Dinge % Was geht bzw ging so in Sachen EE
     \item Potentiale und M"oglichkeiten % Wo wollen und kommen wir hin
   \begin{itemize}
     \item Stand der Dinge % Was geht bzw ging so in Sachen EE
     \item Potentiale und M"oglichkeiten % Wo wollen und kommen wir hin


@@ -192,7 +192,7 @@
        \item Endenergieverbrauch
        \item Verbrauch und Verluste bei Energieumwandlung\\
              (Umwandlung der Prim"arenergietr"ager in Nutzenergie)
        \item Endenergieverbrauch
        \item Verbrauch und Verluste bei Energieumwandlung\\
              (Umwandlung der Prim"arenergietr"ager in Nutzenergie)

-       \item Nichtenergetischer Verbrauch
+       \item Nichtenergetischer Verbrauch (NEV)

        \end{itemize}
  \end{itemize}
 
        \end{itemize}
  \end{itemize}
 


@@ -224,14 +224,17 @@
  \end{itemize}
  \item Nutzen: Waren, Dienstleistung, Energie
  \end{itemize}
  \end{itemize}
  \item Nutzen: Waren, Dienstleistung, Energie
  \end{itemize}

+\vspace{0.3cm}
+Energieeffizienz: bemessen nach EEV\\
+Gesamtenergieeffizienz: bemessen nach PEV\\

  
  

-\begin{picture}(0,0)(-255,-150)
+\begin{picture}(0,0)(-255,-200)

 \includegraphics[width=4cm]{indien_eimer.eps} 
 \end{picture}\\
 \includegraphics[width=4cm]{indien_eimer.eps} 
 \end{picture}\\

-\begin{picture}(0,0)(-255,-80)
+\begin{picture}(0,0)(-255,-130)

 \includegraphics[width=4cm]{laster.eps} 
 \end{picture}\\
 \includegraphics[width=4cm]{laster.eps} 
 \end{picture}\\

-\begin{picture}(0,0)(-255,0)
+\begin{picture}(0,0)(-255,-50)

 \includegraphics[width=4cm]{zweirad.eps} 
 \end{picture}
  
 \includegraphics[width=4cm]{zweirad.eps} 
 \end{picture}
  


@@ -240,10 +243,16 @@
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Einf"uhrung und Motivation - Eine Energiebilanz\\
+  Einf"uhrung und Motivation - Eine Energiebilanz

  }
 
  }
 

-\begin{center}
+\begin{minipage}{6.5cm}
+\includegraphics[width=6.5cm]{pev_de.ps}
+\end{minipage}
+\begin{minipage}{6.5cm}
+\includegraphics[width=6.5cm]{eev_de.ps}
+\end{minipage}\\[0.4cm]
+{\tiny

 Prim"arenergieverbrauch in \% (BRD)\\
 \begin{tabular}{l c c c c c}
 \hline
 Prim"arenergieverbrauch in \% (BRD)\\
 \begin{tabular}{l c c c c c}
 \hline


@@ -255,7 +264,7 @@ Nichtenergetischer Verbrauch&6,4 &6,8 &7,4 &7,2 &7,2 \\
 Endenergieverbrauch&63,6 &65,3 &64,1 &61,7 &61,3 \\
 \hline
 \hline
 Endenergieverbrauch&63,6 &65,3 &64,1 &61,7 &61,3 \\
 \hline
 \hline

-\end{tabular}\\[1.0cm]
+\end{tabular}\\[0.4cm]

 Endenergieverbrauch pro Sektor in \% (BRD)\\
 \begin{tabular}{l c c c c c}
 \hline
 Endenergieverbrauch pro Sektor in \% (BRD)\\
 \begin{tabular}{l c c c c c}
 \hline


