Erneuerbare Energien und Klimaschutz

Vorwort

Inhalt

1 Unser Hunger nach Energie

1.1 Energieversorgung – gestern und heute

1.1.1 Von der französischen Revolution bis ins 20. Jahrhundert

1.1.2 Die Epoche des schwarzen Goldes

1.1.3 Erdgas – der jüngste fossile Energieträger

1.1.4 Atomkraft – gespaltene Energie

1.1.5 Das Jahrhundert der fossilen Energieträger

1.1.6 Das erneuerbare Jahrhundert

1.2 Energiebedarf – wer was wo wie viel verbraucht

1.3 Die SoDa-Energie

1.4 Energievorräte – Reichtum auf Zeit

1.4.1 Nicht-konventionelle Vorräte – Verlängerung des Ölzeitalters

1.4.2 Ende in Sicht

1.4.3 Das Ende der Spaltung

1.5 Hohe Energiepreise – Schlüssel für den Klimaschutz

2 Klima vor dem Kollaps

2.1 Es ist warm geworden – Klimaveränderungen heute

2.1.1 Immer schneller schmilzt das Eis

2.1.2 Naturkatastrophen kommen häufiger

2.2 Schuldiger gesucht – Gründe für den Klimawandel

2.2.1 Der Treibhauseffekt

2.2.2 Hauptverdächtiger Kohlendioxid

2.2.3 Andere Übeltäter

2.3 Aussichten und Empfehlungen – was kommt morgen?

2.3.1 Wird es in Europa bitterkalt?

2.3.2 Empfehlungen für einen wirksamen Klimaschutz

2.4 Schwere Geburt – Politik und Klimawandel

2.4.1 Deutsche Klimapolitik

2.4.2 Klimapolitik international

2.5 Selbsthilfe zum Klimaschutz

3 Vom Energieverschwenden zum Energie- und Kohlendioxidsparen

3.1 Wenig effizient – Energiever(sch)wendung heute

3.2 Privater Energiebedarf – zu Hause leicht gespart

3.2.1 Private Elektrizität – viel Geld verschleudert

3.2.2 Wärme – fast ohne heizen durch den Winter

3.2.3 Transport – mit weniger Energie weiterkommen

3.3 Industrie und Co – schuld sind doch nur die anderen

3.4 Die eigene Kohlendioxidbilanz

3.4.1 Direkt selbst verursachte Emissionen

3.4.2 Indirekt verursachte Emissionen

3.4.3 Gesamtemissionen

3.5 Ökologischer Ablasshandel

4 Die Energiewende – der Weg in eine bessere Zukunft?

4.1 Kohle- und Kernkraftwerke – Krücke statt Brücke

4.1.1 Energie- und Automobilkonzerne – aufs falsche Pferd gesetzt

4.1.2 Braunkohle – Klimakiller made in Germany

4.1.3 Kohlendioxidsequestrierung – aus dem Auge aus dem Sinn

4.1.4 Atomkraft – Comeback strahlend gescheitert

4.2 Effizienz und KWK – ein gutes Doppel für den Anfang

4.2.1 Kraft-Wärme-Kopplung – Brennstoff doppelt genutzt

4.2.2 Energiesparen – mit weniger mehr erreichen

4.3 Regenerative Energiequellen – Angebot ohne Ende

4.4 Deutschland wird erneuerbar

4.4.1 Auf alle Sektoren kommt es an

4.4.2 Energiewende im Wärmesektor

4.4.3 Energiewende im Verkehrssektor

4.4.4 Energiewende im Elektrizitätssektor

4.4.5 Sichere Versorgung mit regenerativen Energien

4.4.6 Dezentral statt zentral – weniger Leitungen für das Land

4.5 Gar nicht so teuer – die Mär der unbezahlbaren Kosten

4.6 Energierevolution statt laue Energiewende

4.6.1 Deutsche Energiepolitik – im Schatten der Konzerne

4.6.2 Energiewende in Bürgerhand – eine Revolution steht ins Haus

