Möglichkeiten zur Begrenzung des Klimawandels im Bereich der Energieerzeugung


Seminararbeit, 2019

23 Seiten, Note: 3.0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Symbolverzeichnis

1 Einleitung

2 Das Pariser Abkommen

3 Der Klimaschutzplan 2050

4 Die Energieerzeugung

5 Veränderung der Stromerzeugung durch erneuerbare Energien

6 Resultat hinsichtlich Treibhausgas-Vermeidung

7 Die Geothermie
7.1 Vorgang von Geothermie
7.2 Segen und Fluch von der Geothermie

8 Die Biomasse
8.1 Der Wirkungsgrad von der Biomasse
8.2 Möglichkeiten von der Biomasse

9 Bedeutung von Energiebereitstellung
9.1 Verschiedene Energieformen
9.2 Wechselwirkung von Bedarf und Bereitstellung in der Energienutzung
9.3 Thermischer Energiespeicher

10 Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Die Sektorziele im Klimaschutzplan 2050

Abbildung 2: Entwicklung der Stromerzeugung erneuerbarer Energieträger im Vergleich der letzten 10 Jahre

Abbildung 3: Netto-Bilanz der vermiedenen Treibhausgas- Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Jahr 2018

Abbildung 4: Bereitstellungs- und Bedarfsmanagement

Abkürzungsverzeichnis

AGEE Stat Arbeitergruppe Erneuerbare Energien-Statistik

Aufl. Auflage

BMU Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit

BMWi Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

EEG Das Erneuerbare-Energien-Gesetz

IRB Informationszentrum Raum und Bau

Mrd. kWh. Milliarden Kilowattstunden

o.J. Ohne Jahr

UBA Umweltbundesamt

Vgl. Vergleiche

überarb. Aufl. Überarbeitete Auflage

Symbolverzeichnis

Mio. t CO2 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid

1 Einleitung

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Darstellung und über Ansatzmöglichkeiten zur Begrenzung des Klimawandels im Bereich der Energieerzeugung und der Energiebereitstellung. Durch die aktuellen Ereignisse wie beispielsweise die Klimapolitik in Deutschland und das Streben von Nachhaltigkeit in unterschiedlichen Branchen ist die Gesamtheit der Bevölkerung unmittelbar involviert. Aus diesem Grund widmet sich der erste Teil den Lösungsansätzen zur Begrenzung des Klimawandels der europäischen- und deutschen Klimapolitik. Als Basis der Überlegungen werden erläutert, welche erneuerbaren Energien zu Verfügung stehen und was sie für den Klimawandel leisten. Aufbauend darauf wird in der Arbeit insbesondere auf die Geothermie und die Biomasse eingegangen, da die Erläuterung aller regenerativen Energien über den Rahmen dieser Arbeit hinausgehen. Zum Schluss wird auf die Energiebereitstellung eingegangen, und abschließend der thermische Energiespeicher aufgegriffen. Ziel dieser Arbeit ist es die verschiedensten regenerativen Energien näher zu bringen und im weiteren Sinne zu vermitteln welche Vor- und Nachteile diese haben und wieso die Energiebereitstellung dazu helfen soll den Klimawandel zu begrenzen.

2 Das Pariser Abkommen

Das folgende Kapitel beschäftigt sich mit der Klimapolitik Deutschlands. In Bezug auf das Thema nimmt das Pariser Abkommen eine wichtige Rolle ein. Das Abkommen von Paris, welches im Jahre 2015 stattfand, beschreibt die Einigung von 197 Staaten und ist damit ein internationaler Klimavertrag.1 Die Europäische Union bestätigte am 5. Oktober 2016 das Pariser Übereinkommen.2 Das Klimaabkommen ist seit dem 4. November 2016 in Kraft getreten.3 Das Protokoll verfolgt dabei folgende drei Hauptziele: Die Erderwärmung auf unter zwei Grad gegenüber den vorindustriellen Werten begrenzen.4 Außerdem müssen die betroffenen Länder die Adaption an den Klimawandel fördern.5 Des Weiteren müssen die Entwicklungsländer von der Europäischen Union und den Industrieländern unterstützt werden, damit die Emissionen reduziert werden können.6 Zusätzlich sollte die Entwicklungsgesellschaft resistent gegen die Auswirkungen des Klimawandels sein.7 Zudem gilt dabei die Transparenz, welche die Fortschritte der Klimaziele verdeutlicht und veröffentlicht.8 Schlussfolgernd ergibt sich daraus, dass alle fünf Jahre schärfere Ziele festgelegt werden müssen.9

