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Aufgabe

Pro-Kopf-Bedarf

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Der Primärenergiebedarf der 6,7 Milliarden (Stand: 2005) auf der Erde lebenden Menschen betrug etwa 15 Milliarden Tonnen SKE.

a)Berechne den mittleren jährlichen Pro-Kopf-Bedarf an Primärenergie in GJ.

b)Sehr stark vereinfachend kann man davon ausgehen, dass das in den Industriestaaten lebende Viertel der Erdbevölkerung etwa Dreiviertel der Primärenergie beanspruchte. Wie hoch war dann etwa der Pro-Kopf-Bedarf an Primärenergie in den Industriestaaten und in der Dritten Welt?

c)In der Tabelle sind die heute als sicher erkannten Reserven (jeweils linker Balken) und die Ressourcen (rechter Balken) der wichtigsten nicht erneuerbaren Energieträger dargestellt. Wie lange würden - bei ab jetzt gleichbleibendem Primärenergiebedarf - die sicheren Reserven noch reichen?

Reserven fossiler Energieträger

Hinweis: Unter den nicht konventionellen Wasserstoffen versteht man z.B. Ölschiefer, Flözgas usw.

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a)Berechnung des durchschnittlichen Pro-Kopf-Bedarfs weltweit in t SKE:\[{({\rm{Pro - Kopf - Bedarf}})_{{\rm{Welt}}{\rm{,}} {\rm{Durchschnitt}}}} = \frac{{15 \cdot {{10}^9}{\rm{t}} {\rm{SKE}}}}{{6,7 \cdot {{10}^9}}} \approx 2,2 {\rm{t}} {\rm{SKE}}\]Um den Primärenergiebedarf weltweit zu decken, müsste man also (2005) für jeden Erdenbürger z.B. 2,8 t Steinkohle zur Verfügung stellen.

Umrechnung in GJ (beachte hierzu die Grundwissensseite über die Energieeinheiten):
\[2,2{\mkern 1mu} {\rm{t}} {\rm{SKE}} = 2,2 \cdot {10^3} {\rm{kg}} {\rm{SKE}} = 2,2 \cdot {10^3} \cdot 2,93 \cdot {10^7}{\rm{J}} = {\rm{64}} \cdot {\rm{1}}{{\rm{0}}^9}{\rm{J}} = 64 {\rm{GJ}}\]

b)Drei Viertel des weltweiten Primärenergiebedarfs sind \(0,75 \cdot 15 \cdot {10^9} {\rm{t}} {\rm{SKE}} = {\rm{11}} \cdot {10^9} {\rm{kg}} {\rm{SKE}}\); ein Viertel der Weltbevölkerung sind \(0,25 \cdot 6,7 \cdot {10^9} = 1,7 \cdot {10^9}\) Menschen. Damit ergibt sich\[{({\rm{Pro - Kopf - Bedarf}})_{{\rm{Industrieländer}}{\rm{,}} {\rm{Durchschnitt}}}} = \frac{{11 \cdot {{10}^9}{\rm{t}} {\rm{SKE}}}}{{1,7 \cdot {{10}^9}}} \approx 6,5 {\rm{t}} {\rm{SKE}}\]Ein Viertel des weltweiten Primärenergiebedarfs sind \(0,25 \cdot 15 \cdot {10^9}{\rm{tSKE}} = {\rm{3}}{\rm{,8}} \cdot {10^9}{\rm{kgSKE}}\); drei Viertel der Weltbevölkerung sind \(0,75 \cdot 6,7 \cdot {10^9} = 5,0 \cdot {10^9}\) Menschen. Damit ergibt sich\[{({\rm{Pro - Kopf - Bedarf}})_{{\rm{Dritte}}\;{\rm{Welt}}{\rm{,}} {\rm{Durchschnitt}}}} = \frac{{3,8 \cdot {{10}^9}{\rm{tSKE}}}}{{5,0 \cdot {{10}^9}}} = 0,76 {\rm{tSKE}}\]

c)Addiert man die Reserven der nicht erneuerbaren Energieträger, so kommt man auf 1275 Mrd. t SKE. Bliebe der jährliche Verbrauch wie im Jahre 2005, nämlich 15 Mrd. t SKE, so ergäbe sich als Zeitspanne, welche die sicheren Reserven noch reichen (statische Reichweite)\[{\rm{Statische}}\;{\rm{Reichweite}} = \frac{{1275 \cdot {{10}^9}{\rm{tSKE}}}}{{15 \cdot {{10}^9}\frac{{{\rm{tSKE}}}}{{\rm{a}}}}} \approx 85{\rm{a}}\]