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Als Absorber werden die Teile einer solarthermischen Anlage bezeichnet, die Solarstrahlung aufnehmen und in Wärme umwandeln. Normalerweise sind die Absorberoberflächen mit einer selektiven Beschichtung versehen, damit möglich viel Sonnenlicht absorbiert und an die Wärmeträgerflüssigkeit unter den Absorbern weitergeleitet werden kann. Mit einem hochwertigen Absorber werden heute zwischen 90 und 95 % der Sonneneinstrahlung genutzt.
Unter Abwärme wird die Wärme verstanden, die als Nebenprodukt beim Betrieb technischer Geräte oder Anlagen entsteht. Diese Wärme muss in der Regel in geeigneter Form abgeleitet werden, um das Überhitzen des Gerätes oder der Anlage zu verhindern. In der Abwärme verschiedenster Prozesse liegt ein sehr großes Energiepotenzial. Deshalb versucht man verstärkt, diese Wärme gezielt zu nutzen. Beispiele (1) Fahrzeugmotoren wandeln nur einen Teil der Energie des Kraftstoffs in (gewünschte) Bewegungsenergie um. Die anfallende Abwärme wird zum Heizen des Innenraumes verwendet. (2) Ein Kraftwerk erzeugt Abwärme, welche als Fernwärme genutzt werden kann (Kraft-Wärme-Kopplung). (3) Abwasserabwärme aus der Kanalisation kann wegen seiner gleichmäßigen Temperatur zu einem rentablen Heizungsbetrieb einer Wärmepumpe beitragen.
Unter Abwärme wird die Wärme verstanden, die als Nebenprodukt beim Betrieb technischer Geräte oder Anlagen entsteht. Diese Wärme muss in der Regel in geeigneter Form abgeleitet werden, um das Überhitzen des Gerätes oder der Anlage zu verhindern. In der Abwärme verschiedenster Prozesse liegt ein sehr großes Energiepotenzial. Deshalb versucht man verstärkt, diese Wärme gezielt zu nutzen.
Beispiele:
Bioenergie ist die Energiegewinnung aus festen, flüssigen oder gasförmigen organischen Stoffen (Biomasse). Neben extra angepflanzten Energiepflanzen (z. B. Schilf, Raps) werden vor allem organische Abfälle (Restholz, Gülle) zur Energieerzeugung in Kraftwerken (z. B. Holzhackschnitzel-Heizanlagen oder Biogasanlagen) oder zur Erzeugung von Kraftstoffen (Biodiesel oder Bioethanol) genutzt. Der Vorteil der energetischen Nutzung besteht in den relativ geschlossenen Kreisläufen. So wird bei der Energieerzeugung aus Holz nur das CO2 freigesetzt, das vorher beim Wachstum der Bäume gebunden wurde.
Blockheizkraftwerke sind kompakte Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen, die der kombinierten Strom/Wärme-Erzeugung dienen. BHKWs werden mit fossilen Brennstoffen (Öl oder Gas) oder mit erneuerbaren Treibstoffen (Biogas, Biodiesel) betrieben. Die bei der Stromproduktion erzeugte (Ab-)Wärme wird z. B. zur Gebäudeheizung genutzt. Durch die doppelte Energieausnutzung (Strom und Wärme) erhöht sich ihr Wirkungsgrad (Brennstoffausnutzung) auf ca. 85 %. Aufgrund der hocheffizienten Nutzung der Energie, werden BHKWs unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten als sehr fortschrittlich eingestuft.
Der Brennwertkessel stellt die modernste Heizkesseltechnologie für das Verbrennen von Erdgas bzw. Erdöl dar und kann sowohl zum Heizen als auch zur Brauchwassererwärmung genutzt werden. Im Unterschied zu konventionellen Heizkesseln verbrauchen diese deutlich weniger Energie und geben erheblich weniger Schadstoffe an die Umwelt ab. Brennwertkessel haben – verglichen mit modernen, konventionellen Heizkesseln – eine um 10 – 20 % bessere Energieausnutzung. Dieser hohe Wirkungsgrad wird erreicht, da auch die in den Abgasen enthaltene Wärme genutzt wird.
Der Club of Rome ist eine von 100 Persönlichkeiten aus 30 Ländern 1968 in Rom gegründete, hochdotierte, nichtkommerzielle Vereinigung, die sich mit den "Grenzen des Wachstums" und der Zukunft des Planeten Erde beschäftigt. Bekannte Mitglieder sind u. a. Richard von Weizäcker und Michail Gorbatschow.
Kohlendioxid ist ein unsichtbares, geruchloses und in den üblichen Konzentrationen unschädliches Gas aus Kohlenstoff und Sauerstoff. In der Erdatmosphäre ist der Anteil des CO2 mit 0,036 % im Verhältnis zu anderen Gasen gering. Trotzdem ist es als natürliches Treibhausgas mitverantwortlich für die Temperaturen auf der Erdoberfläche, die das Leben überhaupt erst ermöglichen. Die Erhöhung der CO2-Konzentration in den letzten Jahrzehnten wird durch die Verbrennung fossiler Energieträger hervorgerufen und trägt zu einem großen Anteil zur menschengemachten Klimaerwärmung bei.
