Exam Prep Flashcards

(562 cards)

1
Q

Energieformen

A

-Mechanische Energie
-Thermische und innere Energie
-Elektrische und magnetische Energie
-Bindungsenergie

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2
Q

Energiebilanz

A

stellt für ein System die eintretenden und austretenden Energieströme für einen bestimmten Zeitraum einander gegenüber

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3
Q

Reserven

A

EINDEUTIG IDENTIFIZIERBARE Vorräte, die sich unter heutigen oder in naher Zukunft zu erwartenden Bedingungen TECHNISCH UND WIRTSCHAFTLICH abbauen lassen.

geologische Vorräte, die NACHGEWIESEN sind

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4
Q

Ressourcen

A

NACHGEWIESEN bzw. wahrscheinlich, aber technisch und/oder wirtschaftlich zur Zeit NICHT GEWINNBAR.

Zu den Ressourcen gehören ferner NOCH NICHT nachgewiesene, geologisch aber MÖGLICHE Lagerstätten

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5
Q

McKelvey-Diagramm

A

X axis: abnehmende geologische Kenntnisse

Y axis: zunehmende Kosten

unterteilt in Reserven und Ressourcen

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6
Q
A
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7
Q

Ungefähre Größenordnungen für den Energiefluss in Deutschland

A

Energieaufkommen im Inland: 15 000 PJ

Primärenergieverbrauch: 12 000 PJ

Endenergieverbrauch: 9000 PJ

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8
Q

Wirkungsgradmethode

A

internationaler Konvention

Energieträgern, denen kein Heizwert zugeordnet werden kann, wird ein physikalischer, repräsentativer Wirkungsgrad für die Stomerzeugung zugeordnet

EE: 100%
Kernenergie: 33%

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9
Q

Notwendigkeit der Entkoppelung

A

difficult to separate Wirtschaftswachstum und Energieverbrauch

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10
Q

Verteilung von Ressourcen und Reserven

A

Größte Reserven in:
Nordamerika
Australia
Russland

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11
Q

What is the problem with Energierohstoffe and Verteilung? Why does it affect Germamy so much?

A

Energierohstoffe sind ungleich verteilt zwischen den Weltregionen und Nationalstaaten.

– Am Beispiel von Erdöl zeigt sich, dass Förderung und Verbrauch deutlich auseinander fallen
können.

– Deutschland ist als rohstoffarmes Land stark abhängig von (derzeit überwiegend fossilen)
Energieimporten.

– Die Preise für fossile Rohstoffe sind volatile, also deutlichen Schwankungen im Zeitverlauf
unterlegen.

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12
Q

Treibhauseffekt

A

Verstärkung des natürlichen Treibhauseffekts durch höhere
Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre (CO2)

▫ Kurzwellige Sonnenstrahlung trifft Erdoberfläche → z.T. absorbiert, z.T. reflektiert als
langwellige Wärmestrahlung.

▫ Langwellige Wärmestrahlung in Atmosphäre reflektiert durch Treibhausgase. →
Temperaturanstieg

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13
Q

ungleiche Verteilung von Emissionsmengen

A

per person highest emittors:

  1. north america
  2. oceania
  3. europe
  4. middle east
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14
Q
A
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15
Q

Thermische und innere Energie

A

Thermodynamik

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16
Q

Elektrische und magnetische Energie

A

-Elektrische Energie
-Magnetismus
-Elektromagnetische Schwingungen

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17
Q

Bindungsenergie

A

-Chemische Energie
-Kernenergie

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18
Q

Energieumwandlung (Energieerhaltungssatz)

A

Energieformen können ineinander umgewandelt werden, OHNE DASS SICH DIE ENERGIEMENGE ÄNDERT

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19
Q

Wirkungsgrad

A

Verhältnis zwischen Nutzen und Aufwand

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20
Q

Energieträger

A

Physikalische Erscheinungsformen und Stoffe, aus denen nach deren Umwandlung Energie gewonnen werden kann

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21
Q

Primärenergieträger

A

Energieträger, die keiner vom Menschen verursachten und beabsichtigten Umwaldung unterworfen wurden

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22
Q

Primärenergie

A

Rechnerisch nutzbarer Energiegehalt all jener Energieträger, die in der Natur vorkommen und noch keiner Umwandlung unterworfen sind

