Der Weg zur Energiewende
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Fritz Dieter Erbslöh. Der Weg zur Energiewende
Inhalt
Vorwort
Zum Thema
1 Einführung: Der Begriff
2 Die Anfänge: Ressourcen
3 Club of Rome: Grenzen des Wachstums?
4 Wahrnehmung und Beginn einer Klimapolitik. 4.1 Klimakonferenzen
4.2 Weltklimarat
5 Klimadiskussion: Treibhausgase
5.1 Klimakonvention und Kyoto-Protokoll
5.2 Pariser Abkommen 2015 (COP 21)
6 Handlungsoptionen
6.1 Wege in die Zukunft
6.2 Sensitive Regionen und Sektoren
6.3 Instrumente
7 Aktionsfelder. 7.1 Energieeffizienz und Energiemanagement
7.1.1 Historische Hintergründe
7.1.2 Energiemanagement
7.1.3 Energiemanagement nach ISO
7.2 Zertifikatehandel
7.2.1 Funktionsweise
7.2.2 Der internationale Emissionshandel (nach Kyoto-Protokoll)
7.2.3 Der Emissionshandel in der EU (EU-ETS)
7.2.4 Das nationale Emissionshandelssystem (nEHS)
7.3 Staatliche Eingriffe: Grenzwerte und Verbote
7.3.1 Eingriffe im Bereich des Straßenverkehrs
7.3.2 Regelungen für die Schifffahrt
7.3.3 Eingriffe in das Gebäudewesen
7.3.4 Eingriffe in die Industrie
7.3.5 Regelungen Energiewirtschaft
7.4 Regenerative Energien: Wasser, Photovoltaik, Bioenergie, Solarthermie, Wind
7.4.1 Wasserkraft
7.4.1.1 Laufwasser
7.4.1.2 Talsperren – Speicherkraftwerke
7.4.1.3 Wasserkraft in der Bilanz
7.4.2 Photovoltaik
7.4.3 Bioenergie-Anlagen
7.4.3.1 Wald und Holz
7.4.4 Solarthermie
7.4.5 Windenergie
7.4.6 Erneuerbare Energien in der Bilanz
7.4.7 Erneuerbare Energien brauchen Speicher
7.4.7.1 Bewegungsenergie1
7.4.7.2 Potenzielle Energie
7.4.7.2.1 Pumpspeicherwerke
7.4.7.2.2 Neue Projekte
7.4.7.3 Rotationsenergie: Schwungräder
7.4.7.4 Volumenenergie
7.4.7.4.1 Druckluftspeicher
7.4.7.5 Wärme
7.4.7.5.1 Feste Körper
7.4.7.5.2 Ruthsspeicher
7.4.7.5.3 Warm- und Heißwasser
7.4.7.5.4 Andere Medien
7.4.7.6 Chemische Energie
7.4.7.6.1 Speicherung von gasförmigem Kohlenwasserstoff
7.4.7.6.2 Flüssige Kohlenwasserstoffe, Treibstoffe
7.4.7.6.3 Wasserstoff als Energiespeicher
7.4.7.6.4 Akkumulatoren, Redox-Flow
7.4.7.6.4.1 Akkumulatoren
7.4.7.6.4.2 Redox-Flow
7.4.7.7 Elektrische Energie
7.4.7.7.1 Kondensatoren und Supercaps
7.4.7.7.2 Powercaps
7.4.7.7.3 SMES
7.4.7.8 Energiespeicher in der Bilanz
7.4.8 Erneuerbare Energien brauchen Netze
7.4.8.1 Elektrische Netze
7.4.8.2 Gasnetze
7.4.8.3 Wärmenetze: Fernheizung
7.4.9 Erneuerbare Energien brauchen Förderung
7.4.10 Brauchen Erneuerbare Energien eine Regulierung?
7.5 Geothermie und Wärmepumpen
7.6 Systemlösungen
7.6.1 Kraft-Wärme-Kopplung
7.6.2 Brennstoffzellen
7.6.3 Von Power-to-Gas zu Power-to-X
7.6.3.1 Power-to-Gas
7.6.3.1.1 Power-to-Gas-to-Power
7.6.3.2 Power-to-Liquid
7.6.3.3 Power-to-Heat
7.6.3.3.1 Power-to-Heat-to-Power
7.6.4 Sektorkopplung
7.6.5 Energiemärkte
7.6.6 Intelligente Netze