Der Begriff Contracting bezeichnet in der Praxis energiebezogene Dienstleistungen für Liegenschaften (eine Liegenschaft ist ein Grundstücksverbund inkl. der zugehörigen Gebäude), so z. B. die Versorgung mit Verbrauchsmedien wie Wärme, Elektrizität, Kälte und Licht. Contracting ist eine vertraglich vereinbarte Dienstleistung zwischen dem Eigentümer und einem Energiedienstleister (Contractor). Der Contractor führt Maßnahmen zur Energieeinsparung durch bzw. gewährleistet die Lieferung der Verbrauchsmedien. Er optimiert die Energieversorgung und sichert wirtschaftlichen Erfolg der Maßnahmen über einen längeren Vertragszeitraum (7 – 15 Jahre) ein. Seine Aufwendungen refinanziert der Contractor durch eine Beteiligung an den eingesparten Energiekosten (Energiespar-Contracting) oder durch ein Entgelt für die gelieferten Medien wie Wärme, Kälte oder Strom (Energieliefer-Contracting). Mit Contracting werden Energiesparpotenziale in Bestand und Neubau von Gebäuden und Liegenschaften erschlossen, ohne dass zusätzliche finanzielle Belastungen für die Eigentümer entstehen. Diese werden durch Contracting sowohl von der organisatorischen Umsetzung der Maßnahmen zur Energieeinsparung bzw. Energieversorgung als auch von den erforderlichen Investitionen entlastet.
Eine Dampfturbine ist eine mit Dampf (meistens Wasserdampf) betriebene Turbine. Zum Betrieb wird über einen Dampferzeuger der Frischdampf mit hoher Temperatur und hohem Druck erzeugt und in die Dampfturbine geleitet. In der Dampfturbine treibt dieser unter hohem Druck stehende heiße Dampf das auf einer rotierenden Achse gelagerte Schaufelrad der Turbine an. Die im Dampf gespeicherte Energie wird in Bewegungsenergie der rotierenden Turbine umgewandelt. Beim Durchströmen der Turbine entspannt sich der Dampf, Druck und Temperatur nehmen ab, das Volumen vergrößert sich. Die Schaufeln der Leit- und Laufräder werden deshalb zum Ausgang der Turbine hin immer größer. So kann der Dampf trotz der sich verringernden Energie eine größtmögliche Kraft auf die Schaufelräder ausüben. Zur Stromerzeugung treibt die Dampfturbine einen Generator an.
Als direkte Strahlung wird der Anteil der Solarstrahlung bezeichnet, der bei klarem Himmel ohne Streuung durch die Erdatmosphäre direkt auf die Erdoberfläche trifft. Direktes Licht wirft – im Vergleich zur diffusen Strahlung – Schatten. Die direkte Strahlung beträgt im Jahresmittel etwa 50 Prozent der gesamten Strahlung (siehe auch "Globalstrahlung").
Der als unerwünscht anzusehende Diskoeffekt entsteht durch direkte Sonneneinstrahlung auf spiegelnde Oberflächen. Solche Lichtreflexe, die an sonnigen Tagen von den Rotorblättern einer Windenergieanlage auf den Boden geworfen werden, treten bei neuen Anlagen in der Regel nicht mehr auf. Die heute eingesetzten Farben sind matt und verhindern diesen Effekt weitgehend.
Emission ist die Abgabe von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen sowie von Lärm, Wärme oder Strahlen an Luft, Boden oder Wasser des Ökosystems. Im Umweltschutz ist die Abgabe von Schadstoffen über Abluft, Abwasser oder Abfälle gemeint. Bei fossilen Kraftwerken sind mit Emissionen vor allem die im Verbrennungsprozess entstehenden Abgase wie z. B. Kohlendioxid und Stickoxid gemeint.
Die neue Energieeinsparverordnung ist am 1. Februar 2002 in Kraft getreten. Sie ersetzt die Wärmeschutzverordnung von 1994 (WSchV) und die Heizungsanlagen-Verordnung von 1989 bzw. 1998 (HeizAnlV). Grundlegend neu ist der primärenergetische Ansatz, der die gesamte Energiekette von der Rohstoffgewinnung bis zur Wärmeabgabe über einen Heizkörper oder den Warmwasserhahn berücksichtigt. Die EnEV schreibt für Neubauten einen gegenüber der WSchV 30 % geringeren Energiebedarf vor, der Niedrigenergiehausstandard wird damit zur Regel. Für Neubauten wird darüber hinaus ein Energiebedarfsausweis vorgeschrieben, der die energetischen Qualitäten transparenter machen soll. Altbauten müssen bei anstehenden Modernisierungen nun an den technischen Fortschritt angepasst werden. Insbesondere geht es um den Ersatz von über 2 Mio. ineffizienten Heizkesseln, die vor dem 1. Oktober 1978 eingebaut wurden. Außerdem sollen ungedämmte Rohrleitungen nachträglich gedämmt werden und die oberste Geschossdecke unter nicht ausbaufähigen Dachräumen muss wärmedämmend isoliert werden.
Der Begriff "Erneuerbare Energien", auch regenerative Energien genannt, bezeichnet nachhaltige Energiequellen, die sich laufend erneuern, sehr lange zur Verfügung stehen und damit unerschöpflich sind. Neben geothermischer Energie (Erdwärme) und Gravitationsenergie (die von Gezeitenkraftwerken genutzt wird) gilt vor allem die Sonnenenergie als die Energiequelle, die zukünftig einen großen Anteil des menschlichen Energiebedarfs umweltverträglich decken kann. Dabei wird unterschieden zwischen direkter Sonnenenergie und der umgewandelten Strahlungsenergie, die – ebenfalls regenerativ – als Windenergie, Wasserenergie oder Bioenergie zur Verfügung steht. Das technisch nutzbare Angebot aller regenerativen Energien ist um ein mehrfaches höher als der menschliche Energieverbrauch. Alle regenerativen Energieträger sind kohlendioxidneutral, d. h. sie emittieren entweder kein Kohlendioxid oder nicht mehr als sie während ihrer Entstehung aufgenommen haben (z. B. Biomasse); abgesehen von den Emissionen, die bei Herstellung, Vertrieb, Wartung und Entsorgung der jeweiligen Technologien (z. B. Windräder, Fotovoltaikanlagen) oder bei Anbau und Vertrieb der Energiepflanzen anfallen.
