Übersicht Energy Wiki

abcdefghijklmnoöpqrstuvwxyz
a
  • Auxiliary Power Unit - APU -

    Eine APU wird zur Energieversorgung von Fortbewegungsmitteln (speziell Flugzeugen) eingesetzt. Ist etwa der Hauptantrieb zur translatorischen Energiebereitstellung abgestellt, kann das Hilfstriebwerk Energie für etwaige andere Leistungen (zum Beispiel Klimaanlage) herangezogen werden.
    APUs finden auch Anwendung in LKWs. Dort sollen (insbesondere bei längeren Wartezeiten) sämtliche elektrische Anwendungen von Brennstoffzellen übernommen werden. Dadurch wird weniger Kohlendioxid emittiert, wodurch APUs aus umwelttechnischer Sicht eine immer größere relevanz bekommen. Auch in PKWs werden diese schon verbaut.

    Mehr dazu kannst du hier lesen:
    https://www.all-electronics.de/wp-content/uploads/migrated/article-pdf/115841/ael07-03-038.pdf

    https://www.researchgate.net/figure/Schematic-of-the-auxiliary-power-unit-APU-and-its-application-in-series-hybrid-electric_fig1_292946193
b
  • Blackout -

    Großflächiger, etwa europaweiter Strom-, Infrastruktur- und Versorgungsausfall. Wird oftmals in den Medien auch fälschlicherweise für kleinere Versorgungsausfälle verwendet.

    Das Stromnetz trägt durch die volatile Einspeisung ein größeres Risiko und es gilt allgemein einen Blackout vorzubeugen bzw. für das Eintreten vorbereitet zu sein.

    Die jeweiligen Vorgaben zur Netzstabilität und dem Verhalten der Netzbetreiber im Störungsfall wird im ENTSO-E Network Code on Emergency and Restoration. Wichtige Ressourcen im Falle eines Blackouts sind schwarzstartfähige Kraftwerke (vor allem Wasserkraftwerke mit einer Reihenschlusserregung und weichmagnetischer Hysteresekurve), die ohne einem anliegenden Spannungssignal startfähig sind.

    Für ein Blackout ist eine Verkettung von Anlagenfehlern bzw. Bedienungsfehlern notwendig. Nachfolgend kann das Entstehen eines Blackouts betrachtet werden. [Vorlesungsunterlagen zu Energienetze II; Prof. Dr. Kienberger]

    Beherrschung von Störungen im Netzverbund

    Genauere Informationen zu den Schwarzstartfähigkeiten und dem Netzwiederaufbau im Allgemeinen sind unter folgendem Link zu finden:

    IEAN - Schwarzstart und Netzwiederaufbau (tugraz.at)

  • Brennstoffzelle -

    Dient zur direkten Umwandlung von chemischer in elektrische Energie, bei dem ein kontinuielicher Zufluss der chemischen Energieträger notwendig ist. Chemische Energieträger können Wasserstoff, Methanol, Ethanol, Erdgas oder andere Kohlenwasserstoffe sein. Reaktionsbedingt entstehen Wasser sowie Kohlenstoffdioxid, sofern Kohlenwasserstoffe als Energieträger verwendet wurden.

    Meist erfolgt eine Unterteilung der Brennstofftypen nach der vorherrschenden Betriebstemperatur. Niedertemperaturbrennstoffzellen arbeiten bei Temperaturen bis 250°C. Hochtemperaturbrennstoffzellen werden meist bei 600°C-1000°C betrieben, da dort die Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten höher ist.

    Es handelt sich allgemein um eine galvanische Zelle, welche die Energie aus dem Elektronenfluss der räumlich getrennten Redox-Reaktionen nutzbar macht. Nachfolgend kann ein schematischer Aufbau einer Hochtemperaturbrennstoffzelle betrachtet werden. [Übungsunterlagen Übungen zu elektrochemischer Energiespeicherung und -umwandlung; Dr. Dipl.-Ing. Egger]

    Wasserstoffbetriebene Hochtemperaturbrennstoffzelle
  • Brückentechnologie -

    Brückentechnologien stellen meistens eine Übergangslösung dar und sind nicht die gewünschte Lösung für das bestehende Problem. Als Beispiel wird in der Energiewirtschaft Atomkraft oder Carbon Capture and Storage diskutiert.

    Mehr dazu liest du hier:
    https://www.tagesschau.de/ausland/europa/eu-kommission-taxonomie-103.html

    www.picturedesk.com/Hans Blossey
c
  • CO2 Äquivalent -

    Das CO2 Äquivalent stellt eine Maßeinheit dar, welche die Klimawirkung von unterschiedlichen Treibhausgasen oder Brennstoffen beschreibt. Man vergleicht die jeweilige Wirkung mit der von Kohlenstoffdioxid über einen Zeitraum von meist 100 Jahren. Angegeben wird sie meist in Gramm.
    Methan hat als Beispiel 28 g für 100 Jahre, was bedeutet, dass es in diesem Zeitraum 28 Mal so stark zum Treibhauseffekt beigetragen hat als CO2.

    Andere Beispiele für Brennstoffe können in nachfolgender Abbildung betrachtet werden. Quelle: Fachlexikon Mechatronik / CO2-Äquivalent (fachlexika.de)

    CO2-Äquivalente
  • CO2 und NOx Emissionen -

    CO2 und NOx zählen zu den häufigsten Treibhausgasen. Sie entstehen zum Großteil bei Verbrennungsprozessen, vor allem in Industrie und Verkehr. Im Jahr 2020 betrug der Ausstoß von den Treibhausgasen (inklusive Methan und fluorierte Gase) in Österreich 46,5 Mio Tonnen CO2 Äquivalent.

    Statistiken dazu findest du beim umweltbundesamt:
    https://www.umweltbundesamt.at/klima/treibhausgase

    https://www.umweltbundesamt.at/klima/treibhausgase
  • Cracken -

    Erdöl besteht aus langkettigen Kohlenwasserstoffen. Es herrscht jedoch die Nachfrage nach kurzkettigen Kohlenwasserstoffen, etwa Benzin, Diesel oder Heizöl. Das Verfahren um aus langkettigen kurzkettige Kohlenwasserstoffe herzustellen wird Cracken genannt.
    Es gibt dabei zwei Varianten: thermisches und katalytisches Cracken.

    Beim thermischen Cracken (auch Rohöldestillation genannt) werden die Kohlenwasserstofffraktionen stark erhitzt. Die Temperaturen liegen dabei zwischen etwa 450 °C und 600 °C. Durch die hohe Temperatur fangen die langen Kohlenwasserstoffmoleküle zu schwingen an, sodass sie schließlich in kürzere Ketten zerfallen.

    Beim katalytischen Cracken wird unter Einsatz von Katalysatoren (meist Aluminiumoxide, Aluminiumsilicate oder Zeolithe) die Spaltung der langen Kohlenwasserstoffmoleküle bewirkt.