5 Photovoltaik – Strom aus Sand

5.1 Aufbau und Funktionsweise

5.1.1 Elektronen, Löcher und Raumladungszonen

5.1.2 Wirkungsgrad, Kennlinien und der MPP

5.2 Herstellung von Solarzellen – vom Sand zur Zelle

5.2.1 Siliziumsolarzellen – Strom aus Sand

5.2.2 Von der Zelle zum Modul

5.2.3 Dünnschichtsolarzellen

5.3 Photovoltaikanlagen – Netze und Inseln

5.3.1 Sonneninseln

5.3.2 Sonne am Netz

5.3.3 Mehr solare Unabhängigkeit

5.4 Planung und Auslegung

5.4.1 Geplante Inseln

5.4.2 Geplant am Netz

5.4.3 Geplante Autonomie

5.5 Ökonomie

5.5.1 Was kostet sie denn?

5.5.2 Förderprogramme

5.5.3 Es geht auch ohne Mehrwertsteuer

5.6 Ökologie

5.7 Photovoltaikmärkte

5.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale

6 Solarthermieanlagen – mollig warm mit Sonnenlicht

6.1 Aufbau und Funktionsweise

6.2 Solarkollektoren – Sonnensammler

6.2.1 Schwimmbadabsorber

6.2.2 Flachkollektoren

6.2.3 Luftkollektoren

6.2.4 Vakuum-Röhrenkollektor

6.3 Solarthermische Anlagen

6.3.1 Warmes Wasser von der Sonne

6.3.1.1 Schwerkraftsysteme

6.3.1.2 Systeme mit Zwangsumlauf

6.3.2 Heizen mit der Sonne

6.3.3 Solare Siedlungen

6.3.4 Kühlen mit der Sonne

6.3.5 Schwimmen mit der Sonne

6.3.6 Kochen mit der Sonne

6.4 Planung und Auslegung

6.4.1 Solarthermische Trinkwassererwärmung

6.4.1.1 Grobauslegung

6.4.1.2 Detaillierte Auslegung

6.4.2 Solarthermische Heizungsunterstützung

6.5 Ökonomie

6.5.1 Wann rechnet sie sich denn?

6.5.2 Förderprogramme

6.6 Ökologie

6.7 Solarthermiemärkte

6.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale

7 Solarkraftwerke – noch mehr Kraftaus der Sonne

7.1 Konzentration auf die Sonne

7.2 Solare Kraftwerke

7.2.1 Parabolrinnenkraftwerke

7.2.2 Solarturmkraftwerke

7.2.3 Dish-Stirling-Kraftwerke

7.2.4 Aufwindkraftwerke

7.2.5 Konzentrierende Photovoltaikkraftwerke

7.2.6 Solare Chemie

7.3 Planung und Auslegung

7.3.1 Konzentrierende solarthermische Kraftwerke

7.3.2 Aufwindkraftwerke

7.3.3 Konzentrierende Photovoltaikkraftwerke

7.4 Ökonomie

7.5 Ökologie

7.6 Solarkraftwerksmärkte

7.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale

8 Windkraftwerke – luftiger Strom

8.1 Vom Winde verweht – woher der Wind kommt

8.2 Nutzung des Windes

8.3 Anlagen und Parks

8.3.1 Windlader

8.3.2 Große netzgekoppelte Windkraftanlagen

8.3.3 Kleinwindkraftanlagen

8.3.4 Windparks

8.3.5 Offshore-Windparks

8.4 Planung und Auslegung

8.5 Ökonomie

8.6 Ökologie

8.7 Windkraftmärkte

8.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale

9 Wasserkraftwerke – nasser Strom

9.1 Anzapfen des Wasserkreislaufs

9.2 Wasserturbinen

9.3 Wasserkraftwerke

9.3.1 Laufwasserkraftwerke

9.3.2 Speicherwasserkraftwerke

9.3.3 Pumpspeicherkraftwerke

9.3.4 Gezeitenkraftwerke

9.3.5 Wellenkraftwerke

9.3.6 Meeresströmungskraftwerke

9.4 Planung und Auslegung

9.5 Ökonomie

9.6 Ökologie

9.7 Wasserkraftmärkte

9.8 Ausblick und Entwicklungspotenziale