@@ -268,92 +277,456 @@ Hasuhalte &25,1 &28,5 &28,0 &28,8 &25,6 \\
 GHD &18,5 &16,9 &16,0 &15,0 &15,6 \\
 \hline
 \hline
 GHD &18,5 &16,9 &16,0 &15,0 &15,6 \\
 \hline
 \hline

-\end{tabular}\\[0.3cm]
+\end{tabular}
+}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Einf"uhrung und Motivation - Eine Energiebilanz
+ }
+
+\begin{minipage}{6.8cm}
+ \includegraphics[width=7cm]{pev_time_de.ps}
+\end{minipage}
+\begin{minipage}{6cm}
+ \includegraphics[width=6.5cm]{eev_time_de.ps}
+\end{minipage}
+\begin{minipage}{6.8cm}
+\scriptsize
+Anmerkungen
+\begin{itemize}
+ \item 70 \% PEV importiert: KE/"Ol/Gas/SK
+ \item Fossil: 78,8 \%
+ \item Wirkungsgradmethode:\\
+       Kernenergie: 33 \%, erneuerbare Energien: 100 \%
+ \item $1\text{ Mio. t SKE}\approx29,3 \cdot 10^{15}\text{ J}$
+ \item Abnahme um 6.5 \% des PEV von 2008 auf 2009.\\
+       Grund: Eingebrochene Konjunktur\\
+       (Niedrigste Verbrauchsniveau seit Anfang 70er)
+ \item EE $\uparrow$ 4.0 \%, Abnahme SK und KE
+\end{itemize}
+\end{minipage}
+\begin{minipage}{6cm}
+ \includegraphics[width=6.0cm]{pev_et_2009.ps}
+\end{minipage}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Einf"uhrung und Motivation - Eine Energiebilanz
+ }
+
+\begin{flushleft}
+\begin{center}
+ \footnotesize
+ Prim"arenergieverbrauch weltweit in Mio. t "Ol"aquivalent
+ \includegraphics[width=10cm]{pev_time_world.eps}

 \end{center}
 \end{center}

+\end{flushleft}
+\begin{minipage}{6.6cm}
+\includegraphics[width=6.5cm]{pev_world_2007.ps}
+\end{minipage}
+\begin{minipage}{5.4cm}
+\scriptsize
+\begin{itemize}
+ \item Anstieg der Steigung zwischen 2001 und 2002
+ \item Anstieg fast ausschlie"slich durch Kohle
+ \item Fossil: 81,4 \%
+ \item Regenerativ: 12,7 \%
+ \item $1\text{ t OE}\approx 1,428\text{ t SKE}$
+ \item 1973: $6115\text{ M t OE}\approx 8732\text{ M t SKE}$
+ \item 2007: $12029\text{ M t OE}\approx 17177\text{ M t SKE}$
+\end{itemize}
+\end{minipage}

 
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Eine Energiebilanz
+  Einf"uhrung und Motivation - Eine Energiebilanz

  }
 
  }
 

+\begin{flushleft}
+\begin{minipage}{9cm}
+\begin{center}
+\scriptsize
+PEV nach L"andern (in Mio. t OE)\\
+\includegraphics[width=9cm]{pev_country_world.eps}\\
+\end{center}
+\end{minipage}
+\end{flushleft}
+\begin{flushleft}
+\begin{minipage}{10cm}
+\begin{center}
+\scriptsize
+Kohleproduktion nach L"andern (in Mio. t)\\
+\includegraphics[width=10cm]{pev_coal_country_world.eps}
+\end{center}
+\end{minipage}
+\end{flushleft}
+
+\begin{picture}(0,0)(-260,-160)
+\includegraphics[width=4cm]{kohlekraftwerk_china.eps}
+\end{picture}
+

 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Eine Energiebilanz
+  Einf"uhrung und Motivation - Ersch"opfung endlicher Ressourcen