    Nachfolgend kann ein schematischer Anlagenaufbau des thermischen Crackings betrachtet werden. [Quelle: https://www.hydrocarbons-technology.com/projects/karbala-oil-refinery/karbala-oil-refinery2 ]

    Thermisches Cracking
d
  • Dekarbonisierung -

    Fossile Energieträger bestehen zu einem großen Anteil an Kohlenstoff, welcher bei der thermischen Verwertung u.a. CO2 als Emission produziert. Daher ist im Sinne des Klimaschutzes eine Verringerung des Einsatzes solcher Energieträger als Ziel zu sehen, das beschreibt Dekarbonisierung. Für das Pariser Klimaziel von einer Temperaturerhöhung von 2°C gegenüber vorindustrieller Zeit ist ein Ausstoß von ca. 900 Milliarden Tonnen CO2 festgelegt. Aktuell beträgt weltweit der jährliche Ausstoß ca. 35 Milliarden Tonnen. Bleibt diese Zahl konstant, müsste sie in ungefähr 26 Jahren Null betragen.

    Mehr dazu liest du hier:
    https://www.energie-lexikon.info/dekarbonisierung.html (Quelle)
    https://www.oesterreich.gv.at/themen/bauen_wohnen_und_umwelt/klimaschutz/1/Seite.1000325.html
    https://www.eha.net/blog/details/dekarbonisierung-entkarbonisierung.html

    https://static1.squarespace.com/static/5b978be0697a98a663136c47/t/5bddc2844d7a9c172254d5d1/1541259917263/Wrmezukunft%2B2050.pdf
  • Demand Side Management -

    Das Demand Side Management (= Lastmanagement) bietet eine Möglichkeit zur gezielten Steuerung der Stromnachfrage (vor allem in der Industrie) durch das gezielte Ab- und Zuschalten von Lasten.

    Allgemein ist es zu jedem Zeitpunkt erforderlich, dass die Erzeugung gleich groß wie der Verbrauch ist. Daher ist es nötig in das Stromnetz die benötigte Energie samt Netzverluste zu speisen. Also sind entweder die Erzeugung in den Kraftwerken, welche Energie produzieren, oder die Nachfrage der Last zu regeln. Aus ökonomischer Sicht ist zweiteres sinnvoller. D.h., dass man Energielieferungen nicht zur Zeit von Spitzenlasten vollzieht, sondern dann die Energielieferung vollzieht, wenn die Nachfrage kleiner ist. Es gibt zahlreiche Ansätze, den Verbrauch anzupassen. Dies ist in nachfolgender Abbildung ersichtlich. [Quelle: https://www.researchgate.net/figure/Various-demand-side-management-goals_fig1_343807239]

    Demand Side Management



  • Dezentralisierte Energieerzeugung -

    Ein Aspekt der Dezentralisierung ist, dass die Energie in kleineren Kraftwerken oder Anlagen produziert wird, im Gegensatz zur zentralen Erzeugung, wo die Produktion in Großkraftwerken stattfindet. Außerdem sind diese kleinen Anlagen über ein größeres Gebiet verteilt. Dafür eignen sich zum Beispiel Windkraftanlagen, Photovoltaik oder Biogas-Kraftwerke.
    Die Energie kann näher am Verbraucher erzeugt werden, was Übertragungsverluste reduziert. Ebenso kann der Verbraucher selbst einen Anteil an der Energieerzeugung übernehmen.
    Nachteil der dezentralen Energieerzeugung ist einerseits, dass ein großer Teil dieser Systeme dargebotsabhängig (also zum Beispiel abhängig von Sonnenschein oder Wind) sind. Andererseits, dass dezentrale Leistungseinspeisungen in das Stromnetz dieses stark belasten können, wenn keine zusätzlichen Investitionen zum Ausbau getätigt werden.

    Mehr dazu liest du hier:
    https://www.ib-welsch.de/Analyse_dezentrale_Energietechnologie.pdf

    https://www.ib-welsch.de/Analyse_dezentrale_Energietechnologie.pdf
  • Direkte Luftschadstoffemissionen -

    Direkte Emissionen sind das Pendant zu indirekten. Sie unterscheiden sich voneinander in der Entstehung. Direkte Emissionen fallen zum Beispiel bei der Verbrennung von Kohle oder Gas an, also u.a. beim Heizen mit Holz oder bei Fahren mit Verbrennungsmotoren.
    Hingegen werden indirekte Emissionen zwar auch dem etwaigen Produkt zugeschrieben, diese fallen aber schon beim Herstellungsprozess, meist auch anderorts, an.

    Unter dem folgenden Link ist eine genauere Auflistung der Luftschadstoffemissionen mit aktuellen Messwerten ersichtlich.

    Luftschadstoffen in Österreich (bmk.gv.at)

  • Disperse Siedlungsstruktur -

    Man spricht von disperser Siedlungsstruktur als Gegenstück zur städtischen. Sie ist also in ländlichen Räumen zu finden. Die Siedlungen sind viel zerstreuter und so sind die Wege, welche im Alltag zurückgelegt werden müssen, auch weiter. Das macht eine etwaige Infrastrukturplanung zu einer größeren Herausforderung, speziell für den öffentlichen Verkehr wie auch den Verkehr im Allgemeinen. Dieser wird nämlich in dispersen Siedlungsstrukturen anteilsmäßig häufiger mit dem PKW als mit dem öffentlichen Verkehr oder zu Fuß bestritten. Die geringere Siedlungsdichte, das Indiz für eine disperse Siedlungsstruktur, korreliert auch mit einer höheren Anzahl an PKWs pro Haushalt. Dies wird in nachstehender Abbildung verdeutlicht. [Quelle: VCÖ-Forschungsinstitut 2011a, S. 15]

    Disperse Siedlungsstruktur
e
  • Eco Design -

    Eine Erweiterung des herkömmlichen Begriffs von Design beschreibt das Eco Design. Im Grunde wird es um den Aspekt erweitert, dass der Mensch die Umwelt mitberücksichtigt. Es gilt möglichst im gesamten Lebenszyklus des Produkts auch ökologisch Aspekte miteinzubeziehen. Sowohl Ressourcen und Energie sollen geschont und Schadstoffausstoß sowie Abfall minimiert werden. Es wird vermehrt in Produktnormen verankert.

    Mehr dazu liest du hier:
    https://www.nachhaltigkeit.info/artikel/ecodesign_1758.htm

    https://resilienz-aachen.de/ecodesign-thesen-um-ein-nachhaltiges-design-zu-entwickeln/
  • Elektrische Energie -

    Es handelt sich um Energie, die mittels Elektrizität übertragen oder auch gespeichert wird. Sie ist auch als Strom oder Elektrizität bekannt. Ein großer Vorteil der elektrischen Energie ist die verlustarme Möglichkeit der Übertragung.

    Die klimafreundliche Erzeugung und Speicherung stellt einen der wichtigsten Bereiche dar. Außerdem ist dies ein essenzieller Bestandteil der Lösung von anderen Themen, wie etwa die Dekarbonisierung des (Personen-)Verkehrs.

  • Elektrizitätsbinnenmarkt -

    Dabei handelt es sich um einen europaweiten Energiemarkt, welcher seit 1999 schrittweise geschaffen wird. Er gilt als liberal, diskriminierungsfrei, transparent und eine weitere Voraussetzung ist das Entgelt für die Netznutzung. Somit ist also Stromhandel in ganz Europa möglich. Dieser wird auf Europaebene geregelt in Form von Gebotszonen für Stromhändler. 2019 wurde eine neue EU-Recht Verordnung zu dem Thema veröffentlicht. Dazu ist die Abstimmung der nationalen Netze etwa in Bezug auf Frequenz aufeinander nötig (50 Hz).

