Energie- Ressourceneffizienz

Energie ist die Fähigkeit eines Systems, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen

Kinetische Energie: Objekt das in Bewegung ist. Ein fahrendes Auto oder ein fließender Fluss

Potenzielle Energie: Die gespeicherte Energie, die ein Objekt aufgrund seiner Position oder Konfiguration besitzt. Ein angehobenes Objekt oder eine gespannte Feder haben potenzielle Energie.

• Beispiel: Das Buch, das ruhig auf einem Regal liegt, besitzt potenzielle Energie aufgrund seiner erhöhten Position. Wenn das Buch herunterfällt, wird die gespeicherte potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.

Elektrische Energie: Energie, die durch elektrische Ladungen entsteht, wenn sie in einem elektrischen Feld bewegt werden. Blitz und Strom sind Beispiele für elektrische Energie.

• Beispiel: Wenn du dein Handy an das Ladegerät anschließt, und es lädt.

Energie in der Metallbearbeitung: Spezifische Schnitt- und Schleifenergie

• Energieformen um Material während des Schnitts oder Schleifens zu entfernen. Sie haben direkte Auswirkungen auf Werkzeugverschleiß, Oberflächengüte und die Leistung der Bearbeitungsmaschinen.

Effektivität: Die richtigen Dinge tun

• die richtigen Ziele zu erreichen oder die richtigen Dinge zu tun

Effizienz: Die Dinge richtig tun

• Ziele mit minimalen Ressourcen/Aufwand zu erreichen, indem man die Dinge richtig tut

Energieträger:

• Mineralöle (1990: 35% / 2022: 35%)

• Braunkohle (1990: 21% / 2022: 10%)

• Steinkohle (1990: 15% / 2022: 10%)

• Gase (1990: 15% / 2022: 24%)

• Kernenergie (1990: 11% / 2022: 3%)

• Erneuerbare Energien (1990: 1,3% / 2022: 18%)

Beispiel DE 2011:

• Gewinnung Energie: 11.090 PJ Import + 4.241 PJ Herstellung DE = 15.409 PJ

• Primärenergieverbrauch: 13.521 PJ, Rest: Export und Bunkerung

• Mechanische Energie: 38.95%

• Raumwärme: 26.61%

• Prozesswärme: 21.43%

• Warmwasser: 5.26%

• Rest: 13.05%

Verkehr (29%), Haushalte (29%), Industrie (27%), Gewerbe/Handel/Dienstleistung (15%)

• Metallerzeugung u. bearbeitung: 5,8 Mrd. €

• Herstellung von Metallerzeugnissen: 2,3 Mrd. €

• Maschinenbau: 2,3 Mrd. €

• Herstellung von Kraftwagen & Kraftwagenteilen: 2,6 Mrd €

• Summe: 13,0 Mrd. €

• Grundlast: 78% der Gesamtleistung Grundlast der Maschine

  • Energie, die für nicht-direkte Bearbeitungsprozesse benötigt wird.

• 22% des Leistungsverbrauchs Abgriff durch spanende Bearbeitung

  • Energie, die direkt am Bearbeitungsprozess beteiligt ist.

• Zeitliche Maschinenauslastung u.U. 38% in Großserien bzw. 15% in Kleinserien

• Spanabhebung: Zeit, in der tatsächlich Material bearbeitet wird

  • Anteil geringer, da die Produktionsmengen kleiner sind

• Wartezeit: Zeit, in der die Maschine nicht aktiv bearbeitet wird

  • Wartezeit höher, da Kleinserien häufigere Anpassungen & Wechsel erfordern.

• Einstellung, Werkzeugwechsel: Zeit, für Umrüstung der Maschinen benötigt wird

  • Umrüstzeit bei beiden gleich, da Maschine häufiger umgestellt werden muss.

• Allgemein: Materielles oder immaterielles Gut, bspw. Rohstoffe

• Hier auch: bereits entdeckte Rohstoffmengen, die sich aber noch nicht gewinnbringend fördern lassen Zeitlich veränderlich!

  
  

• Mengen eines Energierohstoffes, die geologisch nachgewiesen sind, aber derzeit nicht wirtschaftlich gewonnen werden können, sowie erwartete Mengen in einem Gebiet

Hier: Menge eines bereits erschlossenen Rohstoffes, die mit den derzeit verfügbaren technischen Möglichkeiten wirtschaftlich gewonnen werden kann Zeitlich veränderlich!

Reserven sind Mengen eines Energierohstoffes, die wirtschaftlich gewonnen werden können, basierend auf genauen Messungen und aktuellen Technologien

Alles, was zur Bedürfnisserfüllung oder Zielverfolgung genutzt werden kann, einschließlich materieller (Geld, Rohstoffe, Werkzeuge) und immaterieller (Wissen, Zeit, Fähigkeiten) Güter.

Summe aus Ressourcen und Reserven

Die Berechnung erfolgt durch das Verhältnis der Reserven zur jährlichen Fördermenge.

• Die Reichweite der Reserven ist abhängig von:

  • Fördermenge: Eine höhere Fördermenge verkürzt die theoretische Reichweite der Reserven, da die Ressourcen schneller verbraucht werden. Umgekehrt würde eine geringere Fördermenge die Reichweite verlängern.

  • Rohstoffpreis: Höhere Rohstoffpreise können dazu führen, dass bisher nicht wirtschaftlich abbaubare Vorkommen nun rentabel werden, wodurch die Reserven theoretisch zunehmen und die Reichweite sich verlängert. Niedrigere Preise könnten den gegenteiligen Effekt haben.

• Statische Reichweite: Die statische Reichweite berücksichtigt lediglich die zum aktuellen Zeitpunkt bekannten Reserven und die aktuelle Fördermenge. Sie gibt eine Momentaufnahme und bietet eine einfache, direkte Methode zur Einschätzung der Verfügbarkeit von Rohstoffen. Allerdings berücksichtigt sie nicht die Möglichkeit, dass durch neue Entdeckungen, technologische Fortschritte oder Änderungen im Rohstoffpreis die Reserven erhöht werden können.

• Dynamische Reichweite: Die dynamische Reichweite versucht, zukünftige Veränderungen in Entdeckungen, Technologie und Rohstoffpreisen miteinzubeziehen. Sie erkennt an, dass die Reserven keine statische Größe sind und dass die Förderung und die damit verbundene Reichweite sich über die Zeit ändern können. Diese Betrachtungsweise ist realitätsnäher, aber auch deutlich komplexer, da sie Prognosen und Annahmen über zukünftige Entwicklungen einbeziehen muss.

Wichtig für viele Konsumgüter und "grüne" Technologien wie Windenergieanlagen und Elektromobilität:

• Spielen eine entscheidende Rolle in der Herstellung von Hochleistungsmagneten für Windturbinen und Elektromotoren sowie in vielen anderen Anwendungen, darunter Energiesparlampen, Batterien und Mobiltelefone.

Durch Urproduktion aus der Natur gewonnene Grundstoffe

Primärrohstoff: Stoffe aus natürlichen Quellen

Sekundärrohstoff: Wiederverwendete Stoffe (Recycling)