Nachhaltige und effiziente Energieerzeugung

In diesem Lernbaustein übernimmst du die Energieberatung. Du untersuchst verschiedene Arten der Energieerzeugung im 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“

Quelle: https://www.duden.de/rechtschreibung/Nachhaltigkeit

Arbeitsauftrag 1

1. Entwerfe oder recherchiere eine Definition für „nachhaltige Energieerzeugung“.
Musterlösung
2. 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.

3. 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.
   
   
4. 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, diese 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

1. Entwerfe oder recherchiere eine Definition für „effiziente Energieerzeugung“.
Musterlösung

Der Wirkungsgrad

Die Effizienz einer Anlage oder eines Geräts wird in der Physik häufig durch den Wirkungsgrad beschrieben. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel von der zugeführten Energie in nutzbringende Energie umgewandelt wird. Er ist immer kleiner als 100 %, weil Energie niemals völlig verlustfrei umgewandelt werden kann.

2. 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.

3. 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.

4. 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 zum Heizen von privat Haushalten genutzt werden.

Arbeitsauftrag 3

1. Was glaubst du, bei welchen Energiegewinnungsarten wird Abwärme derzeit in nennenswertem Umfang genutzt? Ordne zu.

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