10 Geothermie – tiefgründige Energie

10.1 Anzapfen der Erdwärme

10.2 Geothermieheizwerke und Geothermiekraftwerke

10.2.1 Geothermische Heizwerke

10.2.2 Geothermische Kraftwerke

10.2.3 Geothermische HDR-Kraftwerke

10.3 Planung und Auslegung

10.4 Ökonomie

10.5 Ökologie

10.6 Geothermiemärkte

10.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale

11 Wärmepumpen – aus kalt wird heiß

11.1 Wärmequellen für Niedertemperaturwärme

11.2 Funktionsprinzip von Wärmepumpen

11.2.1 Kompressionswärmepumpen

11.2.2 Absorptionswärmepumpen und Adsorptionswärmepumpen

11.3 Planung und Auslegung

11.4 Ökonomie

11.5 Ökologie

11.6 Wärmepumpenmärkte

11.7 Ausblick und Entwicklungspotenziale

12 Biomasse – Energie aus der Natur

12.1 Entstehung und Nutzung von Biomasse

12.2 Biomasseheizungen

12.2.1 Brennstoff Holz

12.2.2 Kamine und Kaminöfen

12.2.3 Scheitholzkessel

12.2.4 Holzpelletsheizungen

12.3 Biomasseheizwerke und Biomassekraftwerke

12.4 Biotreibstoffe

12.4.1 Bioöl

12.4.2 Biodiesel

12.4.3 Bioethanol

12.4.4 BtL-Kraftstoffe

12.4.5 Biogas

12.5 Planung und Auslegung

12.5.1 Scheitholzkessel

12.5.2 Holzpelletsheizung

12.6 Ökonomie

12.7 Ökologie

12.7.1 Feste Brennstoffe

12.7.2 Biotreibstoffe

12.8 Biomassemärkte

12.9 Ausblick und Entwicklungspotenziale

13 Erneuerbare Gase und Brennstoffzellen

13.1 Energieträger Wasserstoff

13.2 Methanisierung

13.3 Transport und Speicherung von EE-Gasen

13.3.1 Transport und Speicherung von Wasserstoff

13.3.2 Transport und Speicherung von erneuerbarem Methan

13.4 Hoffnungsträger Brennstoffzelle

13.5 Ökonomie

13.6 Ökologie

13.7 Märkte, Ausblick und Entwicklungspotenziale

14 Sonnige Aussichten – Beispiele für eine nachhaltige Energieversorgung

14.1 Klimaverträglich wohnen

14.1.1 Kohlendioxidneutrales Standardfertighaus

14.1.2 Plusenergie-Solarhaus

14.1.3 Plusenergiehaus-Siedlung

14.1.4 Heizen nur mit der Sonne

14.1.5 Null Heizkosten nach Sanierung

14.2 Klimaverträglich arbeiten und produzieren

14.2.1 Büros und Läden im Sonnenschiff

14.2.2 Nullemissionsfabrik

14.2.3 Kohlendioxidfreie Schwermaschinenfabrik

14.2.4 Plusenergie-Firmenzentrale

14.3 Klimaverträglich Auto fahren

14.3.1 Weltumrundung im Solarmobil

14.3.2 In dreiunddreißig Stunden quer durch Australien

14.3.3 Abgasfrei ausgeliefert

14.3.4 Elektroautos für Alle

14.4 Klimaverträglich Schiff fahren und fliegen

14.4.1 Moderne Segelschifffahrt

14.4.2 Solarfähre am Bodensee

14.4.3 Höhenweltrekord mit Solarflugzeug

14.4.4 Mit dem Solarflugzeug um die Erde

14.4.5 Fliegen für Solarküchen

14.5 Alles wird erneuerbar

14.5.1 Ein Dorf wird unabhängig

14.5.2 Hybridkraftwerk für die sichere regenerative Versorgung

14.6 Alles wird gut

Anhang

A.1 Energieeinheiten und Vorsatzzeichen

A.2 Geografische Koordinaten von Energieanlagen

A.3 Weiterführende Informationen im Internet

Literatur

Register

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