Die Zukunft Unserer Energieversorgung: Eine Analyse Aus Mathematisch-naturwissenschaftlicher Sicht (german Edition)

Dieses Buch bietet einen fundierten berblick ber die Bedeutung und Entwicklung der Weltenergieressourcen. Es vermittelt das naturwissenschaftliche Wissen, das zum Verstndnis der Energiefrage notwendig ist. Die verfgbaren Energietrger werden unterschieden in erneuerbar und nichterneuerbar. Fr letztere wird ihre Reichweite mithilfe mathematischer Modelle berechnet, wobei die Entwicklung der Bevlkerungszahlen und des Lebensstandards bercksichtigt werden. Anhand physikalischer Gesetze wird untersucht, in welchem Umfang erneuerbare Energien den Verlust an nichterneuerbaren Energien ersetzen knnen. Gleichzeitig definieren diese Gesetze eine Grenze, welche Wachstumsprozesse auf der Erde nicht berschreiten drfen. Die Zukunft unserer Energieversorgung (TEAM PDFWriters) ......Page 1 Vorwort......Page 3 Inhaltsverzeichnis......Page 6 Einleitung......Page 9 1.1.1 Der 1. Ha upt sat z d e r Thermo dy namik......Page 11 1.1.2 De r 2. Ha u p t sa t z d er Thermo d y na mik......Page 12 2.1 Die Energie lind d ie Energieformen......Page 13 2,1.1 Die p hys ika lisch e Messgröße Energ ie......Page 14 2.1.2 Di e ökonomisc h e n Mossg r ögo n......Page 16 2.2 Die Umwa ndlung der Ener gie formen......Page 17 2.2.2 Die p ot en zielle Exe rgie f:I" "......Page 20 2.2 .5 Die chemis che Exergie f;dJ,'m......Page 21 2.3 Di e Wirkungsgra de der Energiewandlung......Page 24 2.3.1 De r Carnor'scho Kreisprozess......Page 29 2.3.2 Dc r Otto-Motor......Page 30 2.3.3 Die Damp fma sch ine......Page 32 2 .3.4 Die Bel e u chtung......Page 33 2.4 Der Nutzungs grad und der Versorgungsgrad......Page 35 2 .4.3 Die S'pcichcr-notwcndt gkci t von ernoucrbarcn Energien......Page 39 2.4.4 Der Mix a us fossile n und or no uor ba ron Ene rgicn......Page 40 2.5 Fragen zur Energieversorgung......Page 41 3 .1 Empirische Daten......Page 43 3. 1.1 Die Euorgleofflalonz......Page 49 3.2 Die ve- und we- Länder......Page 51 3 .3 Bed arfssektoren fü r Endenergie......Page 52 3. 4 Die E nergiep rognosen......Page 55 3. 4. 1 Differen ti a lgleichu nge n und elementare Fu nktio ne n......Page 56 4.1 Di e Entwicklung der Wel t bevölkerung......Page 57 4 .1.2 Das Bovöl ker ungsmodctl 2......Page 64 4.2 Die Entwicklung d es Bruttoi n land p rod u kts......Page 71 4.3 Die Entwicklung d es Primärener giebeda rfs......Page 74 4.4 Die Grenz en des Wa chstums......Page 75 4.5 De r Energiehaushalt der Erde......Page 77 4 .5 .1 Die So nne u nd di e Erde al s "schwarze Kör per"......Page 82 4 .5 .2 Ein einfaches Klimamodell......Page 84 4.6 Das F lächenangebot d er Erde......Page 87 4.7 Deut schland , em So nderfa ll?......Page 91 Die Weltenergievorräte......Page 93 5 .1 Die fossil b iogenen Energie n......Page 94 5.2 Die fossil minc ra lischen E nergie n 1: Kernsp a ltung......Page 98 5.2.1 Dlo Kerns pal ruug d u rch t hermische Neutronen......Page 101 5 .2 .2 S pal t re a ktoren: Ko nventio nelle Te chnik......Page 105 5.2 .3 S paltreak toren: Neue Te ch nik......Page 110 5 ,3 Die Entsorgung d es nuklearen Abfa lls......Page 114 5.3. 