(ENT1 05) – Energiequellen, Energieträger und Energievorräte

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Wir erklären dir als angehenden Techniker / Ingenieur in diesem Kurstext, wie Energiequellen aussehen sowie den Ort wo sie zu finden sind. Aber auch die Energieträger sind Thema dieses Textes. Zudem erfährst du, wie es um die Energievorräte der Erde bestellt ist.

Für ein optimales Verständnis helfen dir zahlreiche, ausführliche Videoclips und viele anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema.

Mehr zu diesem Thema und der Energietechnik findest du im Kurs: ENT1-Energieversorgung

 

Energiequellen – Grundlegendes

 

Als eine Energiequelle bezeichnet man den Ort oder den Ursprung einer Energieform innerhalb eines Energieträgers.

Energiequelle - Sonne - Lieferant von nutzbaren Lichtwellen
Energiequelle – Sonne – Lieferant von nutzbaren Lichtwellen

 

Dass sich die Menschheit in der Vergangenheit bereits viele Energiequellen zu nutze gemacht hat, dürfte dir bekannt sein. Der bekannteste Vertreter ist die im obigen Bild dargestellte kostenlose Sonne.

Da der steigende Hunger nach Energie der Menschen ungebrochen hoch ist, entwickeln Forscher weltweit immer neue Technologien um die bisher nicht nutzbaren Energiequellen zukünftig nutzbar zu machen.

 

Energiequellen – Kernfusion

Merk’s dir!

Der vermutliche spannendste Weg zur Erschließung neuer Energiequellen stellt die Kernfusion dar.

Diese Reaktion läuft seit Milliarden von Jahren in unserer Sonne ab und spendet uns unfassbar viel Energie.

Obwohl größte Anstrengungen unternommen werden, gelingt es Forschern noch immer nicht der Verschmelzung von zwei Wasserstoffatomen zu einem Heliumatom in den Griff zu bekommen.

Die freiwerdende Energie ist derart hoch, dass ein stabiles System zur Kernfusion alle Energieprobleme der Menschheit annähernd klimaneutral lösen könnte.

Die Betonung liegt hier derzeit noch auf könnte.

 

Die Art der Energiegewinnung hat in der jüngeren Vergangenheit eine große Verschiebung erlebt. Da ökologische sowie politische Ziele sich stark verschoben haben, ist die Wahl der verwendeten Energiequellen und der Energieträger heute eine andere als vor 50 Jahren.

Ein besonders beliebtes Beispiel ist die Biogasanlage. Die Landwirte können hier ihre tierischen Abfälle in bares Geld umwandeln. Denn die Biogasanlagen kommen in den letzten Jahren besonders im Bereich der Regelenergie als regenerative Energiequelle zum Einsatz.

Eine typische Biogasanlage siehst du in der der nächsten Abbildung.

Energiequellen - Biogasanlagen - Biomethan nutzbar für Regelenergie
Energiequellen – Biogasanlagen – Biomethan nutzbar für Regelenergie

 

Das Biogas wird hier durch die Vergärung vom tierischem Kot unter Beigabe von pflanzlichen Zusätzen wie Mais-Silage gewonnen. Das Biogas erzeugt anschließend durch den Einsatz von Gasturbinen elektrischen Strom.

 

Energieträger aus Energiequellen

Setzte die Erdbevölkerung in der Mitte des vergangenen Jahrhunderts noch fast ausschließlich auf die Nutzung fossiler Energieträger, so zeigt sich heute, dass eine zunehmende Abkehr hierfür zu Gunsten der erneuerbaren Energieträger stattfindet.

Die Gezeiten sind hier ein noch wenig genutztes Beispiel.

Energiequellen - Gezeiten - Nutzung von Meeresströmungen zur Energiegewinnung
Energiequellen – Gezeiten – Nutzung von Meeresströmungen zur Energiegewinnung

 

Der Techniker/ Ingenieur unterscheidet die wichtigsten Energieträger und Energiequellen hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit.

 

Der Unterschied macht’s aus

In den nachfolgenden drei Textabschnitten haben wir dir die wichtigsten Energiequellen und Energieträger aufgeführt sowie eine Unterscheidung hinsichtlich Verfügbarkeit und Aggregatzustand unternommen.

 

Unendlich verfügbare Energieträger oder auch Energieströme

Die unendlich verfügbaren Energieträger zeichnen sich dadurch aus, dass sie als Ströme vorliegen und nicht als Vorrat.

Solare Strahlungsenergie: 

  • Biomasse,

sowie

  • Laufwasser,

außerdem

  • Wind,

sowie

  • Wellen,

aber auch

  • Umweltwärme,

sowie

  • Strahlung.

 

Energiequellen - Sonnenenergie
Energiequellen – Sonnenenergie

 

Wärmeenergie des Erdkerns:  Erdboden – Geothermie

Geothermie - Anlage in Island - Erdwärme zu Stromgewinnung
Geothermie – Anlage in Island – Erdwärme zu Stromgewinnung

 

Kinetische und potentielle Energie des Planeten + Trabant:  Gezeiten – Wattenmeer – Nordsee

Wattenmeer
Wattenmeer

 

Endlich verfügbare Energieträger oder auch Energievorräte

Die endlich verfügbaren Energieträger zeichnet aus, dass sie irgendwann nicht mehr verfügbar sind oder sich nur unwirtschaftlich fördern lassen.

Kernenergie: Uran (siehe Bild), Thorium, Lithium, Deuterium

Energieträger - Uranium
Energieträger – Uranium

 

Gespeicherte Sonnenenergie: Kohle (siehe Bild), Erdöl, Erdgas.

Energiequellen - Gespeicherte Sonnenenergie - Kohle
Energiequellen – Gespeicherte Sonnenenergie – Kohle

 

Aggregatzustände von Energieträgern / Brennstoffen:

In der Energiewirtschaft nutzt man Brennstoffe in unterschiedlicher Form. Die einfachste Unterscheidungsmöglichkeit ist der Aggregatzustand.

  • Gasförmige Form: Propan, H-Gas, L-Gas, Buthan

sowie

  • Flüssige Form: Benzin, Ethanol, Diesel,

sowie

  • Feste Form: Kohle, Uran,

sowie

  • Mischform: Feste Form und flüssige Form: Biomasse in Biogasanlagen

 

Energievorräte – Vorkommen und Reichweite

Speziell bei den endlichen Energieträger zeigt sich, dass sie ganz deutlich mit dem Problem der endlichen Verfügbarkeit zu kämpfen haben.

Da Zahlen immer für einen besseren Überblick sorgen, findest du nachfolgend Angaben zu ausgewählten Energieträgern, deren Gewinnbarkeit, deren geschätzte Vorräte und deren statistische Reichweite in Jahren (Stand 2013 – BP-Statistical-Review) :

Energieträger Wirtschaftlich Gewinnbar in 10^9 t SKE (Steinkohleeinheiten) Geologische Vorräte in 10^9 t SKE Weltreiche Reichweite
Erdöl 199 1900 54
Erdgas 126 400 64
Kohle 726,5 9436 112
Uran >10000 (15.000.000 mit Hilfe der Brütertechnologie) 127000 (6×10^5 mit Hilfe der Brütertechnologie) 70 Jahre ohne Brütertechnololgie

 

Was kommt als Nächstes?

Nachdem wir dich nun ein wenig mit den unterschiedlichen Energieformen bekannt gemacht haben, ist es sinnvoll, dass wir im kommenden Kurstext die Einheiten der Energietechnik thematisieren.

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