Energie (eBook)

Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 8
1 Eine kurze Geschichte der Energienutzung 12
Zusammenfassung 12
1.1Produktivität und Effizienz 13
1.2Der Mensch als Energiewandler 14
1.3Von der Steinzeit zur neolithischen Revolution 16
1.4Bewässerungskulturen 18
1.5Die merkantil-sklavistischen Reiche 22
1.6Exkurs: Das normannische Grönland 26
1.7Die Holzkrise des Mittelalters und die industrielle Revolution 28
1.8Energiegeschichte als Geschichte der Energiekrisen 33
1.9Die solare Revolution? 35
Literatur 37
2 Energieformen und Energiebedarf 38
Zusammenfassung 38
2.1Der Energiebegriff 38
2.2Energieformen 39
2.3Energiewandlungen 46
2.4Der globale Energiebedarf und seine Deckung 52
2.5Der deutsche Energiebedarf und seine Deckung 55
2.6Energiebereitstellung im Wandel – am Beispiel von Sachsen und Thüringen 58
Literatur 61
3 Stromerzeugung und -speicherung 63
Zusammenfassung 63
3.1Kohlekraftwerke 65
3.1.1Der Kraftwerksprozess 65
3.1.2Heizkraftwerke 70
3.1.3Rauchgasreinigung 70
3.1.4CO2-Abtrennung 72
3.2Gas-Kraftwerke 75
3.2.1Gasturbinen-Kraftwerke 75
3.2.2GuD-Kraftwerke 76
3.3Nuklearkraftwerke 77
3.3.1Radioaktivität – Strahlung – Wirkung 79
3.3.2Kernspaltung 81
3.3.3Kraftwerkstechnik 85
3.3.4Sicherheit und Risiken 87
3.3.5Radioaktive Abfälle 91
3.3.6Fusionsreaktoren 92
3.4Photovoltaik 93
3.5Solarthermische Stromerzeugung 100
3.6Geothermische Stromerzeugung 103
3.7Windenergieanlagen 105
3.8Wasserkraftwerke 109
3.9Biomasse-Kraftwerke 112
3.9.1Biomasseproduktion 113
3.9.2Biomasse als Brennstoff 113
3.10Biogas-Anlagen 117
3.11Brennstoffzellen 120
3.12Elektrische Energiespeicher 122
3.12.1Speicherwasserkraftwerke 123
3.12.2Druckluftspeicherkraftwerk 124
3.12.3Power-to-Gas 127
3.12.4Schwungmassenspeicher 131
3.12.5Elektrochemische Energiespeicher 132
Literatur 134
4 Wärmebereitstellung 137
Zusammenfassung 137
4.1Wärme und Energiequalität 138
4.2Öl- und Gasheizkessel 140
4.3Biomasse-Heizungen 142
4.4Wärmepumpen 145
4.4.1Erdgekoppelte Wärmepumpen 148
4.4.2Außenluft-Wärmepumpen 151
4.5Solarthermieanlagen 153
4.5.1Kollektortechnik 153
4.5.2Solaranlagen 159
4.6Wärmenetze 163
4.6.1Fernwärmenetze 164
4.6.2Nahwärmenetze 164
4.6.3Niedertemperatur-Wärmenetze 165
4.6.4Solare Wärmenetze 167
Literatur 169
5 Mobilität 170
Zusammenfassung 170
5.1Biokraftstoffe 172
5.2Synthetische Kraftstoffe 174
5.3Elektromobilität 176
5.4Mobilität in der Zukunft 177
Literatur 180
6 Grundprobleme der Energieversorgung 181
Zusammenfassung 181
6.1Endlichkeit der Ressourcen 181
6.2Klimawandel 186
6.3Gerechtigkeit der Verteilung 191
6.4Bausteine für eine nachhaltige Energieversorgung 193
Literatur 200
7 Energiepolitik inDeutschland 202
Zusammenfassung 202
7.1Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 206
7.2Energie-Einsparverordnung (EnEV) 209
7.3Erneuerbare-Energien-Wärme-Gesetz (EEWärmeG) 214
7.4Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWKG) 216
7.5Klimaschutzgesetz 218
7.6Atomausstieg 219
Literatur 221
8 Die Zukunft der Energieversorgung 223
Zusammenfassung 223
8.1Energiepotenziale 223
8.2Energieszenarien 226
8.3Sektorkopplung 230
8.4Leitstudie 2050 232
8.5World Energy Outlook 2018 237
Literatur 239
9 Forderungen an die künftige Energiepolitik 240
Zusammenfassung 240
9.1Bestandsaufnahme 240
9.2Welche Zielsetzungen hat die deutsche Klimapolitik? 242
9.3Welche Möglichkeiten stehen der Politik zur Verfügung? 243
9.4Gebäude und Verkehr als blinde Flecken der Energiepolitik 247
9.5Fazit 248
Literatur 249
Stichwortverzeichnis 250