  }
 
  }
 

+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \small
+ \underline{Erd"ol}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \small
+ \underline{Erdgas}
+ \end{minipage}\\[0.1cm]
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \begin{center}
+ \footnotesize
+ Gesamtpotential konventionellen Erd"ols in Gt\\
+ \includegraphics[width=6.5cm]{oel_kap.eps} 
+ \end{center}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \begin{center}
+ \footnotesize
+ Gesamtpotential konventionellen Erdgases in m$^3$\\
+ \includegraphics[width=6.5cm]{gas_kap.eps} 
+ \end{center}
+ \end{minipage}\\[0.2cm]
+ \begin{minipage}[t]{6.5cm}
+ \begin{center}
+ \footnotesize
+ F"orderverl"aufe von Erd"ol in Gt/Jahr\\
+ \includegraphics[width=6.5cm]{peak_oil.eps} 
+ \end{center}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}[t]{6.5cm}
+ \begin{center}
+ \footnotesize
+ F"orderverl"aufe von Erdgas in m$^3$/Jahr\\
+ \includegraphics[width=6.5cm]{peak_gas.eps} 
+ \end{center}
+ \end{minipage}
+

 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Begrenzte Ressourcen und Umweltbelastung
+  Einf"uhrung und Motivation - Ersch"opfung endlicher Ressourcen

  }
 
  }
 

- Ursachen der Energieerzeugung und -nutzung\\
+ \small
+ \underline{Kohle}\\
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \includegraphics[width=6.5cm]{kohle_kap.ps} 
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \begin{itemize}
+  \item h"ochste geologische Verf"ugbarkeit
+  \item 55 \% an Gesamtenergie der Reserven
+  \item 76 \% an Gesamtenergie der Ressourcen
+  \item Bedarfsdeckung f"ur viele Jahrzehnte
+  \item 40 \% der weltweiten Stromerzeugung
+  \item wichtigstes Element der Versorgungs-sicherheit
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}\\
+ \underline{Kernbrennstoffe}

  \begin{itemize}
  \begin{itemize}

- \item 
+ \item j"ahrlicher Uranverbrauch: 0,065 Mt
+ \item Reserven: 1,766 Mt (USD 40/kg)
+ \item Ressourcen: 14,243 Mt (USD 40/kg)
+ \item Reserven: 40 - 63 jahre
+ \item Verf"ugbarkeit: > 200 Jahre
+ \item Bereits jetzt: Produktion < Verbrauch

  \end{itemize}
  \end{itemize}

+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Einf"uhrung und Motivation - Umweltbelastung
+ }
+
+ \begin{center}
+ \small
+ CO$_2$ Emissionen weltweit in Mt\\
+ \includegraphics[width=9cm]{co2_time.eps}
+ \end{center}
+ \begin{minipage}{6.8cm}
+ \includegraphics[width=6.5cm]{co2_2007.ps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6.2cm}
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}{l c c c}
+ \hline
+ \hline
+ & E/m [$\frac{\text{t oe}}{\text{t}}$] & CO$_2$/E [$\frac{\text{t CO}_2}{\text{t oe}}$]\\
+ \hline
+ Kohle & 0,6 & {\color{red}3,8} \\
+ "Ol & 1,0 & 2,7 \\
+ Gas &  & {\color{green}2,3} \\
+ \hline
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \end{minipage}

 
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Begrenzte Ressourcen und Umweltbelastung
+  Einf"uhrung und Motivation - Umweltbelastung

