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Rationelle Energieverwendung – Wirkungsgrade

Folgende Artikel und Fragen (FAQ) haben wir zum Thema „Rationelle Energieverwendung – Wirkungsgrade” veröffentlicht. Wir haben die Fragen und Antworten in die Bereiche

Zudem haben wir Hintergrundmaterial hinzugefügt.

Beiträge eigener Autoren

Gebäudetechnik

Martin Dehli
Prof. Dr. M. Dehli

Wie energiesparend sind moderne Heizkessel?

Von den etwa 31 Millionen beheizten Wohnungen in Deutschland sind rund 75 % älter als 25 Jahre. In diesen Wohnungen werden 95 % der Heizwärme verbraucht. Dies verdeutlicht: Bei den Anstrengungen für eine sparsame Energieverwendung und für einen wirksamen Umweltschutz im Bereich der Haushalte steht vor allem der Gebäudebestand im Mittelpunkt. Denn ältere Gebäude weisen eine aus heutiger Sicht oft unzureichende Wärmedämmung und eine teilweise veraltete Heiztechnik auf. … mehr

Martin Dehli
Prof. Dr. M. Dehli

Lohnt sich die Installation einer Infrarot-Heizung in zeitlich begrenzt genutzten Räumen?

Räume, die nur eine begrenzte Zeit zu beheizen sind sind effizient durch z. B. auch eine Infrarot-Strahlungsheizung zu beheizen. Die Raumtemperatur fällt in Kellerräumen in der Regel nicht unter etwa 10 bis 12 °C, wenn solche Räume bei geschlossenen Fenstern genutzt werden; deshalb ist die Heizlast auch an kalten Tagen eher begrenzt und kann z. B. über kleinere Infrarot-Strahlungsgeräte gedeckt werden. … mehr

Joachim Grawe
Prof. Dr. J. Grawe

Was ist und was bringt die Wärmepumpe ?

Mit Hilfe von Wärmepumpen kann Wärme niedriger Temperatur genutzt werden, bes. zur Heizung, Warmwasserbereitung und Klimatisierung bzw. Wärmeregulierung. Die Wärme wird vor allem dem tieferen (Erdwärme) oder bodennahen Erdreich (gespeicherte Solarenergie) entzogen. Aber auch Grundwasser und Oberflächengewässer sowie Aussenluft eignen sich als Wärmequelle. Im letzteren Fall muss an kalten Wintertagen eine konventionelle Heizung oder ein elektrischer Heizstab die Wärmepumpe ergänzen oder sogar ersetzen. Mittels eines Kompressors wird die Wärme auf die benötigte Temperatur (bis 65 °C) angehoben. Elektrische Wärmepumpen sind ein ideales Heizsystem für Ein- und Zweifamilienhäuser, insbesondere in nicht mit Fernwärme oder Erdgas versorgten Gebieten. … mehr

Kraftwerke

Eike Roth
Dr. E. Roth

Warum haben Wärmekraftwerke einen relativ niedrigen Wirkungsgrad?

Wärmekraftwerke sind das Rückgrat unserer Stromversorgung. Sie wandeln Wärmeenergie zunächst in mechanische Arbeit und diese dann in Strom um. Ihr Wirkungsgrad liegt typischerweise zwischen etwa 30 und 50 %. Das heißt, dass bei ihnen nur rund die Hälfte oder noch weniger der zunächst erzeugten Wärmeenergie anschließend als Strom zur Verfügung steht, der Rest geht ungenutzt in die Umgebung. „Energieverschwender“ ist daher ein häufig gehörtes Urteil, diese Kraftwerke sollten möglichst bald durch „bessere“ Kraftwerke ersetzt werden. … mehr

Eberhard Wagner
Dipl.-Ing.
E. Wagner

Warum ist der elektrische Wirkungsgrad von Kernkraftwerken in der Regel niedriger als der von Kohlekraftwerken?