3 Der Klimaschutzplan 2050

Aufbauend auf dem Pariser Abkommen geht die Bundesregierung im November 2016 aktiv drauf ein, den Klimaschutzplan 2050 zu entwickeln.10 Der Plan beschreibt die Umsetzung der Ziele, die im Pariser Protokoll festgehalten wurden.11 Das Mittelfristziel besagt, dass in Deutschland bis 2030 die Senkung des Treibhausgas-Emissionen um 55 Prozent gegenüber den Werten von 1990 stattfinden soll.12 Zu den wichtigsten Bereichen, die im Bezug zu den Treibhausgas-Emissionen optimiert werden müssen, gehören die Energiewirtschaft, Industrie und der Verkehr.13 Für diese Branchen wird durch die Bundesregierung Emissionsminderungsziele für das Jahr 2030 festgelegt.14 Aufbauend darauf legt der Klimaschutzplan fest, dass bis 2040 die Emissionen in Deutschland um 70 Prozent sinken sollen.15 Bis 2050 muss Deutschland laut dem Klimaschutzplan 2050 vollständig aus der Kohleenergie raustreten.16 Außerdem sollen die fossilen Energieträger durch die erneuerbaren Energien wie Photovoltaik, Solarthermie, Windkraft, Biomasse und Geothermie investiert und gefördert werden.17

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Die Sektorziele im Klimaschutzplan 205018

In Abbildung 1 sind die Sektorziele 2030 aus dem Klimaschutzplan 2050 dargestellt. Die x-Achse gibt die CO2 -Emissionen in Mio. t wieder, während die y-Achse die unterschiedlichen Branchen der Ausstoßung darstellt. Die drei unterschiedlichen Farben verdeutlichen dabei verschiedene Zeiten in Jahren. Die Farbe Orange steht für das Jahr 2030, die Farbe Rot für das Jahr 2014 und Blau für 1990. Erkennbar ist, dass die Energiewirtschaft im Vergleich zu den Sektoren Industrie, Gebäude, Verkehr und Landwirtschaft den höchsten CO2 Ausstoß besitzt, im gesamten Zeitraum von 1990 bis 2030. Anhand der Werte ist jedoch zu sehen, dass die Zahlen erheblich sinken. Während der höchsten CO2 Ausstoß 1990 466 Millionen Tonnen betrug, sinkt dieser auf 358 Millionen Tonnen im Jahr 2014. Das Ziel für die Energiewirtschaft 2030 ist mit maximal 183 Millionen Tonnen CO2 angegeben. Bewertend darauf ist zu erkennen, dass durch den Klimaschutzplan 2050 die Energiewirtschaft mehr als das doppelte an Emissionen einsparen soll. Dies hat zu Folge, dass die Weiterentwicklung der Energiewirtschaft eine zentrale Rolle im Klimaschutzplan 2050 ist.19 Ende 2019 beziehungsweise Anfang 2020 müssen die Vertragsstaaten des Pariser Abkommens ihre neuen Beiträge und Fortschritte nachweisen.20 Dies liegt dem obligatorischen 5. Jahres Rhythmus, die festgelegt wurde, zudem die Überprüfung stattfinden soll.21

4 Die Energieerzeugung

Unter Energieerzeugung ist die Veränderung von Energieformen zu verstehen, die sich in mechanischer Energie, darunter ist gemeint die potentielle- und kinematische Energie sowohl thermischer, elektrischer und chemischer Energie unterteilen.22 Hierbei wird die Wärme als die Bewegung molekularer Teilchen verstanden, während der elektrische Strom für eine gerichtete Bewegung geladener Teilchen sorgt.23 Mit den unterschiedlichen Energieformen kann man diese ineinander umwandeln.24 In diesem Sinne ist es möglich, aus chemischer Energie Bewegungsenergie umzuformen oder durch Photovoltaikanlagen mittels Sonnenlichtes elektrischen Strom zu generieren.25 Erdöl, Erdgas oder Kohle gehören zu den konventionellen Energieträgern, welche limitiert sind. Im Unterschied dazu stehen die regenerativen Energiequellen wie Wind, Sonne, Wasser, Geothermie oder Biomasse unbegrenzt zu Verfügung.26 Die Sonnenstrahlen, auch Solarstrahlung, kann umwandelt werden in Strom oder Wärme.27 Des Weiteren gehören Wasserkraft, Biomasse oder Windenergie zu den Sonnenenergien und damit zu den regenerativen Energien.28 Die Wärme aus dem Erdinneren sowie die Gezeitenenergie gehören nicht zu den Sonnenenergien.29

5 Veränderung der Stromerzeugung durch erneuerbare Energien

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Entwicklung der Stromerzeugung erneuerbarer Energieträger im Vergleich der letzten 10 Jahre30