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23
Q

Sekundärenergie

A

Energie, die als Ergebnis eines Umwandlungsprozesses und unter Energieverlust aus Primärenergie gewonnen wird. Sekundärenergie gibt es entweder in Form von leitungsgebundener Energie oder in Form von Veredelungsprodukten (refinement products)

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24
Q

Examples of Leitungsgebundene Energie (Sekundärenergie)

A

Strom
Fernwärme
Erdgas

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25
Examples of Veredelungsprodukte (refinement products)
Kraftstoffe Heizöl Steinkohle
26
Endenergie
Energie, die an den Endnutzer geliefert wird
27
Nutzenergie
Der Bedürfnisbefriedigung des Verbrauchers dienende Energie
28
Energiedienstleistung
Die aus dem Einsatz der Nutzenergie und anderer Produktionsfaktoren befriedigten Bedürfnisse bzw. erzeugten Güter
29
Nichtenergetischer Verbrauch
Verwendung der Energieträger als Rohstoffe für industrielle Produkte. Energieinhalt von Stoffen, die als Produkte aus Umwandlungsprozessen anfallen, die nicht durch Energieinhalt, sondern durch stoffliche Eigenschaften bestimmt sind. Sie dienen nicht zur Erzeugung von Nutzenergie Things that can be used for energy but are used for other things e.g. wood
30
Energieaufkommen im Inland
Energieimporte + Bestandsentnahmen + inländische Gewinnung
31
Primärenergieverbrauch
Energieaufkommen im Inland MINUS: -Export und Bestandsaufstockungen
32
Sekundärenenergieverbrauch Formel
Primärenergieverbrauch MINUS: -Nichtenergetischer Verbrauch -Umwandlungsverluste -Eigenverbrauch
33
Endenergieverbrauch aufteilung Sektoren
Industrie Verkehr Haushalte Gewerbe, Handel, Dienstleistungen
34
Substitutionsmethode
damals wurde regenerativ erzeugter Strom mit dem Primärenergieeinsatz zur Stromerzeugung in konventionellen Wärmekraftwerken bewertet
35
Endenergieverbrauch Formel
Sekundärenergieverbrauch MINUS -Transportverluste
36
Nutzenergieverbrauch
Endenergieverbrauch MINUS -Umwandlungsverluste beim Letztverbraucher
37
Wie lässt sich eine Entkopplung von Primärenergieverbrauch und Wirtschaftswachstum erreichen?
1. **Energieeffizienzsteigerung:** 2. **Förderung erneuerbarer Energien:** 3. **Innovative Technologien:** Energiespeicherung, Elektromobilität und intelligentes Energiemanagement 4. **Nachhaltige Wirtschaftsmodelle:** Kreislaufwirtschaft und nachhaltigen Produktions- und Konsumpraktiken kann den Ressourcenverbrauch reduzieren und die Wirtschaft vom linearen "Nehmen, Produzieren, Wegwerfen"-Modell entkoppeln. 6. **Bewusstseinsbildung und Bildung:** 7. **Politische Maßnahmen:** 8. **Internationale Zusammenarbeit:**
38
Wann bzw. inwiefern wäre das Wirtschaftswachstum zu begrenzen?
Die Frage nach der Begrenzung des Wirtschaftswachstums ist ein Thema, das verschiedene wirtschaftliche, soziale und ökologische Überlegungen mit sich bringt. Es gibt mehrere Ansätze und Argumente, die eine Begrenzung des Wirtschaftswachstums unterstützen: 1. **Umweltbelastung und Ressourcenverbrauch:** - Unkontrolliertes Wirtschaftswachstum kann zu übermäßiger Umweltbelastung führen, einschließlich Luftverschmutzung, Wasserverschmutzung, Verlust der biologischen Vielfalt und übermäßigem Ressourcenverbrauch. Eine Begrenzung des Wirtschaftswachstums könnte darauf abzielen, die Umweltauswirkungen zu reduzieren und nachhaltigere Praktiken zu fördern. 