1 Die Transmutati on......Page 118 5.4 Die fossil mine ralischen Ener gien 2: Kern fusio n......Page 119 5.4. 1 Die p hy sika lis ch e n G r u ndla ge n e in e s Fuslous roa kto rs......Page 121 5.4,2 Ocr FUsions rea ktor : Ma gne t tsche r Einsch luss......Page 123 5.4.3 De r Fu sions reaktor: Trägheitso lnschluss......Page 126 5.5 Die Risiken der Kernenergie......Page 127 5 .6 Da s Ende der fossilen Energiet räger......Page 132 5 .6. 1 Die Wachst.nmsfuukt.ton......Page 136 Die erneuerbaren Energien......Page 139 6 .1 Die Solarenergie: Verfügbarkeit......Page 142 6.1. 1 Die Abso rption von Licht in Mater-Ie......Page 145 6.2 Di e Solarenergie : Biomasse und Abfälle......Page 152 6.2 .1 De r natü r lic he Ko hlenst offk reislauf......Page 159 6.2.2 Ein e infaches K r ci sla u fmo d e ll......Page 162 6.3 Die Solarenergie: Fotovoltaik......Page 163 6.3.1 Die Halbleiterd iode a ls Fotodio de......Page 167 6.4 Die Solarenergi e: Lichtkonzentra torcn......Page 169 6,4, 1 Spiegel u nd Lin se a ls Licht konzent ra tor......Page 173 6.5 Die Solarenergi e: T hermische Solarzellen......Page 176 6.6 Die Strö mungsenergie. Ver füg barkeie......Page 182 6.7 Die St römungsenergie : Wind krafta nlagen......Page 186 6.7. 1 De r W irku ngs g rad VOll W indkra rt anlage n......Page 189 6. 8 Die Strömungsenergie . Wasserkr aftwerke......Page 194 6.8. 1 Der W irku ngsgrad vo n Wasser-kr-aftwer-ken......Page 197 6.9 Di e Strömungsenergie . Wellenkraftwerke......Page 199 6 .9.1 Die E ne rg ie vo n Mooroswollon......Page 200 6.10 Die Strömungsenergie : Gezeitenkraftwerke......Page 203 6.10.1 Oie Energ ie d e r Geze it e n......Page 205 6.11 Die Ker nen ergie: Geot hermie......Page 208 Eine Zukunft ohne Energie?......Page 214 8 .1 Die Versorgung m it e r neuer ba rer Energie......Page 223 8. 2. 1 Die Sp eiche rung olokt.r ischor E ne r gi e......Page 227 8.2.2 Die S p eiche rung t hermischer E ne rgie......Page 229 8.2.3 Die Speicherung mechanisc he r Energie......Page 234 8. 2. 4 Die S p eicherung chemisc her E nergie......Page 239 8.3 Di e M öglichkei ten d er Energiespeicherung......Page 249 Der Energietransport......Page 252 9 . 1 . 1 De r Transpor t VO ll e lekt ri sche r Ene rgie......Page 253 9 .1.2 Der Transport von eherutschet- Energie......Page 258 9.1.3 De r Transp ort VOll t her mische r Energi e......Page 263 9.2 Transp or t und Spei cherung er neuerbarer Energien......Page 264 Die Möglichkeiten des Energiesparens......Page 266 10 .1 Da s Einspar p otenzial b e i d er Raumwärme......Page 269 10. 1.1 Oie Heizung mit Wärmepumpe......Page 274 10.1.2 Die He iz u ng mit \Värme sp e ich er......Page 275 10.2 Das Einspa rpot enzia l bei der Mobilität......Page 278 10. 3 Das Einsparpotenzial be i priva ten Haushalten......Page 282 10.4 Die Energieliicke zwischen Bedar f und Angebot......Page 283 SchlusswortMit......Page 285 Index ......Page 0