Die Abbildung 2 stellt die Entwicklung der Stromerzeugung erneuerbarer Energieträger im Vergleich von 2009 bis 2018 in Milliarden Kilowattstunden dar. Die abgebildeten erneuerbaren Energiequellen sind Windenergie an Land, wo Energie mithilfe von Windrädern erzeugt wird. Diese nennt man auch Onshore-Windparks. Als Pendant zu den Onshore-Windparks gibt es Offshore-Windparks, die in der Abbildung mit Windenergie auf See betitelt wird. Weitere regenerativen Energien, die in der 2. Abbildung verglichen werden, sind Photovoltaik, Biomasse und Wasserkraft. Bei der Windenergie an Land ist deutlich zu sehen, dass es in den Jahren 2015 und 2017 zu vorteilhaften Windverhältnissen kam, wohingegen im Jahr 2010 und 2016 zu nachteiligen Windverhältnissen gekommen ist. Der Energieaufwand 2009 betrug 39,4 Mrd. kWh.. Im Jahr 2010 sinkt die Kurve leicht, wegen des genannten Windverhältnisses. Ab 2011 steigt die Stromerzeugung bis 2016 stark an. Dann wieder durch ungünstige Windverhältnisse wieder im Jahr 2016 einen leichten Einbruch. Jedoch stieg in den letzten beiden Jahren 2017 und 2018 die Stromerzeugung immens bis auf einen Wert von 92,2 Mrd. kWh.. Die Begründung für den starken Anstieg in den letzten beiden Jahren kann sich durch den Ausbau der erneuerbaren Energien erklären und die damit verbundenen Klimaschutzziele Deutschlands. Bei den Offshore-Windparks liegt der Wert bei 0,04 Mrd. kWh., welches Vergleichsweise mit der Windenergie an Land deutlich niedriger ist. Die Stromerzeugung bleibt bis 2014 marginal unverändert. Von 2015 bis 2018 entwickelt sich der Wert kontinuierlich mit 19.3 Mrd. kWh. hoch. Im Gegenzug zur Photovoltaik ist der Wert im Jahr 2009 mit 6,6 Mrd. kWh.. Hier ist die Kurve linear steigend bis 2016. Dann Stagniert der Wert bis 2018 und schließlich ist der Trend ab 2018 wieder positiv. Dies kann sich durch die unterschiedlichen Wetterverhältnisse erklären, aber auch durch den Ausbau von Photovoltaikanlagen. Zieht man die Technologie der Biomasse in Betracht, stellt man fest, dass die Stromerzeugung vergleichend mit dem Offshore-Windparks und die Photovoltaik im Jahr mit 30,9 Mrd. kWh. höher waren. Bis 2015 steigt die Kurve linear etwa bis 50 Mrd. kWh.. Darauffolgend stagniert weitestgehend die Stromerzeugung von Biomasse in Deutschland bis 2018. Wenn man sich den Graphen von der Wasserkraft anschaut, liegt der Wert im Jahr 2009 bei 19 Mrd. kWh.. Diese regenerative Energie schwankt von Jahr zu Jahr, bis es schließlich im Jahr 2018 auf eine Stromerzeugung von 16,5 Mrd. kWh. gelangt. Der Grund für die extreme Schwankung kann unter anderem die Wetterverhältnisse sein. Außerdem könnte bei der Wasserkraft kein hoher Ausbau vorliegen, was den Rückgang des Wertes an Stromerzeugung im Gegensatz zu 2010 erklären könnte.

6 Resultat hinsichtlich Treibhausgas-Vermeidung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Netto-Bilanz der vermiedenen Treibhausgas- Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energien im Jahr 201831

Die Darstellung zeigt die Netto-Bilanz der vermiedenen Treibhausgas- Emissionen durch den Einsatz erneuerbarer Energien in Deutschland im Jahr 2018. Die regenerativen Energien, die berücksichtig werden, sind Biomasse, Wasser, Wind, Photovoltaik, Solarthermie und Geothermie. Im Jahr 2018 wurde durch die genannten alternativen Energien etwa 187,3 Mio. t CO2 umgangen.32 „Dabei wurden wiederum die meisten Treibhausgas-Emissionen durch die Stromerzeugung aus Windenergie-anlagen vermieden (knapp 75 Mio. t CO2-Äquivalente).“33 In Abbildung 3 wird deutlich, dass es drei unterschiedliche Bereiche gibt: Strom, Wärme und Verkehr. Dabei konnte man im Strom etwa 141 Mio. t CO2 – Äquivalente einsparen.34 „Im Wärmesektor wurden etwa 35 Mio. t CO2-Äquivalente und durch Biokraftstoffe etwa 8 Mio. t CO2-Äquivalente vermieden.“35

[...]