2. **Soziale Gerechtigkeit:** - Einige argumentieren, dass ein übermäßiges Wirtschaftswachstum zu Ungleichheiten in der Einkommensverteilung führen kann. Eine Begrenzung des Wirtschaftswachstums könnte darauf abzielen, soziale Gerechtigkeit zu fördern und sicherzustellen, dass die Vorteile des Wohlstands gleichmäßiger verteilt sind. 3. **Lebensqualität und Wohlbefinden:** - Wirtschaftswachstum wird oft mit einer Erhöhung der Lebensqualität in Verbindung gebracht. Jedoch deuten einige Forschungen darauf hin, dass es einen Punkt gibt, an dem zunehmendes Einkommen nicht mehr signifikant zu einer Steigerung des individuellen Wohlbefindens beiträgt. Eine Begrenzung des Wirtschaftswachstums könnte darauf abzielen, andere Faktoren wie soziale Beziehungen, Freizeit und Umweltqualität zu fördern. 4. **Ökologische Nachhaltigkeit:** - Die natürlichen Ressourcen der Erde sind begrenzt, und eine ungebremste wirtschaftliche Expansion kann zu einem übermäßigen Verbrauch dieser Ressourcen führen. Eine Begrenzung des Wirtschaftswachstums könnte darauf abzielen, eine ökologisch nachhaltige Nutzung von Ressourcen zu gewährleisten. 5. **Krisenprävention:** - Übermäßiges Wirtschaftswachstum kann zu wirtschaftlichen Blasen und Krisen führen. Eine vorsichtige Begrenzung des Wirtschaftswachstums könnte darauf abzielen, die Stabilität der Wirtschaft zu gewährleisten und übermäßige Schwankungen zu verhindern. Es gibt jedoch auch Gegenargumente. Einige argumentieren, dass Wirtschaftswachstum notwendig ist, um Arbeitsplätze zu schaffen, Armut zu reduzieren und Innovation zu fördern. Die Herausforderung besteht darin, einen Weg zu finden, der sowohl das Streben nach Wohlstand als auch die Notwendigkeit des Umwelt- und Ressourcenschutzes berücksichtigt. Einige Länder und Organisationen erkunden daher alternative Modelle wie das "Green Growth" oder "Degrowth", die auf nachhaltigen Prinzipien basieren.
39
Deutschlands energiepolitisches Zieldreieck
Umweltverträglichkeit Versorgungssicherheit Wirtschaftlichkeit
40
Warum ist eine Ungleichverteilung von Ressourcen und Reserven problematisch?
1. **Soziale Ungerechtigkeit:** 2. **Armut und Lebensbedingungen:** 3. **Konflikte und Instabilität:** 4. **Globale Abhängigkeiten und Macht
41
Welche Optionen haben importabhängige Staaten?
1. **Diversifizierung der Handelspartner:** 2. **Förderung lokaler Produktion:** 3. **Investitionen in Infrastruktur:** 4. **Steigerung der Exporte:** 5. **Entwicklung von Eigenproduktion:** 6. **Verbesserung der Bildung und Forschung:** 7. **Nachhaltige Ressourcennutzung:**
42
Wie kann dem Klimaschutz Rechnung getragen (account for) werden?
1. **Emissionsreduktion und erneuerbare Energien:** 2. **Energieeffizienz:** 3. **Aufforstung und Waldschutz:** 4. **Nachhaltige Landwirtschaft:** 5. **Förderung nachhaltiger Transportmittel:** e cars 6. **Klimabildung und Bewusstseinsbildung:** 7. **Politische Maßnahmen und internationale Zusammenarbeit:** 9. **Forschung und Innovation:** 10. **Kooperation von Unternehmen und Zivilgesellschaft:**
43
Wie unterscheiden sich Natur- und Umwelt- und Klimaschutz?
Naturschutz den Schutz von natürlichen Lebensräumen und Arten betont, Umweltschutz eine breitere Perspektive auf den Schutz der gesamten Umwelt einnimmt, während Klimaschutz speziell auf die Begrenzung des Klimawandels und die Reduzierung von Treibhausgasemissionen abzielt
44
Was für Maßnahmen sind möglich um den Primärenergieverbrauch zu reduzieren? Welche Maßnahmen ergreift Deutschland konkret?