7.6.7 Virtuelle Kraftwerke
7.7 Kernspaltung und Kernfusion
7.7.1 Kernkraftwerke
7.7.2 Uranvorräte
7.7.3 Kernfusion
7.8 CO2-Verwendung und -Entsorgung
7.8.1 CO2 als Rohstoff
7.8.2 CO2-Speicherung
8 Die Politik der (deutschen) Energiewende
9 Energiewende, Wirtschaft und Gesellschaft
10 Kollision der Interessen
10.1 Einfluss der (organisierten und nichtorganisierten) Öffentlichkeit
10.2 Parteien und Länder
11 Kosten der Wende und ihre Finanzierung
12 Folgen des (ungebremsten) Klimawandels
13 Das Akzeptanzproblem
14 Ausblick: Ein ergebnisoffener Prozess
15 Abkürzungen
16 Literatur und wichtige Quellen
Fußnoten. 1 Einführung: Der Begriff
2 Die Anfänge: Ressourcen
3 Club of Rome: Grenzen des Wachstums?
4.1 Klimakonferenzen
4.2 Weltklimarat
5 Klimadiskussion: Treibhausgase
5.1 Klimakonvention und Kyoto-Protokoll
5.2 Pariser Abkommen 2015 (COP 21)
6 Handlungsoptionen
6.1 Wege in die Zukunft
6.2 Sensitive Regionen und Sektoren
7.1 Energieeffizienz und Energiemanagement
7.1.1 Historische Hintergründe
7.1.1 Historische Hintergründe
7.1.2 Energiemanagement
7.1.3 Energiemanagement nach ISO
7.2 Zertifikatehandel
7.2.3 Der Emissionshandel in der EU (EU-ETS)
7.2.4 Das nationale Emissionshandelssystem (nEHS)
7.3.1 Eingriffe im Bereich des Straßenverkehrs
7.3.2 Regelungen für die Schifffahrt
7.3.3 Eingriffe in das Gebäudewesen
7.3.4 Eingriffe in die Industrie
7.3.5 Regelungen Energiewirtschaft
7.4.1.1 Laufwasser
7.4.1.2 Talsperren – Speicherkraftwerke
7.4.1.3 Wasserkraft in der Bilanz
7.4.2 Photovoltaik
7.4.3 Bioenergie-Anlagen
7.4.3.1 Wald und Holz
7.4.4 Solarthermie
7.4.5 Windenergie
7.4.5 Windenergie
7.4.6 Erneuerbare Energien in der Bilanz
7.4.7 Erneuerbare Energien brauchen Speicher
7.4.7.1 Bewegungsenergie
7.4.7.2.1 Pumpspeicherwerke
7.4.7.2.2 Neue Projekte
7.4.7.3 Rotationsenergie: Schwungräder
7.4.7.4.1 Druckluftspeicher
7.4.7.5.1 Feste Körper
7.4.7.5.2 Ruthsspeicher
7.4.7.5.4 Andere Medien
7.4.7.6.2 Flüssige Kohlenwasserstoffe, Treibstoffe
7.4.7.6.3 Wasserstoff als Energiespeicher
7.4.7.6.4.1 Akkumulatoren
7.4.7.6.4.2 Redox-Flow
7.4.7.7.1 Kondensatoren und Supercaps
7.4.7.7.2 Powercaps
7.4.7.7.3 SMES
7.4.7.8 Energiespeicher in der Bilanz
7.4.8.1 Elektrische Netze
7.4.8.2 Gasnetze
7.4.8.3 Wärmenetze: Fernheizung
7.4.9 Erneuerbare Energien brauchen Förderung
7.4.10 Brauchen Erneuerbare Energien eine Regulierung?
7.5 Geothermie und Wärmepumpen
7.5 Geothermie und Wärmepumpen
7.6.1 Kraft-Wärme-Kopplung
7.6.2 Brennstoffzellen
7.6.3.1 Power-to-Gas
7.6.3.1.1 Power-to-Gas-to-Power
7.6.3.2 Power-to-Liquid
7.6.3.3.1 Power-to-Heat-to-Power
7.6.5 Energiemärkte
7.6.6 Intelligente Netze
7.6.7 Virtuelle Kraftwerke
7.7.1 Kernkraftwerke
7.7.2 Uranvorräte
7.7.3 Kernfusion
7.8.1 CO2 als Rohstoff
7.8.2 CO2-Speicherung