    Mehr dazu liest du hier:
    https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2019/943/oj?locale=de

  • Elektrolyse -

    Es handelt sich um einen elektrochemischen Prozess, bei dem eine chemische Reaktion mithilfe elektrischer Energie stattfindet. Häufig werden industrielle Erzeugnisse wie Wasserstoff oder Aluminium hergestellt, auch die Reinigung von Metallen kann durch Elektrolyse passieren. Die Umwandlung der elektrischen in chemische Energie findet statt. Ein typischer Elektrolyseur besteht aus zwei Elektroden (Anode und Kathode) und einem Elektrolyten (leitende Flüssigkeit). An den Elektroden wird eine elektrische Spannung angelegt.

    Im Zuge des Ausbaues der erneuerbaren Energien ist eine Verwendung/Verwertung des anfallenden Stromes nicht zu jedem Zeitpunkt gegeben. Es gibt daher Bestrebungen, den erzeugten Strom aus erneuerbaren Ressourcen für eine Elektrolyse und eventuell nachgeschalteter Methanisierung zu verwenden (Power to X Verfahren). Dabei wird Wasserstoff bzw. Methan erzeugt, welches als Brennstoff bzw. Kraftstoff eingesetzt werden kann. Nachstehende Abbildung verdeutlicht die Prozessschritte. [Quelle: https://www.ilea.uni-stuttgart.de/forschung/speichersysteme/NElo/ ]

    Power to X
  • Energieautarkie -

    Dezentrale Energiebereitstellung nahe am Verbraucher, um eine möglichst große Unabhängigkeit gegenüber dem Netz zu schaffen.

    Die Energieautarkie ist momentan intensiver Teil von Studien und Projekten, hierzu zwei Beiträge:
    https://nachhaltigwirtschaften.at/de/edz/projekte/modelle-zur-erreichung-der-energieautarkie-im-bezirk-guessing.php
    https://www.stadtmarketing.eu/energieautarkie/

    https://www.tuwien.at/fileadmin/Assets/tu-wien/Presseaussendungen/2020/20200220_Abschlussbericht_Studie_Modellregion_TU_Wien.pdf
  • Energiedichte -

    Man unterscheidet:

    • Volumetrische Energiedichte: gespeicherte Energiemenge pro Volumen [J/m3]
    • Gravimetrische Energiedichte: gespeicherte Energiemenge pro Gewicht [J/kg]

    Für E-Autos ist eine hohe gravimetrische Energiedichte für eine hohe Reichweite bei geringem Gewicht der Batterie wünschenswert.

    Nachstehende Abbildung vergleicht die volumetrischen Energiedichten zahlreicher Kraftstoffe bzw. Batterietypen. [Quelle: https://th.bing.com/th/id/R.7da69c84255ef82cf9c95fa5ce6df5c5?rik=7RcCH%2b2e5drjew&riu=http%3a%2f%2fwww.laborundmore.com%2fthumb%2f7f47bf20%2fBildschirmfoto-2015-06-10-um-16.10.06.jpg&ehk=1NX5UT1gTyjCc%2fHrHl7rJV6JHR7v0T8fMV1ZekkyJvM%3d&risl=&pid=ImgRaw&r=0 ]

    Volumetrische Energiedichte
  • Energiegemeinschaft -

    Zusammenschluss von Privatpersonen, KMUs oder Gemeinden, um auf lokaler Ebene Energie gemeinsam zu erzeugen und zu verteilen/verbrauchen. Zahlreiche Vorteile ergeben sich daraus: Reduzierte Energiepreise bei Erhöhung des Nutzungsgrades (entspricht kürzerer Amortisationszeit) von privaten erneuerbaren Energiequellen wie PV, Wind oder Wasserkraft.

    Mehr dazu liest du hier:
    https://www.sn.at/wirtschaft/oesterreich/energie-gemeinsam-nutzen-klappt-das-115858591
    https://www.energie-selbstversorger.at/in-drei-schritten-zur-erneuerbaren-energiegemeinschaft/

    https://www.energie-selbstversorger.at/in-drei-schritten-zur-erneuerbaren-energiegemeinschaft/
  • Energienetzbetreiber -

    Netzbetreiber sind verantwortlich für den Aufbau, Ausbau und Erhalt/Wartung der Energienetze (Gas oder Strom) für ein definiertes Gebiet. Netzbetreiber erhalten ein Entgelt vom Energieproduzenten/Energiebezieher für die Benützung der Infrastruktur des Netzes.

    In Österreich gibt es aktuell 122 Strom-Verteilernetzbetreiber und 21 Gas-Verteilernetzbetreiber die in ihrem jeweiligen Netzgebiet für die Verteilung der elektrischen Energie bzw. von Gas verantwortlich sind.

    Untenstehende Abbildung stellt das Hoch- und Höchstspannungsnetz in Österreich dar. [Quelle: Verbund_Netz_2011.jpg (2760×1640) (academic.ru)]

    Hoch- und Höchstspannungsnetz in Österreich

    Weiterführende Information sind unter nachfolgendem Link zu finden:

    Netz und Netzbetreiber in Österreich - www.e-control.at

  • Energienetze und -verbunde -
    • Energienetze: Netzwerk für die Verteilung bzw. Übertragung elektrischer Energie. Darunter fallen einerseits die Leitungen, als auch Schalt- und Umspannwerke.
    • Energieverbund: Auch bekannt als Verbundsystem oder Verbundnetz; Zusammenschluss von mehreren Übertragungsnetzwerken, um bessere Netzstabilität zu gewährleisten.(Sowohl für Strom, als auch Gas bzw. Fernwärme) Erfordert aber Synchronisation bzw. Frequenzregelung der Netze im Falle von elektrischer Energieverbunde.
  • Energieumwandlung -

    Vorgang der Änderung der Energieform. Der Erhaltungssatz beschreibt, dass bei diesen Vorgängen keine Energie verloren geht. Meistens wird ein Anteil der (nutzbaren) Energie in schlechter nutzbare Formen umgewandelt (Umwandlungsverluste wie zb. entstehende Wärme durch Reibung). So lässt sich Energie untergliedern in Exergie und Anergie. Der Anergie-Anteil steigt dabei (Jener Anteil der Energie, der nicht mehr in andere Energieformen umgewandelt werden kann)

    Veranschaulichung Energieumwandlung inklusive einer Betrachtung der Exergie
  • Engpassmanagement -

    Beinhaltet sämtliche Maßnahmen eines Netzbetreibers, um Überlastungen des Netzes durch Engpässe bei der Versorgung zu vermeiden oder zu beheben. Die Maßnahmen selbst können sehr vielfältig sein (zb. Redispatch oder Demand Side Management)

  • Erneuerbare Brennstoffe -

    Unter erneuerbaren Brennstoffen werden eben jene Brennstoffe zusammengefasst, die sich regenerieren bzw. nachwachsen können. Beispiele hierfür sind: Biogas aus Biomasse (Holz, aber auch biologische Abfälle wie Speisereste oder landwirtschaftliche Abfälle) oder Biodiesel aus Rapsöl.

  • Erneuerbare Energie -

    Unter erneuerbarer Energie werden Energiequellen verstanden, die sich nicht verbrauchen, also nicht zur Neige gehen. Darunter fallen sich regenerierende bzw nachwachsende Energieträger (Geothermie, Wasserkraft, Windkraft, Sonnenenergie für Photovoltaik oder Solarthermie, aber auch Biomasse).