Zu den fossilen Brennstoffen gehören Erdöl, Erdgas, Braunkohle und Steinkohle, die heute zusammen fast 90 Prozent des Welt-Energiebedarfs abdecken. Alle fossilen Brennstoffe sind im Laufe von Jahrmillionen durch physikalische und biologische Veränderungen unter Druck und Luftabschluss aus pflanzlichem oder tierischem Material entstanden. Der Hauptbestandteil ist immer Kohlenstoff, der bei der Verbrennung zum klimawirksamen Kohlendioxid umgewandelt wird. Neben dem Kohlendioxid werden als Schadstoffe je nach Zusammensetzung des Brennstoffes in unterschiedlichen Mengen auch Schwefeldioxid und Stickoxide freigesetzt. Die Vorräte an fossilen Brennstoffen werden vermutlich in 40 bis 100 Jahren ausgebeutet und erschöpft sein, da sie sich nur in Jahrmillionen erneuern. und damit langsamer erneuern als sie bei der Nutzung zur Energiegewinnung verbraucht werden.
Fotosynthese ist vereinfachend die Synthese von Kohlendioxid (CO2) und Wasser unter Lichteinwirkung zu "Pflanzenmaterial", dabei wird Sauerstoff freigegeben. Dieser Prozess verschafft Pflanzen energetische und "strukturelle" Nahrung, die sie zu ihrem Wachstum und zu ihrer Fortpflanzung benötigen. Nachts, wenn kein Licht vorhanden ist, verbrauchen Pflanzen in der Bilanz Sauerstoff, tagsüber produzieren sie ihn in der Bilanz. In der Summe erzeugen Pflanzen mehr Sauerstoff, als sie verbrauchen und stellen mehr gebundene chemische Energie her, als sie zum Eigenbedarf benötigen. Sie werden in der Biologie daher auch als Produzenten bezeichnet, im Gegensatz zu den tierischen Lebewesen und dem Menschen, die als Konsumenten bezeichnet werden. Diese Konsumenten leben allesamt – teilweise über eine längere Nahrungskette, teilweise direkt – von dem, was Pflanzen produzieren. Zur Gewinnung verwertbarer chemischer Energie wird die Fotosynthese indirekt seit vielen Jahrtausenden von den Menschen genutzt, indem sie Holz und andere Biomassearten zum Kochen und Heizen verbrennen.
Fotovoltaik ist die direkte Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie. Die Leistung einer PV-Anlage wird meist in Kilowatt peak angegeben. Die "peak"-Leistung wird unter Standardbedingungen (Einstrahlung von 1.000 Watt/qm; Umgebungstemperatur 25°C) erzeugt. Die Umwandlung erfolgt über Solarzellen. Heutige Solarzellen bestehen im Wesentlichen aus zwei Siliziumschichten, die durch den Einschluss von Bor, Phosphat o. ä. (Dotierung) unterschiedliche elektrische Eigenschaften haben. An der Grenzfläche zwischen den Schichten bildet sich ein elektrisches Feld. Bei Bestrahlung der Solarzelle entstehen freie Ladungsträger, die durch das elektrische Feld getrennt werden. Dies führt zu einer elektrischen Spannung zwischen den Metallkontakten der Solarzelle. Wird nun ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, kann Strom fließen.
Unter Geothermie versteht man die Nutzung der Erdwärme zur Wärmeversorgung und Stromgewinnung. Die Temperatur der Erde steigt mit zunehmender Tiefe um 25 bis 30 °C pro Kilometer an. Besonders in ehemals vulkanischen Regionen sind hohe Temperaturen bereits in geringen Tiefen anzutreffen, da das heiße flüssige Magma des Erdinneren dicht an die Oberfläche vordringt. An diesen Orten kann die Erdwärme energetisch genutzt werden. Sie wird in einigen Ländern in Tiefen von 500 bis 2.000 Metern häufig mit Hilfe von Warmwasser gefördert. Je nach geologischen Voraussetzungen sind die Potentiale sehr unterschiedlich. In Deutschland ist das Potenzial derzeit noch gering einzuschätzen. Geothermie-Anlagen haben einen Wirkungsgrad von 20 %.
Das "global warming potential" (GWP) ist die unterschiedlich stark ausgeprägte Eigenschaft von Treibhausgasen, von der Erdoberfläche reflektiertes Sonnenlicht zu absorbieren und damit die Atmosphäre zu erwärmen. Die verschiedenen Treibhausgase sind unterschieden in ihrer Wirksamkeit. So verursachen beispielsweise Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) in gleicher Menge eine viel stärkere Erwärmung als etwa CO2. Diese unterschiedliche Wirksamkeit wird mit dem "global warming potential" (GWP) beschrieben. Es gibt an, wie viel stärker die Treibhauswirkung eines bestimmten Treibhausgases im Vergleich mit Kohlendioxid ist. Beispielsweise besitzt Methan ein GWP von 21, Schwefelhexafluorid ein GWP von 23 900. Das GWP von Kohlendioxid beträgt per Definition 1.