Sowohl Kernkraftwerke als auch Kohlekraftwerke sind Wärmekraftwerke. In ihnen wird zunächst Wärme erzeugt – in den Kohlekraftwerken durch Verbrennung, in den Kernkraftwerken durch Kernspaltungen. Die Wärme in Form von Wasserdampf wird dann in Turbinen in mechanische Arbeit (Energie) und danach in Generatoren in Strom umgewandelt. Der sog. elektrische Wirkungsgrad von Kraftwerken ist ein Maß für die Güte der Energieumwandlung. Er ist das Verhältnis aus der Ziel-Energiemenge, also Elektrizität, und der eingebrachten Energiemenge in Form von Brennstoff. Der Wert ist immer kleiner als Eins bzw. 100 Prozent (%). …mehr

Schilling
Prof. Dr. H.-D.
Schilling

Wie haben sich die Wirkungsgrade der Kohlekraftwerke entwickelt und was ist künftig zu erwarten?

Die Stromerzeugung aus Kohle begann Ende des 19./Anfang des 20. Jahrhunderts. Die ersten Anlagen hatten einen Wirkungsgrad von 1 Prozent, d. h. es wurden 12,3 kg Kohle zur Herstellung einer elektrischen kWh verbraucht.

Die Technik zielt in den nächsten 10 Jahren auf einen Wirkungsgrad bis zu 55 %. Dies würde einen spezifischen Kohleverbrauch von 223 g SKE je kWh bedeuten. Der Beitrag zeigt die Meilensteine der Entwicklung auf. … mehr

Eberhard Wagner
Dipl.-Ing.
E. Wagner

Abwärme: Kann man das Kühlwasser von Kraftwerken nutzen?

Als Argument gegen konventionelle Kraftwerke und Kernkraftwerke wird immer wieder ihr relativ niedriger Wirkungsgrad vorgebracht: 2/3 der Energie gingen bei ihrem Betrieb verloren, man solle sie daher besser nicht nutzen. Was stimmt davon? … mehr

Eberhard Wagner
Dipl.-Ing.
E. Wagner

Kühlwasser – warum benötigen Wärmekraftwerke das?

In lang anhaltenden Trockenzeiten wie im Sommer 2003 kann die Stromerzeugung und damit die Energieversorgung durch Wassermangel eingeschränkt sein. Das betrifft nicht nur die Wasserkraftwerke, sondern auch die thermischen Kraftwerke (Wärmekraftwerke).
In Wärmekraftwerken (Kohle-, Gas- und Kernkraftwerke, aber auch Anlagen auf der Basis von Biomasse) wird der Strom mit Hilfe von Dampf erzeugt, der im Kessel bzw. im Reaktor gewonnen wird. Für den eigentlichen Wasser-Dampf-Prozess werden nur wenige Kubikmeter (m3) Wasser benötigt. … mehr

Eike Roth
Dr. E. Roth

Was sind „No-regret-Maßnahmen“ im Klimaschutz?

Klimaschutz ist zweifelsfrei eines der am meisten diskutierten Themen unserer Zeit. Zwei Meinungen stehen sich konträr gegenüber: Die Einen meinen, er wäre die wichtigste Aufgabe, die wir Erdenbewohner in der ersten Hälfte des 21. Lahrhunderts haben. Jede Anstrengung hierfür wäre gerechtfertigt. Die Anderen bezweifeln, dass der Mensch das Klima überhaupt beeinflussen kann. Sie befürchten, dass die enormen Summen für den Klimaschutz für andere, wesentlich wichtigere Aufgaben fehlen. … mehr (siehe insbes. auch die Langfassung)

Eberhard Wagner
Dipl.-Ing.
E. Wagner

Ist das Meer eine unerschöpfliche Energiequelle?