  • Ersatzbrennstoffe -

    Auch bekannt als Sekundärbrennstoffe. Grundsätzlich versteht man darunter einen Brennstoff aus Abfällen, der andere Brennstoffe (teilweise) ersetzen kann. Nicht nur die thermische Verwertung, sondern manchmal auch schlichtweg die Beseitigung von Abfällen sind die beiden größten Nutzen. Beispiele hierfür sind Holzabfälle, Altspeiseöle, Klärschlamm,..

    Oftmals wird auch in der Zementindustrie das „Co-Processing“ (=Mitverwertung) mittels Ersatzbrennstoffe durchgeführt. Hierbei können signifikante CO2, SO2 und NOX Emissionsreduktionen herbeigeführt werden.

    Es sei darauf hingewiesen, dass nicht alle Feuerungsanlagen für Ersatzbrennstoffe geeignet sind. Weiters ist die damit einhergehende Umweltbelastung (zb bei der Verbrennung von Hausmüll oder Gewerbemüll) unbedingt zu beachten.

    ABAG-itm; überarbeitet durch Umweltinstitut Leipzig e.V., 2018
  • EU-Klima- und Energieziele -
    • EU-Klima Ziele: Unterschiedliche, mittel- und langfristige Zielsetzungen zur Reduktion der klimaschädlichen Emissionen. Darunter zählen aber nicht nur CO und CO2, sondern auch CH4, H-FKW, SF6 oder FKWs.
      • Key targets for 2030:
        • At least 40% cuts in greenhouse gas emissions (from 1990 levels)
        • At least 32% share for renewable energy
        • At least 32.5% improvement in energy efficiency
    • EU-Energieziele: Betreffend der Energieherstellung und -effizienz gesetzte Ziele im mittel- bis langfristigen Zeitbereich
      • Erhöhung des Gesamtanteils erneuerbarer Energie auf 27%
      • Steigerung der Energieeffizienz um 27% im Vergleich zu einer normalen Entwicklung, ohne Optimierung der Effizienz
f
  • Fernkälte -

    Neben der benötigten Fernwärme zum Heizen wird auch immer mehr Kühlleistung benötigt (u.A. für technische Anwendungen). Daher gibt es diesbezüglich auch immer mehr Leitungssysteme, die ein kaltes Fluid (oftmals Wasser) über eine längere Distanz transportieren. Dabei liegt die Rücklauftemperatur höher als die Vorlauftemperatur (zB.:10°C oder auch weniger).

    Herstellung entweder durch größere Kompressionskältemaschinen, oder aber durch Absorptionskältemaschinen.

    Mehr dazu liest du hier: https://commulity.unileoben.ac.at/detail/fernkaelte-was-ist-das

  • Fernwärme -

    Bereitstellung von Wärme (meist heißes Wasser) über einen entfernten Wärmeerzeuger, wie zum Beispiel einem Kraftwerk, das über Kraft-Wärme-Kopplung mit einem Fernwärmenetz verbunden ist. Über isolierte Rohrleitungssysteme wird Wärme dem Verbraucher zur Verfügung gestellt, wodurch oftmals eigene Anlagen zur Wärmeerzeugung überflüssig werden.

    Veranschaulichung der Fernwärme
  • Fischer Tropsch Kraftstoff -

    Flüssige Kohlenwasserstoffe, die aus Synthesegas (CO/H2) hergestellt werden. Grundlage dafür ist das von Franz Fischer und Hans Tropsch erfundene Verfahren der Fischer-Tropsch-Synthese. Dabei handelt es sich um eine Aufbaureaktion von CO/H2 Gemischen an Eisen- oder Cobalt-Katalysatoren zu Paraffinen, Alkenen und Alkoholen. Findet bei hohem Druck (20-40 bar) und bei Temperaturen von 200-350°C statt. Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Benzin und Ölen verwendet, wobei aber fast die doppelte Menge an Treibhausgasen bei der Herstellung frei wird wie bei normalem Benzin.

    Chemische Reaktion nach Fischer Tropsch
  • Fluktuierendes Stromangebot -

    Der Begriff fluktuierendes Stromangebot beschreibt die Veränderung des Stromangebotes durch natürliche Faktoren, die sich auf die Stromerzeugung auswirken. Diese Faktoren umfassen beispielsweise den Tag-Nacht-Zyklus, unterschiedliche Windverhältnisse, Regenfälle, sowie die Gezeiten.

    Daher spielen erneuerbare Energiequellen eine Rolle im immer stärker fluktuierenden Angebot an Strom. So fallen zum Beispiel bei sogenannten "Dunkelflauten" (Windstille bei Nacht) sämtliche Einspeiseleistungen von Photovoltaik und Windkraft weg. In Zukunft wird die Bereitstellung von Energie in diesen Stunden ein elementaren Teil der Versorgungssicherheit darstellen und einiges an Know-How erfordern.

  • Fossiler Wasserstoff -

    Der Begriff „fossiler Wasserstoff“, oder auch „schwarzer Wasserstoff“, bezeichnet Wasserstoff welcher aus fossilen Energieträgern wie Erdgas und Kohle durch die Dampfreformierung gewonnen wird. Die Herstellung ist nicht klimaneutral und wirkt sich negativ auf die CO2-Bilanz aus. Momentan wird nur etwa 1% des weltweit hergestellten Wasserstoffes "grün" produziert.
    Im Bild dargestellt sind weitere Begrifflichkeiten, wie Wasserstoff "farblich" getrennt wird.

    CC-BY-NC 4.0 LobbyControl
g
  • Gasnetz -

    In Österreich ist die E-Control für ein Verteilernetz von etwa 44.000 km und ein Fernleitungsnetz von etwa 2.000 km zuständig.
    Als Fernleitung wird eine Anlage unter Hochdruck bezeichnet, welche zum grenzüberschreitenden Transport zu anderen Fernleitungen oder zu den Verteilerleitungen bestimmt ist.
    Die Verteilerleitungen sind in Ebenen eingeteilt:

    • Ebene 1: Hochdrucknetz, Erdgasspeicheranbindung, überregionaler Gasfluss
    • Ebene 2 und 3: Niedrigdruckleitungen, Versorgung der Endkunden Die Koordinierung der Netzsteuerung übernimmt die AGGM (Austrian Gas Grid Management AG).
    AGGM Netzkarte
  • Gegen- und Mitspannung -

    Beim Vorhandensein einer Spannungsquelle in einem Gleichstromkreis, z.B. bei einer Gleichstrommaschine, unterscheidet man 2 Fälle: Ist die Spannung der Gleichspannung entgegen gerichtet spricht man von einer Gegenspannung, ist sie das nicht, spricht man von einer Mitspannung.

  • Großindustrie -

    Als Großindustrie bezeichnet man jene industriellen Unternehmen, die eine hohe Betriebsgröße sowie spezialisierte oder optimierte Anlagen aufweisen können und somit in der Lage sind kostengünstiger zu produzieren als kleine und mittlere Unternehmen.

  • Großwasserkraft -

    Großwasserkraft beschreibt Wasserkraftwerke, die eine bestimmte Leistungskapazität überschreiten. Dieser Schwellwert wird willkürlich von einzelnen Staaten festgelegt. So gelten Kraftwerke in Deutschland ab 1MW, in Europa ab 10 MW und in China ab 30 MW als Großwasserkraft.