Globalstrahlung nennt man die Summe der an einem Ort eintreffenden Solarstrahlung. Sie gibt an, wie viel Sonnenenergie auf der Erdoberfläche zur Verfügung steht und setzt sich zusammen aus der auf direktem Weg eintreffenden Solarstrahlung (Direktstrahlung) und der Strahlung, die über Reflexion an Wolken, Wasser- und Staubteilchen die Erdoberfläche erreicht (Diffusstrahlung). Unter direkter Solarstrahlung versteht man den Anteil der Strahlung, der direkt aus der Sonnenrichtung als Parallelstrahlung einfällt. Diffuse Himmelsstrahlung dagegen ist der Anteil, der durch Streuung an Molekülen und Aerosolen der Atmosphäre aus verschiedenen Richtungen auf die Erdoberfläche trifft. Die Höhe der Globalstrahlung hängt ab vom Sonnenstand (je nach Breitengrad und Jahreszeit) und atmosphärischen Störungen (Bewölkung, atmosphärische Partikel). Im Durchschnitt erreichen 55 % der Sonnenstrahlung den Erdboden. Die Globalstrahlung erreicht bei wolkenlosem Himmel im Sommer in Mitteleuropa etwa 1000 W/m2. Bei trübem, wolkigem Wetter besteht sie nur aus dem Diffusstrahlungsanteil und ihr Wert sinkt auf Werte unter 100 Watt/m2. Ab einem Wert von 120 W/m2 spricht man von Sonnenschein. Die eingestrahlte Sonnenenergie pro Jahr beträgt in Deutschland etwa 900 – 1.200 kWh/m2.
Ein Heizkraftwerk ist ein Wärmekraftwerk, das nicht nur elektrische Energie, sondern hauptsächlich oder zusätzlich Fernwärme, Nahwärme oder Prozesswärme liefert. Bei diesem Kraftwerkstyp wird die entstehende Abwärme für Heizzwecke verwendet und in ein Fernwärmenetz gespeist. Kleinere Anlagen werden als Blockheizkraftwerke bezeichnet und dienen der dezentralen Energieversorgung. Eine Kraft-Wärme-Kopplung mit Brennwertkesseln ist eine der effizientesten Energienutzungsarten bei der Verbrennung fossiler Energieträger.
Als Immission wird die Einwirkung von festen, flüssigen oder gasförmigen Schadstoffen sowie von Lärm, Wärme oder Strahlen an einem Ort bezeichnet. Immissionen wirken auf Menschen, Tiere, Pflanzen, Sachgüter sowie die Umweltmedien Boden und Wasser.
Ein Joule entspricht einer Wattsekunde, d. h. mit der Energie eines Joules kann über eine Sekunde eine Leistung von einem Watt aufrechterhalten werden. Benannt wird die Energieeinheit nach James Prescott Joule (1818 – 1889). Er fand 1840 das nach ihm benannte Joule'sche Gesetz, nach dem die in einem stromdurchflossenen Leiter erzeugte Wärme proportional zu dessen Widerstand und dem Quadrat der Stromstärke ist.
Die globale Erwärmung ist ein weltweites Klimaphänomen, das den Anstieg der längerfristig und global gemittelten bodennahen Lufttemperatur während der letzten etwa 150 Jahre bezeichnet. Seitdem der Mensch fossile Energiequellen in großem Umfang nutzt, erhöht sich die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre und trägt so zur globalen Klimaerwärmung bei. Verantwortlich dafür sind die Verbrennung fossiler Energieträger, Emissionen durch die intensivierte Landwirtschaft und die Zerstörung der Regenwälder. Aber auch die Ozon zerstörenden Stoffe (wie FCKW) und deren Ersatzstoffe (wie FKW) tragen zur Klimaerwärmung bei. Das Weltklima als komplexes System war bisher in einem relativ stabilen Zustand. Schwankungen und Temperaturveränderungen entwickelten sich über sehr lange Zeiträume (Kalt- und Warmzeiten). Flora und Fauna konnten sich den sich verändernden Bedingungen anpassen. Heute wird die Erderwärmung des letzten Jahrhunderts von Klimaforschern direkt auf den Menschen zurückgeführt.
Die weltweite Klimaentwicklung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere jährliche globale Lufttemperatur in Bodennähe seit Anfang des 20. Jahrhunderts unter Schwankungen ansteigt. Seit Beginn des Industriezeitalters haben die Treibhausgaskonzentrationen (insbesondere CO2) in der Atmosphäre durch die Nutzung fossiler Brennstoffe und Brandrodungen der tropischen Regenwälder drastisch zugenommen. Neue Treibhausgase wie die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) sind hinzugekommen. Durch die relativ langen Verweilzeiten der Treibhausgase in der Atmosphäre (zum Teil über 100 Jahre) kommt es zu einer Anreicherung dieser Gase in der Atmosphäre. Die Temperaturzunahme ist somit in erheblichem Umfang auf menschliche Einflüsse zurückzuführen. Die Folgen für Natur und Gesellschaft sind bisher kaum absehbar (z. B. Erhöhung des Meeresspiegels, Veränderung der Niederschlagsverhältnisse, Zunahme extremer Wetterereignisse, Verschiebung der Klimazonen).
Kohlendioxid (CO2) ist ein unsichtbares, geruchloses und in den üblichen Konzentrationen unschädliches Gas aus Kohlenstoff und Sauerstoff. In der Erdatmosphäre ist der Anteil des CO2 mit 0,036 % im Verhältnis zu anderen Gasen eher gering. Kohlendioxid ist ein klimawirksames Treibhausgas: Die Erhöhung der CO2-Konzentration wird durch die Nutzung fossiler Energieträger hervorgerufen und trägt zu einem großen Anteil zur Klimaerwärmung bei.
Laufwasserkraftwerke (auch Flusskraftwerke/Wasserkraftwerke) dienen zur Stromerzeugung. Sie werden durch den natürlichen Wasserzulauf eines Flusses betrieben. Ein Wehr oder eine Staumauer staut das Wasser auf, das dann an die Sperrmauer durch Turbinen geleitet wird und so über Generatoren Strom erzeugt. Die Wasserführung der meisten größeren Flüsse unterliegt wenigen Schwankungen, so dass ein solches Kraftwerk zur Grundlast-Stromerzeugung (24 Stunden am Tag gleich bleibende Leistung) eingesetzt werden kann. Daher werden solche Kraftwerke manchmal auch als Grundleistungskraftwerke bezeichnet.