1 Vgl. BMWi (o.J.), Abkommen von Paris.

2 Vgl. Europäische Kommission (o.J.), Pariser Übereinkommen.

3 Vgl. BMWi (o.J.), Abkommen von Paris.

4 Vgl. BMWi (o.J.), Abkommen von Paris.

5 Vgl. BMWi (o.J.), Abkommen von Paris.

6 Vgl. BMWi (o.J.), Abkommen von Paris.

7 Vgl. Europäische Kommission (o.J.), Pariser Übereinkommen.

8 Vgl. Europäische Kommission (o.J.), Pariser Übereinkommen.

9 Vgl. BMWi (o.J.), Abkommen von Paris.

10 Vgl. BMU (2017), Der Klimaschutzplan 2050-Die deutsche Klimaschutzlangfriststrategie.

11 Vgl. BMU (2017), Der Klimaschutzplan 2050-Die deutsche Klimaschutzlangfriststrategie.

12 Vgl. BMU (2017), Der Klimaschutzplan 2050-Die deutsche Klimaschutzlangfriststrategie.

13 Vgl. BMU (2017), Der Klimaschutzplan 2050-Die deutsche Klimaschutzlangfriststrategie.

14 Vgl. BMU (2017), Der Klimaschutzplan 2050-Die deutsche Klimaschutzlangfriststrategie.

15 Vgl. Die Bundesregierung (2016), Meilenstein für Modernisierung Deutschlands.

16 Vgl. Die Bundesregierung (2016), Meilenstein für Modernisierung Deutschlands.

17 Vgl. Die Bundesregierung (2016), Meilenstein für Modernisierung Deutschlands.

18 BMU (2017), Klimaschutz in Zahlen 2017.

19 Vgl. BMU (2017), Der Klimaschutzplan 2050-Die deutsche Klimaschutzlangfriststrategie.

20 Vgl. BMU (2017), Der Klimaschutzplan 2050-Die deutsche Klimaschutzlangfriststrategie.

21 Vgl. BMU (2017), Der Klimaschutzplan 2050-Die deutsche Klimaschutzlangfriststrategie.

22 Vgl. Stober/ Bucher (2012), Geothermie S. 28.

23 Vgl. Stober/ Bucher (2012), Geothermie S. 28.

24 Vgl. Stober/ Bucher (2012), Geothermie S. 28.

25 Vgl. Stober/ Bucher (2012), Geothermie S. 28.

26 Vgl. Stober/ Bucher (2012), Geothermie S. 28.

27 Vgl. Stober/ Bucher (2012), Geothermie S. 28.

28 Vgl. Stober/ Bucher (2012), Geothermie S. 28.

29 Vgl. Stober/ Bucher (2012), Geothermie S. 28.

30 AGEE-Stat am UBA (2019), Erneuerbare Energien in Deutschland-Daten zur Entwicklung im Jahr 2018 S.9.

31 UBA, unter Verwendung von Dateien der AGEE-Stat (2019), Erneuerbare Energien in Zahlen.

32 Vgl. AGEE-Stat am Umweltbundesamt (2019), Erneuerbare Energien in Deutschland-Daten zur Entwicklung im Jahr 2018 S. 16.

33 AGEE-Stat am Umweltbundesamt (2019), Erneuerbare Energien in Deutschland-Daten zur Entwicklung im Jahr 2018 S. 16.

34 Vgl. AGEE-Stat am Umweltbundesamt (2019), Erneuerbare Energien in Deutschland-Daten zur Entwicklung im Jahr 2018 S. 16.

35 AGEE-Stat am Umweltbundesamt (2019), Erneuerbare Energien in Deutschland-Daten zur Entwicklung im Jahr 2018 S. 16.

Ende der Leseprobe aus 23 Seiten

Details

Titel
Möglichkeiten zur Begrenzung des Klimawandels im Bereich der Energieerzeugung
Hochschule
Technische Fachhochschule Georg Agricola für Rohstoff, Energie und Umwelt zu Bochum
Note
3.0
Autor
Jahr
2019
Seiten
23
Katalognummer
V541618
ISBN (eBook)
9783346175526
ISBN (Buch)
9783346175533
Sprache
Deutsch
Schlagworte
begrenzung, bereich, energieerzeugung, klimawandels, möglichkeiten
Arbeit zitieren
Fuad Ayan (Autor), 2019, Möglichkeiten zur Begrenzung des Klimawandels im Bereich der Energieerzeugung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/541618

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