    Hier die Drei-Schluchten-Talsperre in China, mit einer installierten Generatorleistung von 22,5 GW. Bild: AP
h
  • Hybridantrieb -

    Fahrzeuge mit Hybridantrieb zeichnen sich dadurch aus, dass sie sowohl über einen Verbrennungsmotor als auch über einen Elektromotor verfügen. Je nach Modell des Fahrzeugs variiert die Nutzung der Motoren in verschiedenen Fahrszenarien. So soll Energie möglichst effizient genutzt werden.

    Der Hybridantrieb kann eine wichtige Rolle als Brückentechnologie auf dem Weg zum emissionsfreien Verkehr spielen. Beziehungsweise könnten sich Hybridantriebe in Gegenden mit schlecht ausgebauter Strom-/Wasserstoffinfrastruktur auch längerfristig durchsetzen.

    Mehr dazu liest du hier: https://www.shellenergy.de/energy-hub/hybridautos-mehr-als-eine-uebergangsloesung

    Die drei prinzipiellen Formen des Hybridantriebes. Quelle: Hofmann, Hybridfahrzeuge, 2010, S.13.
i
  • Intra-Day-Handel -

    Der Intraday-Handel bezeichnet den kontinuierlichen Kauf und Verkauf von Strom, der noch am gleichen Tag geliefert wird. Man spricht daher auch von kurzfristigem Stromgroßhandel, insbesondere im Gegensatz zum Stromhandel mit längeren Vorlaufzeiten am Terminmarkt.

    Der Intraday-Handel wird dabei nochmals in 2 Kategorien unterteilt, der Intraday Auktion und dem Intraday Fließhandel. Prinzipiell unterscheiden sich diese nur in der Dauer hin zum Zeitpunkt des physikalischen Stromflusses. Dabei funktionieren die Auktionen bis etwa 15 Minuten vor Lieferung, der Fließhandel wird bis etwa 5 Minuten davor genutzt.

    Handelsfristen an Strommärkten
    https://www.next-kraftwerke.de/wissen/energieboerse-eex
l
  • Liberalisierung der Strommärkte -

    Als Liberalisierung des Strommarktes wird der Vorgang bezeichnet, wenn freier Wettbewerb im Zuge der Stromerzeugung und des Stromhandels geschaffen wird. Somit wird der Markt für eine Vielzahl an unterschiedlichen Anbietern geöffnet. Bestehende Monopolstellungen im Transport und in der Verteilung von Strom und Gas werden dabei abgeschafft. Liberalisierung fördert also eine höhere Anzahl an Energieanbietern, was wiederum dazu führen soll, dass die Marktakteure ihre Geschäftsmodelle überdenken bzw. optimieren, um sich im Wettbewerb behaupten zu können.

m
  • Monte Carlo Simulation -

    Die grundlegende Idee der Monte-Carlo-Methode ist es, für zufällig gewählte Parameter über die entsprechenden Zusammenhänge (Ursache-Wirkungsgeflecht) die zugehörigen Ergebnis- oder Zielgrößen zu ermitteln. Das zur Ermittlung der Zielgrößen verwendete Modell ist in der Regel deterministischer Natur, das heißt, mit dem Festlegen der Parameter sind die Zielgrößen eindeutig bestimmt. Allerdings sind die Zielgrößen durch den Zufallscharakter der Parameter im Prinzip wiederum zufällige Größen. Jedoch kann im Allgemeinen davon ausgegangen werden, dass eine hinreichend große Anzahl so ermittelter Zielgrößen einen guten Näherungswert für die tatsächlichen Werte dieser Zielgrößen darstellt. Die Monte-Carlo-Methode ist damit ein Stichprobenverfahren.

n
  • Norm-/Betriebskubikmeter -

    Der Normkubikmeter ist eine Maßeinheit, die zur Angabe von Gasmengen verwendet wird. Was ein Normkubikmeter ist, definiert die Norm DIN 1343. Demnach ist ein Normkubikmeter die Menge eines Gases, die bei Standarddruck und -temperatur in dem Volumen eines Kubikmeters (m³) enthalten ist. Als physikalischer Normzustand gelten ein Standarddruck von 1,01325 bar und eine Standardtemperatur von 0 °C beziehungsweise 273,15 Kelvin (K).

    Dagegen wird die unter Betriebsbedingungen tatsächlich vorliegende Gasmenge in der Einheit Betriebskubikmeter angegeben. Im Vergleich zum Normzustand ändern sich unter Betriebsbedingungen entscheidende Parameter, wie zum Beispiel die Dichte und die dynamische Viskosität.

  • NOVA-Prinzip -

    Die Abkürzung NOVA steht für Netz-Optimierung vor Verstärkung vor Ausbau. Das bedeutet, dass zunächst versucht wird, den aktuellen Netzbetrieb zu optimieren, zum Beispiel durch höhere Belastung bei kühleren Außentemperaturen. Danach geht man daran, die vorhandenen Leitungen zu verstärken. Nur, wenn beides nicht ausreicht, wird das Netz mit neuen Leitungen ausgebaut.

ö
  • Öko- und Energiebilanz -

    Die Ökobilanz ist ein Verfahren, um umweltrelevante Vorgänge zu erfassen und zu bewerten. Ursprünglich vor allem zur Bewertung von Produkten entwickelt, wird sie heute auch bei Verfahren, Dienstleistungen und Verhaltensweisen angewendet.

    Äquivalent dazu die Energiebilanz.

p
  • Plug-In-Hybrid -

    Ein Hybridantrieb erlaubt den Antrieb eines Fahrzeugs – beispielsweise eines Autos oder eines Stadtbusses – mit unterschiedlichen Energieträgern. (Genauer werden oft zwei Arten von Energiewandlern und zwei Arten von Energiespeichern im Fahrzeug gefordert.) In der Regel handelt es sich um Systeme mit einer Kombination von Verbrennungsmotor (z. B. Ottomotor oder Dieselmotor) und Elektromotor. Wenn Batterien verbaut sind, beschreibt das „Plug-In“ dabei die Ladung der Batterie mit elektrischem Strom an Steckdosen, im Gegensatz zur Betankung mit zum Beispiel Wasserstoff, wenn als Alternative zur Batterie eine Brennstoffzelle Strom liefern soll.

  • Power Purchase Agreement (PPA) -

    Power Purchase Agreements sind langfristige Stromliefer- und Strombezugsverträge. Besonders bei Erneuerbaren-Energie-Anlagen dienen PPAs dazu, die Finanzierung bzw. die Wirtschaftlichkeit der Anlage durch vertragliche Fixierung des Strompreises gegenüber dem Abnehmer zu garantieren.

    Besonders bei Wind- Solar- und Wasserkraftanlagen lohnen sich PPAs, da die Betriebskosten niedrig, die Investitionskosten aber hoch sind. Zusätzlich zu Förderungen helfen PPAs erneuerbare Energien auszubauen.

    Im PPA werden Konditionen wie der zu liefernde Stromumfang, die ausgehandelten Preise, die bilanzielle Abwicklung und die Strafen bei Nichteinhaltung des Vertrags festgelegt. Vertragspartner sind in der Regel Kraftwerkstbetreiber, und größerer Stromabnehmer. Die Vertragslaufzeit von PPAs kann 5 bis 20 Jahren betragen.

