Nachhaltige und effiziente Energieerzeugung
In diesem Lernbaustein übernimmst du die Rolle eines Energieberaters. Du untersuchst verschiedene Arten der Energieerzeugung in Hinblick auf Nachhaltigkeit und Effizienz und zeichnest die besten aus.
Nachhaltige Energieerzeugung
Kaum ein Begriff ist in den letzten Jahren so populär geworden wie der Begriff „Nachhaltigkeit“. In fast allen Bereichen ist der Begriff anzutreffen. Aber was bedeutet Nachhaltigkeit eigentlich?
Der Duden definiert Nachhaltigkeit so:
„Prinzip, nach dem nicht mehr verbraucht werden darf, als jeweils nachwachsen, sich regenerieren, künftig wieder bereitgestellt werden kann“
Arbeitsauftrag 1
- Entwerfe oder recherchiere eine Definition für „nachhaltige Energieerzeugung“.
- Welche der folgenden Arten Energie zu erzeugen, haben nachhaltige Quellen, aus denen die Energie gewonnen wird (Wind, Kohle, etc.)? Welche eher nicht oder gar nicht? Schätze die Nachhaltigkeit der Erzeugungsquellen anhand der Schieberegler ein.
Windkraft
Wasserkraft
Biogasanlage
Photovoltaik
Kernkraft
Kohle
- Zur Nachhaltigkeit gehört nicht nur die Quelle, aus der die Energie gewonnen wird sondern auch die
Betrachtung der
„Abfälle“, die im Energiegewinnungsprozess anfallen. Das betrifft z.B. Treibhausgase wie CO2 oder
Brennstäbe bei
Energiegewinnung aus Kernspaltung.
Überprüfe deine Einstellung der Schieberegler und passe die Nachhaltigkeit gegebenenfalls an. - Vergib abschließend ein Nachhaltigkeits-Siegel: Welche Energieerzeugung bekommt dein Siegel? Zeichne die nachhaltigen Energieerzeugungsarten aus, indem du das Siegel neben den Schiebereglern aktivierst.
Effiziente Energieerzeugung
Energieerzeugung muss nicht nur nachhaltig, sondern auch effizient sein. Die beste Energie ist die, die gar nicht erst verbraucht wird. Energiesparen muss aber nicht zwangsläufig bedeuten, dass man permanent Einschränkungen in Kauf nehmen muss. Allein der effiziente Einsatz von Energie hilft, Energie zu sparen. Damit die Energiewende erfolgreich ist, müssen Strom und Wärme noch effizienter genutzt werden. Aber was bedeutet Effizienz?
Der Duden definiert Effizienz als
„Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit“
Arbeitsauftrag 2
- Entwerfe oder recherchiere eine Definition für „effiziente Energieerzeugung“.
- Der Wirkungsgrad moderner Anlagen zur Energieerzeugung ist durch die stetige Optimierung in den letzten
Jahren stark
gestiegen. Dennoch unterscheidet sich der Wirkungsgrad von Anlage zu Anlage stark.
Unten findest du verschiedene Wirkungsgrade in Prozent. Schätze die Wirkungsgrade der Energieerzeugungsarten und ordne die Prozente entsprechend zu.
Der Wirkungsgrad
Die Effizienz einer Anlage oder eines Geräts wird in der Physik häufig durch den Wirkungsgrad beschrieben. Der Wirkungsgrad gibt an, wieviel von der zugeführten Energie in nutzbringende Energie umgewandelt wird. Er ist immer kleiner als 100 %, weil Energie niemals völlig verlustfrei umgewandelt werden kann.
Windkraft
Wasserkraft
Biogasanlage
Photovoltaik
Kernkraft
Kohle
- Betrachte die Lösung deiner Zuordnungsaufgabe: Welche der folgenden Arten, Energie zu erzeugen, ist effizient, welche eher nicht oder gar nicht? Schätze die Effizienz anhand der Schieberegler ein.
Windkraft
Wasserkraft
Biogasanlage
Photovoltaik
Kernkraft
Kohle
-
Manche Quellen für Energiegewinnung sind beinahe unendlich verfügbar, andere nicht. Das wirkt sich auch
darauf aus, wie
der Wirkungsgrad einzuschätzen ist, denn bei unendlichen Ressourcen ist der Wirkungsgrad eher
nebensächlich.
Für welche Arten der Energiegewinnung ist der Wirkungsgrad von großer Bedeutung, für welche eher nicht oder gar nicht? Überprüfe deine Einstellung der Schieberegler und passe deine Effizienzbewertung gegebenenfalls an.
Nutzung von Abwärme
Bei zahlreichen Prozessen wird ein Teil der zugeführten Energie in Wärmeenergie umgewandelt, die ungenutzt als Abwärme an die Umgebung abgeführt wird und daher verloren geht. Wenn man diese Abwärme jedoch verwendet, steigert das die Effizienz des Prozesses enorm. So kann zum Beispiel Abwärme über Fernwärmeleitungen transportiert und damit Privatwohnungen geheizt werden.
Arbeitsauftrag 3
- Was glaubst du, bei welchen Energiegewinnungsarten wird Abwärme derzeit in nennenswertem Umfang genutzt? Ordne zu.
ja
wenig bis gar nicht
- Betrachte die Lösung deiner Zuordnungsaufgabe, überprüfe deine Einstellung der Schieberegler und passe eine Einschätzung zur Effizienz gegebenenfalls an.
- Vergib abschließend ein Effizienz-Sigel: Welche Energieerzeugung bekommt dein Siegel? Zeichne die nachhaltigen Energieerzeugungsarten aus, indem du das Siegel neben den Schiebereglern aktivierst.
Verlässlichkeit
Photovoltaikanlagen brauchen Sonnenschein, Windräder brauchen Wind. Wasser hingegen fließt zu jeder Tageszeit und bei jedem Wetter. Eine konstante und verlässliche Stromerzeugung ist damit gesichert. Damit können kurzfristige Schwankungen im Strombedarf sehr gut ausgeglichen werden und garantieren ein hohes Maß an Versorgungssicherheit.
Arbeitsauftrag 4
- Fasse nun deine Ergebnisse zusammen. Welche Energieerzeugungsart bekommt dein Gesamtsiegel für Nachhaltigkeit und Effizienz? Zeichne aus.
Windkraft
Wasserkraft
Biogasanlage
Photovoltaik
Kernkraft
Kohle