Die Wellenbewegung von Wasser in Ozeanen, Seen und Flussläufen, die Gezeitenströmungen, Sturmfluten, Flutwellen, wie am 26. Dezember 2004 durch ein Erdbeben im Indischen Ozean mit verheerenden Folgen (Tsunami) verursacht, oder Flutwellen infolge Vulkanausbrüchen verdeutlichen die großen Energien bewegten Wassers. Es liegt deshalb nahe, Techniken zu entwickeln, um derartige Energiemengen dem Menschen nutzbar zu machen. Solche Versuche reichen lange zurück und haben in jüngerer Zeit an Bedeutung gewonnen, wie es die Ausnutzung der Gezeiten zur Stromerzeugung aufzeigt. … mehr

Weitere Hinweise finden Sie in den Antworten zu folgenden Fragen

Eike Roth
Dr. E. Roth

Welchen Beitrag können die regenerativen Energien leisten?

Einen großen, für Klimaschutzzwecke aber trotzdem zuwenig!
Regenerative Energien sind alle jene Energien, die sich von selbst erneuern, also praktisch unerschöpflich sind, solange sie nicht stärker genutzt werden, als ihrer Erneuerungsrate entspricht. In der Praxis gelten wesentlich engere Grenzen. Diese können zwar verschoben werden, jedoch nur relativ langsam. Der mögliche Beitrag hängt also nicht nur vom Bedarf und vom Preis ab, den wir für die Regenerativen zu bezahlen bereit sind, sondern auch vom Betrachtungszeitraum, für den die Frage beantwortet werden soll. … mehr

Joachim Grawe
Prof. Dr. J. Grawe

Wie ist das mit der Erdwärme?

Vor allem auf Grund von Zerfällen natürlicher radioaktiver Elemente steigt die Temperatur der Erde je 100 m Tiefe um 3 °C. In vulkanischen Gebieten werden schneller höhere Untergrund-Temperaturen erreicht (Geothermische Anomalien) Hier kann die Erdwärme genutzt werden, wenn zugleich Warmwasser-Lagerstätten vorhanden sind. Das Wasser dringt entweder in Thermalquellen oder Geysiren nach oben, oder es muss erbohrt werden.… mehr (siehe insbes. auch die Langfassung)

Gebäudetechnik

Martin Dehli
Prof. Dr. M. Dehli
 

Wie informiere ich mich über besonders sparsame Haushaltgeräte?

Bei vielen Haushalt-Großgeräten übersteigen die Betriebskosten – über die Lebensdauer gerechnet – die Anschaffungskosten. Besonders sparsame Geräte machen deshalb im Lauf der Jahre durch ihre geringeren Strom- bzw. Wasserkosten die Mehrkosten beim Kauf mehr als wett. In Deutschland geben Gerätehersteller und Energieversorgungsunternehmen, der Fachhandel, unabhängige Fachinstitute, Verbraucherberatungsstellen sowie fachlich zuständige Behörden hierzu entsprechende Informationen. … mehr

Martin Dehli
Prof. Dr. M. Dehli

Was bringt der Energieausweis für Gebäude?

Die Energieeffizienz von Gebäuden muss künftig durch einen Energieausweis (Energiepass) nachgewiesen werden. Dies betrifft nicht nur Wohngebäude, sondern auch andere Gebäudetypen; dabei werden nicht nur – wie schon bisher seit 1995 – Neubauten, sondern auch bestehende Gebäude erfasst. Die Pflicht zum Energieausweis ergibt sich aus der Umsetzung der Richtlinie „Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden“ der Europäischen Union (EU) in deutsches Recht. Der Artikel stellt u. A. zwei Versionen des Ausweises vor. …mehr

Joachim Grawe
Prof. Dr. J. Grawe

Wieviel Energie können wir einsparen?

Energiesparen ist eine – heute unbestrittene – Notwendigkeit. Im 20. Jahrhundert wurden dabei schon große Erfolge erzielt. Die Energie-Intensität der deutschen Volkswirtschaft (Energieverbrauch je 1000 $ Sozialprodukt) ist in den letzten 25 Jahren um den Rekordwert von 36 % zurückgegangen. International ist Deutschland in der Effizienz des Energieeinsatzes führend. Die Sicherung der Versorgung und der Klimaschutz erfordern aber weitere Anstrengungen sowohl bei der Bereitstellung wie bei der Nutzung von Energie. … mehr

Joachim Grawe
Prof. Dr. J. Grawe

Kann man mit Strom Energie sparen?