    Je nach Preisentwicklung, kann ein PPA zu einem Nachteil für einen Vertragspartner werden.

    Kategorisch gibt es mehrere Arten von PPAs wie z.B.: Corporate, Merchant, Synthetic, Physical, On-Site, Offsite, Sleeved.

    Quelle: https://www.next-kraftwerke.de/wissen/power-purchase-agreement-ppa

    Im Jahr 2018 wurden in Europa neue PPA-Abschlüsse mit Windkraftbetreibern mit einem Gesamtvolumen von 1,5 Gigawatt unterzeichnet, darunter der erste mit einem Offshore-Windanlagenbetreiber. Dabei haben Norwegen und Schweden die meisten PPAs unterzeichnet, gefolgt von Dänemark, Großbritannien und den Niederlanden.

    Quellen:

    https://de.wikipedia.org/wiki/Power_Purchase_Agreement

    https://www.next-kraftwerke.at/wissen/ppa-power-purchase-agreement

    https://www.next-kraftwerke.de/wissen/power-purchase-agreement-ppa

    https://home.kpmg/at/de/home/insights/2022/08/dimensionen-esg/power-purchase-agreements.html

    https://www.pwc.de/de/energiewirtschaft/infografik-energyfacts-ppa-deutsch-pwc.pdf

  • Power-To-X -

    Power-To-X ist der Überbegriff für Power-To-Gas, Power-To-Heat und
    Power-To-Liquid. Prinzipiell beschreibt man damit Methoden, um Strom in verschiedenen Medien zu speichern. Beispielsweise kann mit Überschüssigem Strom eine Elektrolyse von Wasser betrieben werden, um Wasserstoff und Sauerstoff zu gewinnen. Wird dieser überschüssige Strom zu einem anderen Zeitpunkt benötigt, werden die erzeugten Komponenten (in diesem Fall Wasserstoff und Sauerstoff) in einer Brennstoffzelle umgesetzt und daraus Strom gewonnen.

  • Primär-, Sekundär-, End- und Nutzenergie -

    Primärenergie stammt aus Primärenergieträger. Primärenergieträger sind natürlich vorkommende Energieträger. Dazu gehören zum Beispiel Holz, Steinkohle, Braunkohle, Torf, Erdöl, Erdgas, Uranerz, Wind, strömendes Wasser, Biomasse oder auch die Sonnenstrahlung. Sehr oft müssen Primärenergieträger vor dem gebrauch aber bearbeitet/umgewandelt werden.         
    Diese bearbeiteten/umgewandelten Energieträger sind Sekundärenergieträger. Die aus diesen Energieträgern gewonnene Energie ist die Sekundärenergie. So werden z. B. aus den Primärenergieträgern Steinkohle und Braunkohle die Sekundärenergieträger Briketts, Koks und Stadtgas hergestellt. Aus dem Primärenergieträger Erdöl gewinnt man die Sekundärenergieträger Benzin, Dieselkraftstoff und Heizöl. Aus den Primärenergieträgern Kohle, Erdöl, Erdgas und Uranerz gewinnt man elektrische und thermische Energie (Fernwärme).    
    Sowohl Primär- als auch Sekundärenergie sind aber bei diversen Umwandlungen (zum Beispiel DC/AC Wandlern bei PV-Anlagen) und auch beim Transport Verlusten ausgesetzt. Die an den Kunden gelieferte Energie ist die sogenannte Endenergie. Diese erlebt beim Verbraucher wiederum Verluste.      
    Die tatsächlich genutzte Energie, abzüglich sämtlicher Verluste wie oben beschrieben ist die Nutzenergie.

r
  • Range Extender -

    Zusatzaggregate, die die Reichweite eines Elektrofahrzeuges erhöhen. Zum Beispiel ein zusätzlicher Verbrennungsmotor in einem Batterieelektrofahrzeug, oder Batterien in einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug.

  • Regelreserve -

    Das europäische Stromnetz basiert auf einer Wechselspannung mit einer Nennfrequenz von 50 Hz. Da Strom nur sehr aufwendig gespeichert werden kann, ist ein fortwährender Ausgleich zwischen Bedarf und Angebot essentiell, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Diese Aufgabe wird durch die Implementierung von erneuerbaren Erzeugern immer herausfordernder, da die Einspeisung von Photovoltaik- und Windstrom weitaus volatiler ist. Auch bei unerwarteten Ausfällen auf der Erzeugerseite oder Abweichungen des Lastprofils in der Industrie oder anderen Verbrauchern muss die Einspeisung reguliert werden.

    Mehr Stromeinspeisung zum Ausgleich einer zu niedrigen Frequenz wird als positive Regelenergie bezeichnet. Die Drosselung der Einspeisung, um eine zu hohe Netzfrequenz auszugleichen, wird als negative Regelenergie bezeichnet.

    Um eine möglichst geringe Differenz zwischen Angebot und Nachfrage zu gewährleisten, sind Stromproduzenten aber auch Industrielle Verbraucher dazu verpflichtet, möglichst genaue Prognosen zur Einspeisung beziehungsweise zum Verbrauch des Folgetages abzugeben. Wenn es aber doch zu Abweichungen kommt, greift die sogenannte Regelenergie, um einen Zusammenbruch der Netzfrequenz zu verhindern. Hierbei gibt es drei Ebenen der Regelung (siehe Grafik): Primärreserve (PRL), Sekundärreserve (SRL) und Minutenreserve (MRL). Auf der Seite der Erzeuger werden meist schnell anlaufende Kraftwerke, wie z.B. Gasturbinenkraftwerke oder Pumpspeicherkraftwerke verwendet. Stromverbraucher und Stromspeicher bilden das Gegenstück zu den Stromerzeugern und verpflichten sich dazu, Strom zu konsumieren, falls die Frequenz zu hoch ist.

    Österreich ist im Bereich der PRL an Deutschland, Belgien, Niederlande, Schweiz Frankreich gekoppelt und bildet somit den europaweit größten Primärregelleistungsmarkt. Die an den PRL teilnehmenden Kraftwerke sind Frequenzgekoppelt und laufen somit automatisch an. Dies geschieht bereits bei einer Frequenzabweichung von ±200 mHz.

    https://www.next-kraftwerke.de/wissen/regelenergie

    Genauere Informationen zur Preisbildung im Regelenergiemarkt behandelt der Artikel der next-Kraftwerke. Die genaue permanent aktualisierte Netzfrequenz kann bei nachgeschlagen werden.

    Quick Facts:

    RegelenergiePRLSRLMRL
    Volle Leistung30s, ab 1MW (symmetrisch)Innerhalb von 5min, 5MW positiv oder negativ*Innehalb von 15min, 5MW positiv oder negativ*
    BereitstellungENTSO-EÜNBÜNB
    abzudeckender ZeitraumBis 15min30s bis 15min15min bis 60min
    VergütungLeistungspreisLeistungs- und ArbeitspreisLeistungs- und Arbeitspreis

    * auch kleinere Mengen zugelassen

  • Rekuperation -

    Als Rekuperation wird die Rückgewinnung von Energie bezeichnet. In Kraftwerken und energetischen Anlagen wird meist die Energie aus heißen Abgasströmen entzogen. In einer Gasturbine kann zum Beispiel das Brenngas vor der Brennkammer mit dem heißen Abgas vorgewärmt werden.