Ausgehend von der seit Februar 1997 geltenden EU-Binnenmarktrichtlinie wurden auch in Deutschland die Märkte für die leitungsgebundene Versorgung mit Strom und Gas durch die Energierechtsnovelle 1998 für Wettbewerb geöffnet. Ein dauerhaft gesicherter Wettbewerb auf den leitungsgebundenen Strom- und Gasmärkten setzt insbesondere den ungehinderten Zugang Dritter zu den Versorgungsnetzen voraus. Die Schaffung von Ansprüchen auf Netzzugang stand daher im Zentrum der Novellierung, wobei zunächst auf das Prinzip des verhandelten Netzzugangs auf Grundlage von Verbändevereinbarungen angewendet wurde. Mit Inkrafttreten der Energierechtsnovelle 2005 am 13. Juli 2005 erfolgt auf der Grundlage der Binnenmarktrichtlinien für Strom und Gas 2003 der Übergang vom verhandelten zum regulierten Netzzugang. Für die Durchführung der Regulierung auf Bundesebene ist die Bundesnetzagentur verantwortlich. Entscheidende Bedeutung für einen unverfälschten Wettbewerb bei Stromerzeugung und -vertrieb kommt den neuen Bestimmungen zur Entflechtung des Netzbetriebs zu. Sie wirken darauf hin, dass in vertikal integrierten Energieversorgungsunternehmen Netzbetreiber ihre aus dem Netz erwachsende Monopolstellung nicht zur Behinderung unternehmensfremder Netznutzer missbrauchen.
Die heutige Bauart von Gebäuden bringt eine immer dichtere Gebäudehülle mit geringeren Energieverlusten mit sich. Die Bewohner von modernen Neubauten oder sanierten Gebäuden müssen sich jedoch manchmal an einen anderen Umgang mit dem Thema Frischluft/Lüftung gewöhnen. So verfügen z. B. Niedrigenergiehäuser oft über ein Lüftungssystem, das die Be- und Entlüftung reguliert. Die verbrauchte Luft wird den Räumen entzogen und durch frische ersetzt. Die kalte Außenluft wird in einem Wärmetauscher durch die warme Abluft erwärmt. Dies entlastet die Raumheizung und führt zum Einsparen von Heizenergie. Der Stromverbrauch für Wärmerückgewinnungsanlagen darf jedoch nicht höher sein als die eingesparte Energie. Vorteile des kontrollierten Luftwechsels: Verbesserung der Raumluft durch kontrollierten und erhöhten Luftwechsel, Reduktion des Wasserdampfes und damit Minderung von Schimmel und Bauteilproblemen, Linderung von Allergieproblemen, Energieeinsparung durch Wärmerückgewinnung aus Abluftwärme.
Die so genannte Megawattklasse ist eine Bezeichnung für Windenergieanlagen, die eine Leistung von mindestens 1.000 Kilowatt (kW) = 1 Megawatt (MW) haben.
Methan ist ein farbloses und geruchloses Gas, das zu den Treibhausgasen gehört. Seine Treibhauswirkung (global warming potential – GWP) ist 21 mal so stark wie die von Kohlendioxid. Die wichtigsten Methanquellen sind fossile Brennstoffe, Kohlegruben (Grubengas) und die Methan-Gärung in Mülldeponien (Deponiegas), Kläranlagen (Klärgas) sowie bei der anaeroben (sauerstofffreien) Vergärung von organischem Material (Biogas). Biogas besteht zu ca. 60 % aus Methan und zu 35 % aus Kohlendioxid. Die hervorragende Brennbarkeit dieses Gases macht es möglich, Methan zum Antrieb von Motoren für die Stromerzeugung zu nutzen. Beim Verbrennungsprozess wird Methan zu Kohlendioxid und Wasser.
Die zweite Ebene des Strombedarfs ist die Mittellast. Dabei handelt es sich um die regelmäßige Ausbuchtung der Lastkurve oberhalb der Grundlast, etwa um den vermehrten Stromverbrauch mittags und abends. Diese stundenweise Belastung des Stromnetzes ist vorhersehbar und wird vor allem von Steinkohlekraftwerken abgedeckt.
Naturstrom ist ein anderer Begriff für Strom, der aus den erneuerbaren Energiequellen Sonne, Wind, Wasser, Biomasse und Erdwärme (Geothermie) sowie – bei erweiterter Auslegung – in Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen erzeugt wird. Man spricht häufig auch von grünem Strom oder Ökostrom.
Unter Netzeinspeisung wird das Einspeisen von Strom aus allen Formen von Kraftwerken/Stromerzeugungsanlagen in das allgemeine Stromnetz verstanden. Im Bereich der erneuerbaren Energien handelt es sich dabei z. B. um Wasserkraftwerke, Solar-, Biomasse- und Windkraftanlagen. Die Energieversorgungsunternehmen (EVU) sind nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) dazu verpflichtet, Strom aus diesen Anlagen nicht nur abzunehmen, sondern ihn auch kostendeckend nach festgelegten Preisen zu vergüten.