"Strom ist nicht gleich Energie" lautete der Titel eines berühmten Vortrags. Auf Strom entfallen nur etwa 18 Prozent des Energieverbrauchs. Größeres Gewicht haben die aus fossilen Brennstoffen (Kohle, Öl, Erdgas) gewonnene Heiz- und industrielle Prozeßwärme sowie die Treibstoffe. … mehr

Kraftwerke

Klaus Kasper
Dr. K. Kasper

Was ist von kombinierten Gas- und Dampfturbinen- Kraftwerken (GuD-Anlagen) zu erwarten?

Mitte der 1990er Jahre kamen Gasturbinen größerer Leistung mit hohen Wirkungsgraden (über 38 Prozent) und sehr hohen Abgastemperaturen, die in einer nachgeschalteten Kesselanlage zur Dampfproduktion genutzt werden können, auf den Markt. Zugleich waren seit Anfang der 1990er Jahre die Erdgaspreise kontinuierlich gefallen und hatten sich den Steinkohlepreisen stark angenähert. Schließlich waren die großen Gasturbinenhersteller aus betriebswirtschaftlichen und wettbewerblichen Gründen bereit, günstige Preise zu gewähren. … mehr

Joachim Grawe
Prof. Dr. J. Grawe

Stimmt es, dass beim Strom mehr als zwei Drittel Energieverluste entstehen?

Strom (elektrische Energie) ist eine besonders edle Energieform. Er kann nämlich praktisch verlustfrei in andere Energieformen wie etwa Kraft und Wärme umgewandelt werden. Andererseits muss Strom (wie z. B. auch Fernwärme und Wasserstoff) erst aus fossilen, nuklearen oder regenerativen Energieträgern bzw. Energiequellen erzeugt und mit Hilfe von Freileitungen oder unterirdisch verlegten Kabeln zum Ort des Anwenders übertragen ("transportiert") werden. Dabei entstehen zwangsläufig Verluste. … mehr

Hintergrundmaterial

A. VossProf. Dr.-Ing. A. Voß

Wege der Energiewirtschaft zu einer nachhaltigen Energieversorgung

Aus dem Inhalt: Bestandsaufnahme der Energieversorgung Deutschlands, CO2-Emissionen und Klimaschutz, Energiepreise, CO2-Vermeidungskosten, Nachhaltige Versorgung – Was ist das?, Stromerzeugungssysteme auf dem Prüfstand, Rohstoff- und Materialaufwand, Externe Kosten, Vollkosten, Szenarien der Entwicklung, durchschnittliche Stromkosten … zur Präsentation des Vortrags (pdf, rd. 2,5 MB) vom Mai 2011.

Studie Kraftwerke 2010 Plus

Kraftwerke 2020+ – Kraftwerksoptionen für die Zukunft

„Der Wissenschaftliche Beirat des europäischen technischen Fachverbandes für die Strom- und Wärmeerzeugung VGB PowerTech, zusammengesetzt aus 30 Professoren der Kraftwerkstechnik aus acht europäischen Ländern, hat seine Sicht der Situation der europäischen Elektrizitätsversorgung und seine Besorgnisse und Empfehlungen zur Ausgestaltung der zukünftigen Forschungserfordernisse auf diesem Gebiet in einer neuen 32-seitigen Stellungnahme Kraftwerksoptionen für die Zukunft - Kraftwerke 2020+ zusammengefasst.“
(Aus der Ankündigung des VGB; Link zu vgb.org)

COver Studie Energieszenarien

Energieszenarien für ein Energiekonzept der Bundesregierung

Studie von ewi, prognos und gws aus dem Jahr 2010 für das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie und das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. … mehr (pdf, 2,3 MB)