    Nutzbremsen, wie die Wirbelstrombremse, fallen auch unter diesen Begriff, spielen hier aber eine untergeordnete Rolle.

    Zu unterscheiden sind rekuperative und regenerative Verfahren. Der wesentliche Unterschied zwischen diesen zweien ist die Betriebsführung.

    Rekuperator

    Rekuperatoren werden im kontinuierlichen Betrieb geführt. Das heiße Medium strömt kontinuierlich und überträgt laufend Wärme auf den kalten Strom.

    Regenerator

    Teil eines Regenerators ist ein Wärmespeicher, der abwechselnd von einem heißen und kalten Medium durchströmt wird - es wird eine diskontinuierliche bzw. zyklische Betriebsführung verwendet. Das heiße Abgas wärmt den Speicher auf, dann kann der kalte Strom die zuvor gespeicherte Energie aufnehmen. Zusätzlich zur Wärme wird auch ein Teil der Feuchte übertragen.

    Die häufigste Bauarten von solchen Aggregaten sind in Form von Doppelrohren, Rohrbündel und Platten.

    Energieströme können im Gleichstrom, Gegenstrom und Kreuzstrom geführt werden.

s
  • Spannungsband -
  • Spannungsnetze -

    Höchstspannungsebene
    Die höchste Ebene hat Spannungen von 220 kV (Kilovolt) und 380 kV. Durch diese Leitungen können große Energiemengen möglichst verlustarm über weite Strecken transportiert werden. Großkraftwerke speisen hier direkt ein.

    Hochspannungsebene
    In der Hochspannungsebene findet eine erste grobe Verteilung zur Versorgung von Städten statt. Auch große Industriebetriebe sind an dieses Netz angeschlossen. Die Spannung liegt bei 110 kV.

    Mittelspannungsebene
    Die Versorgung von Stadtteilen oder mehreren Ortschaften findet durch die Mittelspannungsebene (1 kV bis 36 kV) statt.

    Niederspannungsebene
    Über die regionalen Verteilernetze in den Bundesländern fließt der Strom zu den lokalen Niederspannungsnetzen. Dort kommt der Strom schlussendlich mit 230 Volt bei Ihnen zu Hause aus der Steckdose.

  • Strommix -

    Als Strommix wird der Anteil der Energieträger an der Stromerzeugung eines Unternehmens oder Staates bezeichnet.

    Davon abzugrenzen ist der Liefermix, welcher den Anteil der Energieträger des Stroms beim Endverbraucher beschreibt. In der Praxis wird der Liefermix jedoch oft auch als Strommix bezeichnet.

    Materialien:

    Eine Live-Aufschlüsselung des Strommixes (und des Strommarktes) ausgewählter Länder ist auf https://app.electricitymaps.com/map zu finden.

    In Österreich ist die Kraftwerkseinspeisung in die Regelzone APG ist auf ihrer Website aufgeschlüsselt:
    https://markttransparenz.apg.at/de/markt/Markttransparenz/erzeugung/Erzeugung%20pro%20Typ

    Dagegen in Frankreich ist ein weitaus höherer Anteil des Nuklearstrom zu vermerken. Hier liefert der französische Übertragungsnetzbetreiber RTE live Daten:
    https://www.rte-france.com/en/eco2mix/power-generation-energy-source

    EnergieträgerAnteil an der
    Nettostromerzeugung
    Kernenergie27,0 %
    Erdgas17,9 %
    Kohle/Torf15,8 %
    Windenergie14,4 %
    Wasserkraft12,2 %
    Solarenergie5,0 %
    Biomasse3,2 %
    Sonstige4,5 %
    Stromerzeugungsanteile der EU-Mitgliedsstaaten 2021
    Quelle: Statista, Anteil der Energieträger an der Nettostromerzeugung in der EU im Jahr 2021

  • Synthetischer Treibstoff -

    Synthetische Kraftstoffe unterscheiden von klassischen Kraftstoffen in ihrem Herstellungsverfahren aber auch ihrer chemischen Zusammensetzung. Erdöl als Grundrohstoff wird durch unterschiedlichste Alternativen ersetzt. Im Rahmen der Langzeitspeicherung von überschüssiger Einspeisung durch erneuerbare Energiequellen stellen Power-to-liquid-Verfahren eine vielversprechende Sektorkopplungstechnologie dar.

    Herstellung aus fossilen Rohstoffen:

    Grundsätzlich können flüssige Treibstoffe auch aus Erdgas („gas-to-liquid“) oder Kohle („coal-to-liquid“) hergestellt werden. Bei dem GtL-Verfahren wird Erdgas mittels Zufuhr von Sauerstoff und Wasserstoff zu Synthesegas und dann mittels der Fischer-Tropsch-Synthese zu langkettigen  Kohlenwasserstoffen umgewandelt. Durch Cracken und Isomerisieren kann das Produktgemisch zu flüssigem Kraftstoff umgewandelt werden.

    Bei der Kohleverflüssigung (CtL-Kraftstoffe) wird in Hydrierwerken mittels Bergius-Pier-Verfahren oder dem Fischer-Tropsch-Verfahren aus Kohle flüssiger Kraftstoff hergestellt. Durch den steigenden Ölpreis wird dieses Verfahren zunehmend wirtschaftlich und hat sich während der Zeit des Nationalsozialismus sowie in der DDR oder noch heute partiell in Südafrika und der Volksrepublik China immer wieder durchgesetzt.

    Sowohl Gtl- als auch Ctl-Kraftstoffe haben aufgrund ihrer fossilen Herkunft eine hohe CO2-Bilanz und somit keinen Mehrwert zur Erreichung der Internationalen Klimaziele.

    Power-to-Liquid:

    Ptl-Kraftstoffe verwenden im Gegensatz zu den bereits genannten synthetischen Treibstoffen erneuerbar produzierten Strom, um aus CO2 und grünem Wasserstoff flüssige Treibstoffe herzustellen. Das CO2 kann z.B. aus Carbon Capture Verfahren in industriellen Prozessen stammen oder (allerdings eher unwahrscheinlich) aus (DAC: Direct-Air-Capture) also dem filtern von CO2 aus der Umgebungsluft. Als Kohlenstoffquelle kann auch Biomasse verwendet werden. Der grüne Wasserstoff wird zunächst in der sogenannten „reverse water gas shift reaction“ mit CO2 zu einem Synthesegas, bestehend aus CO und H2 umgewandelt, daraus werden dann mittels Fischer-Tropsch-Synthese langkettige Kohlenwasserstoffe synthetisiert.

    https://www.dvfg.de/die-besondere-energie/future-liquid-gas/synthetisches-fluessiggas

    Besonders sinnvoll ist die Produktion vor allem in Ländern, in denen ein größeres Vorkommen an erneuerbaren Quellen, wie zum Beispiel Wind und Photovoltaik, gibt. Eine Visualisierung in Form der Power-to-X Map stellt das Fraunhofer Institut zu Verfügung. Aufgrund des geringen Wirkungsgrad von klassischen Verbrennungsmotoren im Vergleich zu Brennstoffzellen und Batteriebetriebenen Fahrzeugen wird sich Anwendung von synthetischen Treibstoffen vermutlich primär im Bereich des Flugzeugsektors finden.