8 Die Politik der (deutschen) Energiewende
9 Energiewende, Wirtschaft und Gesellschaft
10.1 Einfluss der (organisierten und nichtorganisierten) Öffentlichkeit
10.2 Parteien und Länder
11 Kosten der Wende und ihre Finanzierung
12 Folgen des (ungebremsten) Klimawandels
12 Folgen des (ungebremsten) Klimawandels
13 Das Akzeptanzproblem
14 Ausblick: Ein ergebnisoffener Prozess
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Im physikalisch-chemischen Praktikum wurde uns, die wir Chemie studierten, deutlich vor Augen geführt: Kohlendioxid (CO2) ist ein besonderes Molekül. Die Absorptionseigenschaft für infrarotes Licht ist derart ausgeprägt, dass sie für die üblicherweise robusten Messaufbauten eines Praktikums leicht detektierbar war. Wir erinnern uns an die Tour de Force durch die mathematische Behandlung der verschiedensten Rotationsschwingungsspektren und weiterer prüfungsrelevanter Tiefgänge eines klassischen naturwissenschaftlichen Studiums. Aber damals war uns – auch dank der uns so deutlich vor Augen geführten spektralen Eigenschaften – schon eines klar: bereits geringe Mengen dieses infrarotaktiven Spurengases (und auch anderer) reichen aus, um den Wärmehaushalt des Planeten zu bestimmen.
Wenige Jahre später, als Doktorand, der sich mit Kohlenhydraten und dem Einsatz von Enzymen in der Synthese von physiologisch wirksamen Glycosiden beschäftigte, kam ich in meinem Arbeitsgebiet wieder mit dem CO2 in Berührung. Nur, eben jetzt als Photosyntheseprodukt mit der Summenformel C6H12O6. Und spätestens von hier an war es sonnenklar, dass die unbegrenzte Umwandlung von in der Erde gelagerten Kohlenstoffvorräten in Verbrennungsvorgängen die feine Balance zwischen Freisetzung und Bindung des CO2 in empfindlicher Weise stören würde.
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Auch der langjährige VDI-Direktor F. GRASHOF rügte 1877 den verschwenderischen Kohlenraubbau und forderte einen schonenden Umgang mit den Energieressourcen, vor allem durch „Gleichgewichts- und Kreislauftechniken, die die auf der Welt insgesamt konstante Arbeitsmenge nur immer wieder nutzbringend umschichten“ sollten.25 Das lief auf eine Notwendigkeit des Haushaltens mit den endlichen Naturvorräten hinaus.
Die Mahnungen blieben jedoch ohne Folgen. Die Erschließung immer neuer Rohstoffvorkommen und Kraftquellen im Inland und vor allem in den Kolonien ließ die Vorräte als nahezu unendlich erscheinen, wie Veröffentlichungen von z.B. 1888 zeigen: „Hiernach würde Deutschland bei einer gleichen Gewinnung wie die gegenwärtige von rund 60 Millionen Tonnen für 1 Jahr noch für etwa 6.000 Jahre Kohle besitzen oder den gegenwärtigen Verbrauch Europas auf etwa 1.500 Jahre decken.“26
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