  }
 
  }
 

+ \small
+
+ Absch"atzung: Energieverbrauch $E_t$ und CO$_2$ Emission $R_t$ weltweit
+ f"ur einen westlichen Lebensstandard ($E'$)
+
+ \underline{Energie}
+ \[
+ E_t = E' \cdot \text{Weltbev"olkerung}
+ \]
+ \begin{itemize}
+  \item $E'_{\text{max}}=5,94\,\frac{\text{t SKE}}{\text{Einwohner}}$
+        (PEV BRD, $487\text{ Mio. t SKE}$)
+  \item $E'_{\text{min}}=4,90\,\frac{\text{t SKE}}{\text{Einwohner}}$
+        (PEV BRD ohne Industrie, gesch"atzt, $402\text{ Mio. t SKE}$)
+  \item Weltbev"olkerung: 6609 $\cdot 10^6$
+ \end{itemize}
+\[
+\Rightarrow E_t \approx 32400 - 39300 \text{ Mio t SKE}
+\]
+
+ \underline{CO$_2$ Emissionen}
+ \begin{itemize}
+  \item Weltenergiebedarf: 17177 Mio. t SKE
+  \item Zus"atzliche Energie $\Delta E = 15200 - 22100 \text{ Mio t SKE}$
+  \item Annahme: $\Delta E$ allein durch Kohle
+  \item Bisherige Emissionen: 28962 Mio. t
+ \end{itemize}
+\[
+\Rightarrow R_t \approx 69400 - 87800 \text{ Mio. t}
+\]
+\begin{picture}(0,0)(-250,-10)
+\includegraphics[width=5cm]{co2_west.ps}
+\end{picture}
+
+{\color{blue}\normalsize
+$\Rightarrow$ Notwendigkeit energieeffizienter Technologie!
+}
+

 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Energienutzung - Stand der Dinge
+  Effiziente Energienutzung - Stand der Dinge

  }
 
  }
 

+ Formal:
+ \begin{itemize}
+  \item Richtlinie 2002/91/EG Energy Performance of Buildings Directive
+  \item Richtlinie 2006/32/EG Energy Service Directive
+ \end{itemize}
+
+ Technisch:
+ \begin{itemize}
+  \item Kraftw"armekopplung (KWK) / dezentrale Blockheizkraftwerke (BHKW)
+  \item Erdw"arme"ubertr"ager / W"armepumpe
+  \item W"armer"uckgewinnung
+  \item Elektromobilit"at
+ \end{itemize}
+
+ \vspace{0.2cm}
+
+ \begin{itemize}
+  \item Plusenergieh"auser und Siedlungen
+ \end{itemize}
+
+ \vspace{0.2cm}
+
+ \begin{itemize}
+  \item Erneuerbare Energien
+  \item Carbon Capture and Storage (CCS)
+  \item Alternative Energietr"ager
+ \end{itemize}
+

 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Energienutzung - Stand der Dinge
+  Effiziente Energienutzung - Stand der Dinge

  }
 
  }
 

+ Kraftw"armekopplung (KWK) / dezentrale Blockheizkraftwerke (BHKW)
+
+ \begin{itemize}
+  \item gleichzeitige Gewinnung von mechanischer Energie
+        und Nutzung der Abw"arme
+  \item mechanische Energie $\rightarrow$ elektrischer Strom
+  \item Abw"arme $\rightarrow$ Fernw"arme und Prozessw"arme
+  \item dezentrale KWK in Form von BHKWs
+ \end{itemize}
+

 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Energienutzung - Potentiale und M"oglichkeiten
+  Effiziente Energienutzung - Stand der Dinge

