Energieeffizienz durch Erneuerbare Energien (eBook)

Dr. Matthias Günther ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IWES in Kassel.

Inhalt 8
Einleitung 10
1 Energie in Physik und Wirtschaft 12
1.1 Energie als physikalische Größe 12
1.2 Energie als Lebensgrundlage für Gesellschaften und als Wirtschaftsgut 14
2 Warum brauchen wir ein neuesEnergiesystem? 17
2.1 Energieverbrauch 17
2.2 Allgemeine Anforderungen an das Energiesystem 20
2.3 Motive für den Umbau des Energiesystems 22
2.4 Strategien zum Umbau des Energiesystems 30
2.4.1 Dekarbonisierung durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen 30
2.4.2 Energieeffizienz 33
2.4.3 Suffizienz 34
2.4.4 Regionalisierung 35
2.4.5 Die besondere Bedeutung der erneuerbaren Energien und der Energieeffizienz 36
3 Energieeffizienz 42
3.1 Spielarten der Energieeffizienz 42
3.1.1 Wandlungseffizienz 43
3.1.2 Nutzungseffizienz 43
3.1.3 Gesamteffizienz 44
3.2 Primärenergie 45
3.3 Endenergie 51
4 Erneuerbare Energien 53
4.1 Begriffsbestimmung 53
4.2 Erneuerbare Energiequellen 56
4.3 Erneuerbare Energiequellen und Treibhausgas-Emissionen 57
4.4 Erneuerbare Energiequellen und ihre technische Nutzung 58
4.4.1 Direkte Nutzung der Solarstrahlung 58
4.4.2 Indirekte Nutzung der Solarstrahlung 77
4.4.3 Nutzung der Erdwärme 84
4.4.4 Nutzung der Meeresenergie 86
5 Effizienzgewinne durcherneuerbare Energien 89
5.1 Effizienzgewinne durch direkte Stromerzeugung 91
5.1.1 Direkte Stromerzeugung 91
5.1.2 Effizienzgewinne durch die Elektrifizierung der Mobilitäts- und Wärmeversorgung 99
5.1.3 Fazit: Effizienzpotenziale der direkten Stromerzeugung 108
5.2 Effizienzgewinne durch Nutzung von solarer und Umweltwärme 110
5.2.1 Wärmepumpen 111
5.2.2 Solarthermische Systeme 119
5.2.3 Energetische Optimierung von Gebäuden 120
6 Effiziente Angleichung von Angebot undNachfrage im Stromsektor 123
6.1 Qualitätsunterschiede zwischen den verschiedenen erneuerbaren Energiequellen 124
6.2 Wind- und Solarenergie in der zukünftigen Stromversorgung in Deutschland 128
6.3 Lastmanagement 132
6.4 Angebotsmanagement 138
6.4.1 Netze 138
6.4.2 Regelbare Kraftwerke 142
6.4.3 Speicher 145
6.4.4 Wärmeerzeuger als Netzstabilisatoren 153
7 Energieeffizienz im regenerativ basiertenEnergiesystem 158
7.1 Energieeffizienz und hohe Anteile erneuerbarer Energien –ein Konflikt? 158
7.2 Ist Energieeffizienz langfristig wichtig? 162
8 Kosten 167
Fazit 180
Literatur 182