Ein Niedrigenergiehaus verbraucht durch bessere Wärmedämmung und verbesserte Technik deutlich weniger Energie als herkömmliche Häuser. Eine amtliche Definition gibt es nicht, da ein Niedrigenergiehaus keine bestimmte Bauform oder Bauweise beschreibt, sondern eher einen Verbrauchsstandard. Als Bezugsgröße wird im Allgemeinen der jährliche Heizwärmebedarf bezogen auf einen Quadratmeter gewählt. Ein Niedrigenergiehaus braucht für die Raumheizung 30 – 70 kWh pro qm und Jahr. Das entspricht 3 – 7 l Heizöl. Die wichtigsten Merkmale eines Niedrigenergiehauses sind: sehr gute Wärmedämmung der Außenwände, Fenster, Dachflächen, Kellerwände und Kellerdecken, Reduzierung von Wärmebrücken, Dichtheit der Außenhülle (Blower-Door-Test), Optimierung des Verhältnisses Außenfläche/Nutzvolumen, optimierte Heizungsanlage, Optimierung der passiven Solarenergienutzung, energiesparende Warmwasserbereitung, kontrollierte Wohnungslüftung und gegebenenfalls Wärmerückgewinnung.
Die Ökosteuer ist als eine Steuer auf den Energieverbrauch eine sogenannte Verbrauchssteuer. Das Steueraufkommen dient der Reduzierung der Beitragssätze für die Sozialversicherung (Lohnnebenkosten). Die Ökosteuer wird seit Anfang 2000 nach dem "Gesetz zum Einstieg in die ökologische Steuerreform" auf jede Kilowattstunde Strom sowie auf Gas und Öl erhoben. Das Konzept wurde Anfang der 1980er Jahre vom Schweizer Ökonom Hans Christoph Binswanger entwickelt und verbindet zwei Ansätze: Besteuerung des knappen Gutes Energie mit dem Ziel der Steigerung der Effizienz des Energieeinsatzes; Verbreiterung der Basis für die Finanzierung der sozialen Sicherung. Mit dem Doppelziel, Reduzierung der Umweltbelastungen und Entlastung des Produktionsfaktors Arbeit, wird die Ökosteuer auch als Einstieg in eine ökologische Steuerreform gesehen.
Mit dem Begriff Ökostrom wird umgangssprachlich elektrische Energie bezeichnet, die aus ökologisch vertretbaren oder erneuerbaren Energieträgern hergestellt wird, in Abgrenzung insbesondere zu Kernkraft, Kohle und Öl, aber auch zu sehr großen Wasserkraftwerksprojekten, wie z. B. dem Drei-Schluchten-Staudamm in China. Ökostromanbieter nutzen derzeit insbesondere folgende Energieträger: kleine Wasserkraft, Windenergie, Biomasse, Kraft-Wärme gekoppelte Gaskraftwerke. Folgende Energieträger werden derzeit aus technischen und wirtschaftlichen Gründen noch wenig genutzt, obwohl sie auch als "ökologisch" bewertet werden: Fotovoltaik, Erdwärme (Geothermie). Bei erweiterter Auslegung wird auch Strom zu Ökostrom gezählt, der in fossil betriebenen, sehr effizienten Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen erzeugt wird. Andere genutzte Begriffe sind "Naturstrom" oder "grüner Strom".
Die so genannte Ozonschicht ist eine mit Ozon (O3) angereicherte Schicht in der Stratosphäre, der vergleichsweise hohe Konzentrationen von Ozon (bis ca. 8 ml/m3) enthält und gefährliche UV-Strahlung absorbiert. Die höchste Dichte von Ozon befindet sich in gut 20 km Höhe, der höchste Volumenanteil in ca. 40 km Höhe. Die Ozonschicht wurde 1913 von den französischen Physikern Charles Fabry und Henri Buisson entdeckt. Die Ozonschicht ist über bestimmten Regionen der Erde ausgedünnt (Ozonloch), wodurch mehr UV-B-Strahlung bis zum Erdboden gelangt. Diese führt zu Schädigungen von Lebewesen, insbesondere zu vermehrten Hauterkrankungen, Augenschäden und Schwächungen des Immunsystems.
Die Passive Solarenergienutzung beschreibt die Nutzung der Sonneneinstrahlung ohne direkte Technik. Typisches Beispiel ist der verglaste Wintergarten. Die Glashülle verhindert Wärmeverluste des von der Sonne erwärmten Gebäudeteils und trägt so zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei. Die durch die Sonneneinstrahlung erwärmte Luft wird zur Raumerwärmung mit genutzt.
Passivhäuser sind Gebäude, die meist nur noch über die Lüftungsanlage beheizt werden und über kein konventionelles Heizsystem mehr verfügen. Der Energieverbrauch wird durch Wärmedämmung, kompakte Bauweise, passive und aktive Nutzung der Solarenergie sowie ein Lüftungssystem stark reduziert. Im Lüftungssystem wird der Abluft durch Wärmetauscher Restwärme entzogen und der Frischluft zugeführt, so dass kaum Wärme aus Haus entweichen kann. Eine amtliche Definition gibt es nicht, da ein Passivhaus keine bestimmte Bauform oder Bauweise beschreibt, sondern, ebenso wie das Niedrigenergiehaus, eher einen Verbrauchsstandard. Oft wird die Definition des Passivhaus-Instituts Darmstadt zitiert. Danach liegt der Heizwärmebedarf (Energiekennzahl) bei maximal 15 kWh/m²*a.
Das Passivhaus kann als eine konsequente Weiterentwicklung des Niedrigenergiehauses betrachtet werden. Die wichtigsten Merkmale eines Passivhauses sind: ausgezeichneter Wärmeschutz, kein konventionelles Heizsystem, dreifache Wärmeschutzverglasung mit gedämmten Fensterrahmen und Lüftungsanlage mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung. Der Restwärmebedarf kann durch Wärmeabstrahlung von Haushaltsgeräten und Bewohnern gedeckt werden.
Als Primärenergie wird der Energieinhalt von Energieträgern, die noch keiner Umwandlung unterworfen worden sind, bezeichnet. Primärenergieträger sind z. B. fossile Brennstoffe wie Erdgas, Steinkohle und Erdöl, Kernbrennstoffe wie Uran, aber auch regenerative Energiequellen wie Wasserkraft, Sonne und Wind.