  }
 
  }
 

+ \underline{Erdw"arme"ubertrager}
+
+ Erdreichtemperatur folgt phasenverschoben (und ged"ampft)
+ der Umgebungstemperatur
+
+ \begin{itemize}
+  \item Au"senluft k"alter als Erdw"arme\\
+        $\rightarrow$ Temperierung der Au"senluft\\
+        $\rightarrow$ Erdreich wird W"arme entzogen
+  \item Au"senluft w"armer als Erdw"arme\\
+        $\rightarrow$ K"uhlung der Au"senluft\\
+        $\rightarrow$ Erdreich wird erw"armt
+ \end{itemize}
+
+ \underline{W"armepumpe}
+
+ Transport vom W"armeenergie von einem niedrigeren Temperaturniveau
+ auf ein höheres unter Einsatz mechanischer Energie
+
+ \begin{itemize}
+  \item Fluid unter niedrigem Druck
+        verdampft unter Aufnahme der Umgebungstemperatur
+  \item Nach Verdichtung auf h"oheren Druck kondensiert es
+        unter W"armeabgabe
+  \item $\text{G"ute} = \frac{\text{abgegebene W"armeenergie}}
+         {\text{eingebrachte elektrische Energie}}$
+  \item Maximale G"ute: $\frac{T_{\text{warm}}}
+                              {T_{\text{warm}}-T_{\text{kalt}}}$
+ \end{itemize}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Effiziente Energienutzung - Stand der Dinge
+ }
+
+ \underline{W"armer"uckgewinnung}
+
+ Wiedernutzbarmachung thermischer Energie eines den Prozess verlassenden
+ Massenstromes
+
+ \begin{itemize}
+  \item
+  \item
+ \end{itemize}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Effiziente Energienutzung - Stand der Dinge
+ }
+
+ Elektromobilit"at
+
+ 
+
+ \begin{itemize}
+  \item
+ \end{itemize}
+

 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Energienutzung - Potentiale und M"oglichkeiten
+  Effiziente Energienutzung - Stand der Dinge

  }
 
  }
 

+ Plusenergieh"auser und Siedlungen
+
+ \begin{itemize}
+  \item
+ \end{itemize}
+

 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Nachhaltige und umweltbewusste Lebensqualit"at
+  Effiziente Energienutzung - Stand der Dinge

  }
 
  }
 

+ Erneuerbare Energien
+
+ \begin{itemize}
+  \item
+ \end{itemize}
+

 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf

-  Nachhaltige und umweltbewusste Lebensqualit"at
+  Effiziente Energienutzung - Stand der Dinge
+ }
+
+ Carbon Capture and Storage (CCS)
+
+ \begin{itemize}
+  \item
+ \end{itemize}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Effiziente Energienutzung - Potentiale und M"oglichkeiten
+ }
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Effiziente Energienutzung - Potentiale und M"oglichkeiten
+ }
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Nachhaltige und umweltbewusste Lebensqualit"at f"ur alle
+ }
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Nachhaltige und umweltbewusste Lebensqualit"at f"ur alle

  }
 
 \end{slide}
  }
 
 \end{slide}


@@ -374,12 +747,51 @@ GHD &18,5 &16,9 &16,0 &15,0 &15,6 \\
 
 \end{slide}
 
 
 \end{slide}
 

+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Quellen / Lesen- und Sehenswertes
+ }
+
+ \small
+
+ \underline{Daten BRD}
+ \begin{itemize}
+  \item AG Energiebilanzen e.V.\\
+        http://www.ag-energiebilanzen.de
+  \item Umweltbundesamt\\
+        http://www.umweltbundesamt-daten-zur-umwelt.de
+ \end{itemize}
+
+ \underline{Daten weltweit}\\
+ International Energy Agency\\
+ http://www.iea.org
+
+ \underline{Videomaterial}
+ \begin{itemize}
+  \item Energy Autonomy - Die 4. Revolution
+        \href{./ENERGY_AUTONOMY_The_4th_Revolution_Community_Trailer-B90UQg_AAmI.mp4}{$\rhd$}\\
+        http://www.energyautonomy.org
+  \item Energie 2050 - Aufbruch in ein neues Zeitalter\\
+        http://www.nachhaltigwirtschaften.at/publikationen/energie2050.html
+ \end{itemize}
+
+ \underline{Effiziente Energietechnologie}
+ \begin{itemize}
+  \item
+  \item
+ \end{itemize}
+
+\end{slide}
+

 \begin{slide}
 
  {\large\bf
   Schlussfolgerungen / Diskussion
  }
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
   Schlussfolgerungen / Diskussion
  }
 

+ Verzicht auf energierelevante Produkte und Dienstleistungen
+

 \end{slide}
 
 \end{document}
 \end{slide}
 
 \end{document}