  • Synthetisches Lastprofil -

    Ein synthetisches Lastprofil spiegelt dem Energieanbieter die Verbrauchsdaten für Strom und/oder Gas seiner Kleinkunden wider. In dieses Diagramm fließen neben Vergleichszahlen vergangener Perioden und daraus errechneter Werte künftiger Abrechnungszeiträume auch normierte Werte und Standards ein, die auf Messungen vergleichbarer Zielgruppen beruhen. Das synthetische Lastprofil wird deshalb auch Standardlastprofil oder kurz SLP genannt.

t
  • Treibhausgas -

    Grundsätzlich sind Treibhausgase (THG) Gase, die zum Treibhauseffekt beitragen. Der Treibhauseffekt beschreibt einen ursprünglich natürlichen Prozess, der die Temperatur auf der Erde maßgeblich bestimmt hat. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt von Wasserdampf wäre die Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche bei nur rund -18°C. Die auftreffende kurzwellige Strahlung der Sonne wird zum Teil von der Erdoberfläche als langwellige Wärmestrahlung reflektiert. Diese Strahlung wird nun von den atmosphärischen Treibhausgasen absorbiert und nach Abgabe der Energie wieder an die Erde zurückgestrahlt. Dies erwärmt die unteren Atmosphärenschichten und somit die Durchschnittstemperatur auf dem Planeten. Diesen Gesamtprozess bezeichnet man als Treibhauseffekt welcher die fundamentale Grundlage des menschgemachten Klimawandels darstellt.

    Durch das emittieren von Treibhausgasen wird das natürliche Gleichgewicht zwischen ein- und austretender Strahlung gestört. Durch die Industrialisierung und der damit einhergehenden Verwertung von anthropogenen Quellen wie Kohle, Öl und Gas zur Erzeugung von Energie und Gütern steigt der Anteil an THG in der Atmosphäre drastisch an.

    Wichtigsten THG:

    Die wichtigsten THG sind Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und fluorierte Gase. Auch wenn das Treibhausgas-Potential bei anderen Gasen weitaus höher ist, stellt CO2 bei weitem das größte Problem dar. Der Anteil an CO2 in der Atmosphäre ist seit dem Beginn der Messungen im Jahr 1958 auf rund 420ppm gestiegen, der höchste Wert seit mindestens 800.000 Jahren.

    Quelle: https://www.eskp.de/grundlagen/klimawandel/treibhausgase-935691/

    Kohlendioxid:

    Durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, wie z.B. Kohle, Erdöl oder Erdgas wird CO2 frei. Im Jahr 2021 wurden weltweit ungefähr 36,4 Milliarden Tonnen CO2 durch den Menschen emittiert. Um die globalen Klimaziele von 1,5°C Erderwärmung einzuhalten, dürfen laut einigen Studien ab dem Jahr 2020 nicht mehr als 400 Milliarden Tonnen CO2 in die Atmosphäre gelangen. Einen Überblick gibt die CO2 Uhr (https://www.mcc-berlin.net/forschung/co2-budget.html). Die Verweildauer von anthropogen erzeugtem CO2 beträgt viele Jahrzehnte und es wird davon ausgegangen, dass nach 1000 Jahren noch bis zu 40% des CO2 in der Atmosphäre verbleiben wird. Durch erhöhte Photosyntheseleistung und Lösung des CO2 im Meerwasser wird dieser Vorgang beschleunigt.

    Methan:

    Vom Mensch erzeugtes Methan entsteht zu ca. 50% in der Land- und Forstwirtschaft, beispielsweise in der Massentierhaltung. Auch Kläranlagen und Mülldeponien sind für einen großen Teil der Methanemissionen verantwortlich. Der restliche Anteil kommt durch Leckagen in Transporten von enormen Mengen an Erdgas zustande. Eine indirekte Methanquelle stellt das auftauen des Permafrostbodens dar, in dem sich ein großer Anteil Methanhydrat befindet. Zahlreiche Fracking Bohrstellen in den USA wurden stillgelegt und sind jetzt nun ein großer Emittent von Methan und anderen Klimagasen.

    Lachgas:

    Der Hauptanteil an N2O entsteht durch die exzessive Landnutzung seit der Industrialisierung. Viehhaltung und die Verwendung von Düngemitteln stellen hierbei den Löwenanteil. Durch ein sehr hohes Treibhauspotenzial und einer langen Verweilzeit in der Atmosphäre wird es als Klimarelevantes Gas definiert. Auch die N2O Konzentrationen sind laut Eiskernbohrungen auf einem Höchststand seit 800 000 Jahren.

    Quelle: https://gml.noaa.gov/aggi/

    Quellen:

    https://www.myclimate.org/de/informieren/faq/faq-detail/was-ist-der-treibhauseffekt/#:~:text=Der%20Treibhauseffekt%20ist%20grunds%C3%A4tzlich%20ein,von%20der%20kurzwelligen%20Sonnenstrahlung%20erw%C3%A4rmt.

    https://gml.noaa.gov/aggi/

    https://www.umweltbundesamt.at/klima/treibhausgase

    Vorlesungsunterlagen Chemie II (Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Thomas Prohaska)

u
  • Umrichter -

    Ein Umrichter (engl. AC/AC Converter) ist ein elektronisches Gerät, welches Amplitude und Frequenz von Wechselstrom steuern kann.

    Umrichter finden Anwendung in der Drehzahlsteuerung von Drehstrommotoren (SM, ASM). Er ermöglicht einen sanften Hoch- und Auslauf des Motors. Versorgt der Umrichter eine elektrische Maschine, so wird er als Frequenzumrichter bezeichnet.

    Weitere Anwendungen sind Frequenzanpassung von zwei verbundenen Stromnetzen mit verschiedener Frequenz (z.B. Bahnstrom, 16.7 Hz) oder Einspeisung der Leistung von doppelt gespeisten ASM bei Windkraftanlagen.

    Es gibt verschiedene Bauformen von Umrichtern. Die häufigste Bauart ist jedoch der Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis.

    Hier wird das eingehende Wechselspannungssignal zuerst mit einem Gleichrichter zu Gleichstrom umgeformt, um es danach mit einem Wechselrichter in das gewünschte Wechselstromsignal zu transformieren. Der Wechselrichter muss durch einen Regelkreis gesteuert werden, ermöglicht aber stufenlose Frequenzbereiche.

    https://www.blemo.com/was-ist-ein-frequenzumrichter/

    Es gibt auch Modelle ohne Zwischenkreis.

    Anfangs wurden Umrichter mechanisch über rotierende elektrische Maschinen realisiert (Umformer). Wegen des großen Fortschritts der Halbleitertechnik sind Umrichter heutzutage vollkommen elektronische Geräte. Sie beinhalten eine weitgreifende Schar an Dioden, Thyristoren und IGBTs für die Gleich- bzw. Wechselrichtung des Signals.

w
  • Wertschöpfung -

    Beschreibt jenen Wert als Ergebnis von Gesamtleistung abzüglich der Vorleistung. Als Beispiel der Produktwert minus dessen Herrstellkosten.
    Anders gesagt auch die Entwicklung von Gütern zu jenen mit höherem monetären Wert.
    Somit gibt er Auskunft über wirtschaftliche Leistungsfähigkeit und Produktivität und stellt eine wichtige Kenngröße für Entscheidung betreffend der Investition in Technologien dar.

z