Rationelle Energiebereitstellung bezeichnet die effiziente Umwandlung von Primärenergie in Endenergie und ihre effiziente Verteilung bzw. Lieferung. Dies wird durch Minimierung der Umwandlungsverluste (z. B. durch hohe Kraftwerkswirkungsgrade und Kraft-Wärme-Kopplung) sowie durch effizienten Transport und Verkürzung der Transportwege (dezentrale Energieversorgungsstrukturen) erreicht.
Der Begriff "Regenerative Energien" bezeichnet Energiequellen, die sich laufend erneuern und damit sehr lange zur Verfügung stehen. Neben geothermischer Energie (Erdwärme) und Gravitationsenergie (die von Gezeitenkraftwerken genutzt wird), gilt vor allem die Sonnenenergie als die Energiequelle, die zukünftig einen großen Anteil des menschlichen Energiebedarfs umweltverträglich decken kann. Dabei wird unterschieden zwischen direkter Sonnenenergie sowie der umgewandelten Strahlungsenergie, die – ebenfalls regenerativ – als Windenergie, Wasserenergie oder Bioenergie zur Verfügung stehen. Das technisch nutzbare Angebot aller regenerativen Energien ist vielfach höher als der menschliche Energieverbrauch. Alle regenerativen Energieträger sind kohlendioxidneutral, d. h. sie emittieren entweder kein Kohlendioxid oder nicht mehr als sie während ihrer Entstehung aufgenommen haben.
Der Röhrenkollektor einer Solarkollektoranlage – auch Vakuumröhrenkollektor genannt – unterscheidet sich von einem Flachkollektor dadurch, dass ein luftleerer Bereich zwischen Abdeckung und Absorber für eine besonders gute Isolierung sorgt. Aus diesem Grund hat ein Röhrenkollektor einen ca. 30 % höheren Wirkungsgrad als der Standardflachkollektor. Wegen des hohen Wirkungsgrades arbeiten Vakuumkollektoren auch bei leicht bedecktem Himmel sehr effektiv.
Solarthermische Kraftwerke sind Anlagen, die Solarstrahlung in Wärme umwandeln und diese dann in einem konventionellen Kraftwerksprozess mit Dampferzeuger, Turbine, Kondensator und Generator in Strom umwandeln. Dabei wird zwischen Systemen unterschieden, die die Solarstrahlung konzentrieren und solchen, die sie nicht konzentrieren. Beispiele für konzentrierende Systeme: Parabolrinnen- und Fresnel-Kollektor-Systeme (Farmkraftwerke), Solarturmkraftwerke, Dish/Stirling- bzw. Dish/Brayton-Anlagen. Beispiele für nicht konzentrierende Systeme: Aufwindkraftwerke, Solarteiche.
Spitzenlaststrom wird benötigt, wenn zu bestimmten Tages- und/oder Jahreszeiten ein besonders hoher Strombedarf entsteht, z. B. bei Großveranstaltungen. Spitzenlaststrom wird meist von schnell regelbaren Kraftwerken z. B. von Pumpspeicherkraftwerken und Gasturbinenkraftwerken zur Verfügung gestellt und ist wesentlich teurer als Grundlast- und Mittellaststrom.
Die Europäische Union hat mit der Binnenmarkt-Richtlinie Elektrizität auch die Einführung der Stromkennzeichnungspflicht beschlossen. Mit der Stromkennzeichnung soll den Endkunden auf der Stromrechnung Auskunft über die Energieträger, mit denen der von ihnen bezogene Strom erzeugt wurde sowie zu den damit verbundenen Umweltauswirkungen (CO2-Emissionen, radioaktive Strahlung) gegeben werden. Vor dem Hintergrund der liberalisierten Strommärkte dient die einheitliche Stromkennzeichnung somit im Wesentlichen der Information des Verbrauchers, der sich anhand dessen z. B. für einen umweltverträglich erzeugten Strom entscheiden kann. Mit Inkrafttreten des neuen Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) im Juli 2005 wurde auch in Deutschland die Stromkennzeichnungspflicht gesetzlich festgelegt.
Unter Transparenter Wärmedämmung versteht man den Einsatz eines lichtdurchlässigen Materials mit guter Wärmedämmung und -speicherung. Die TWD besteht meist aus wabenförmig strukturierten Kunststoffen. Ein hinter der Wärmedämmung stehendes einschaliges Mauerwerk leitet die Wärme zeitverzögert weiter in den Innenraum. Über eine transparent gedämmte Wand kann auch Sonneneinstrahlung zu Heizzwecken genutzt werden.
Treibhausgase besitzen die Eigenschaft, von der Erdoberfläche reflektiertes Sonnenlicht zu absorbieren und damit die Atmosphäre zu erwärmen. Dieser Treibhauseffekt ist zunächst Voraussetzung für jedes Leben auf der Erde, da ohne ihn die Durchschnittstemperatur der Erde ca. 33 °C unter den derzeitigen Werten liegen würde. Für den "natürlichen" Treibhauseffekt der Erde sind in erster Linie Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O)verantwortlich. Es wird befürchtet, dass steigende Emissionen dieser Treibhausgase durch menschliche Aktivitäten sowie die zusätzliche Emission von Treibhausgasen zu einer globalen Erwärmung und weiteren unerwünschten Veränderungen des Klimas führen. Treibhausgase werden insbesondere bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe (Heizung, Stromerzeugung, KFZ-Verkehr, Produktionsprozesse) sowie durch landwirtschaftliche Aktivitäten emittiert.
Eine Turbine (lateinisch: turbo = Wirbel, Kreisel) ist eine Strömungsmaschine, die von einer Flüssigkeit, von Dampf oder Gas in Bewegung gesetzt wird. Die dadurch entstehende mechanische Energie wird von einem Generator in elektrische Energie umgewandelt. Turbinen werden in den meisten Kraftwerken zur Stromproduktion eingesetzt.
Der U-Wert (veraltet: k-Wert) wird auch als Wärmedurchgangs-Koeffizient bezeichnet.
Dieser Wert gibt die Menge der Energie an, die in einer bestimmten Zeit durch ein Bauteil dringt. Je niedriger der Wert ist, desto besser ist die Wärmedämmung. Maßeinheit: Watt pro Quadratmeter [W/m2].
Als Verbrauchsspitzen werden Zeitpunkte bezeichnet, an denen ein besonders hoher Strombedarf besteht. Der Stromverbrauch ist über das Jahr nicht konstant, sondern verändert sich mit dem tages- und jahreszeitlichen Verbraucherverhalten und Bedarf. Hoher Stromverbrauch tritt z. B. vormittags zwischen sechs und zehn Uhr, gegen zwölf Uhr mittags und am Abend zwischen 19 und 20 Uhr auf. Nach 22 Uhr sinkt der Stromverbrauch stark ab und ist zwischen Mitternacht und fünf Uhr morgens am geringsten. Aufgrund jahreszeitlicher Bedarfsschwankungen ist der durchschnittliche Stromverbrauch im Sommer geringer als im Winter.
Das elektrische Verbundnetz – auch Übertragungsnetz oder Höchstspannungsnetz genannt – bezeichnet die höchste Spannungsebene des elektrischen Netzes mit 220 und 380 kV (Kilovolt). Die ersten Verbundnetzleitungen wurden in Deutschland Anfang des 20. Jahrhunderts gebaut. Ihre Aufgabe bestand darin, die süddeutschen Wasserkraftwerke mit den Kohlekraftwerken in West- und Mitteldeutschland zu verbinden und dadurch Schwankungen im saisonalen Angebot der Wasserkraft auszugleichen. Das Verbundnetz wurde seitdem zu einem engmaschigen und flächendeckenden Netz mit einer gesamten Trassenlänge von etwa 18.000 km ausgebaut. Bis heute hat es die Aufgabe, regionale Unterschiede zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch oder auch den Ausfall eines Kraftwerks auszugleichen. Es hat damit eine wichtige Aufgabe bei der Sicherung einer stabilen Stromversorgung.
Der Begriff Verkehr umfasst den Individualverkehr (IV) z. B. Pkw, Motorräder, Fahrräder und den öffentlichen Verkehr (ÖV), wie z. B. Busse, Straßenbahnen, U-Bahnen, Eisenbahnen, Flugzeuge, zusammen. Negative Umweltwirkungen verursachen sowohl der motorisierte Individualverkehr (MIV), wie auch der ÖV. Allerdings sind die Wirkungen des ÖV pro transportierte Person im Allgemeinen geringer. Verkehr bezieht sich auf soziale Akteure oder auf die die meist zielgerichtete oder zweckbestimmte Bewegung von Personen, Gütern oder Daten in einem örtlich, zeitlich oder sachlich definierten Raum, i. d. R. unter Zuhilfenahme von Verkehrswegen und Verkehrsmitteln. Für den reibungslosen Ablauf des Verkehrs sorgen umfangreiche und detaillierte Regeln (Verkehrsrecht, Protokolle).
Als Wärmebrücken bezeichnet man die Bereiche eines Außenbauteils, die einen höheren Wärmeabfluss aus dem Gebäude zulassen als ihre unmittelbare Umgebung. Sie können verschiedene Ursachen haben. Geometrisch bedingte Wärmebrücken entstehen zum Beispiel dort, wo die wärmeaufnehmende Innenoberfläche kleiner als die wärmeabgebende Außenoberfläche ist. Das ist an Gebäudekanten und – ausgeprägter noch – an Gebäudeecken der Fall. Konstruktiv bedingte Wärmebrücken liegen vor, wenn Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit konstruktionsbedingt ein Außenbauteil mit besserem Wärmeschutz durchstoßen.
Ein Wärmetauscher ist ein Apparat, mit dem Wärmeenergie von einem Medium an ein anderes übertragen werden kann. Die Medien können dabei flüssig oder gasförmig sein.
Wärmetauscher werden beispielsweise in Systemen zur kontrollierten Raumlüftung eingesetzt. Die Wärme der verbrauchten Raumluft wird an die kältere Frischluft übertragen. So wird der Wärmeverlust reduziert.
Windenergie ist eine erneuerbare Energie, deren kinetische Energie historisch als mechanische Energie in Windmühlen zum Antrieb von Mahlsteinen und Schöpfrädern genutzt wurde und heute in Windenergieanlagen zur Stromerzeugung dient.
Moderne Windenergieanlagen für den Einsatz an Land (Onshore-Windenergie) erreichen Leistungen bis zu 2,5 Megawatt und haben Nabenhöhen über 100 Meter. Küstengebiete verfügen über die größten Onshore-Windenergie-Potenziale. Darüber hinaus sollen zukünftig auch die sehr großen Windenergiepotenziale auf See (Offshore-Windenergie) erschlossen werden. Hierzu sollen Windenergieanlagen mit 5 Megawatt Leistung eingesetzt werden, die sich derzeit in der Entwicklung und Erprobung befinden.
Die Nutzung von Erneuerbaren Energien wird über den Staat durch Zulagen gefördert, die über die Finanzämter ausgezahlt werden. Dabei handelt es sich vor allem um die Investitionszulage, die in den neuen Ländern und den östlichen Bezirken Berlins gezahlt wird. Sie wird für Sanierungs- und Erhaltungsaufwendungen gezahlt, zu denen zum Beispiel der Einbau einer Solaranlage zählt.