1. **Energieeffizienzmaßnahmen:** Energetische Sanierungen von Gebäuden, die Förderung energieeffizienter Technologien und die Einführung von Energiemanagementsystemen 2. **Ausbau erneuerbarer Energien:** Ausbau von Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen und Biomasseanlagen. 3. **Forschung und Innovation:** Erforschung von Speichertechnologien, intelligenten Netzen und energieeffizienten Produktionsprozessen. 4. **Energiewende:** Ausstieg aus der Kernenergie 5. **Energiepolitische Rahmenbedingungen:** Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und das Gebäudeenergiegesetz (GEG).
45
Warum könnte es schwierig sein, den PV weltweit zu senken?
1. **Investitionsbedarf:** 2. **Infrastrukturmängel:** 3. **Technologische Herausforderungen:** 4. **Politische und rechtliche Hindernisse:** In vielen Ländern können politische Unsicherheiten und rechtliche Hürden den Ausbau erneuerbarer Energien bremsen. 5. **Widerstand gegen Veränderungen:** 6. **Globale Koordination und Zusammenarbeit:**
46
Kategorisierung natürlicher Ressourcen
Produktionsweise in der Natur Ausschließbarkeit Verfügbarkeit Rivalität im Konsum
47
Erdöl, Erdgas, Steinkohle, Braunkohle, Uran in terms of ressourcen und reserven how many?
erdöl und erdgas begrenzt Stein, Braunkohle lots of reserven and maybe lots more ressourcen Uran lots of reserven und way more ressourcen
48
Hotelling Regel
eine langfristig optimale (dynamisch effiziente Ressourcenentnahme) dann vorliegt, wenn die Ressourcenpreise erschöpflicher Ressourcen mit der Kiskontrate (Zinssatz) wachsen Entnahme so, dass Preis der Ressource über alle Perioden mit dem Zinssatz steigt
49
Vorgehen bei der Gestaltung und Berechnung von Prognosen und Szenarien für das Stromsystem
1. Grundprinzip der Szenariengestaltung Beeinflussende Faktoren: Bevölkerung, BIP, Wohnfläche Bedingungen: politisch festgelegte Ziele wie Energieeffizienz, THG Emissionen... 2. Bestimmungsfaktoren des Energiemix in der Stromerzeugung 3. Gestaltung der Szenarien
50
Prognosen
Extrapolation vergangener Entwicklungen in die Zukunft Nutzung unterschiedlicher Methoden denkbar Basis: Modell eines Systems Wahl von "wahrscheinlichen" Randbedingungen
51
Szenarien
Zukunftsentwürfe, die konsistenten Annahmegerüst berühen Modell muss nicht unbedingt als wahrscheinliche angesehen werden Ergebnisse zeigen, was bei bestimmten Einflussnahmen eintreten würde Entwicklungen werden mit ihren Folgewirkungen beschreiben Wenn Dann Analyse
52
Produktionsweise in der Natur
erschöpfliche und erneuerbare Ressourcen
53
Ausschließbarkeit
private oder öffentliche Güter
54
55
56
Privates Gut
Ausschließbar und Rivalität vorhanden e.g. products in grocery store
57
Klubgut/Mautgut
Ausschließbar und Rivalität nicht vorhanden e.g. Anywhere wo Eintritt gezahlt wird oder Subscriptions wie Netflix
58
Allmendegut
Keine Ausschließbarkeit und Rivalität vorhanden e.g. fish
59
Öffentliches Gut
Keine Ausschließbarkeit und Rivalität nicht vorhanden e.g. Atemluft
60
Statische Reichweite
derzeit vorhandene Reserven / derzeitiger konstanter Verbruach
61
Dynamische Reichweite
derzeit vorhandene Reserven / erwarteter zukünftiger Verbrauch
62
Wovon hängt die Reichweite der Primärenergieträger ab?
W= Wirtschaft, T= Technik, V= Versorgungssicherheit Einfluss auf Reserven: Exploration und Fördertechnik T Politische Verfügbarkeit V Preisentwicklung W Einfluss auf Verbrauch: Entwicklung der Bevölkerung der Erde V Entwicklung der Weltwirtschaft W Technische Entwicklung T Preisentwicklung W
63
Strike Nachhaltigkeit nach Hartwick
Keine Substitution zwischen den Kapitalarten (Natural resources and produced goods) means consumption of natural resources nicht konform mit Kriterium der strikten Nachhaltigkeit e.g. ozone layer
64
Schwache Nachhaltigkeit nach Hartwick
Substitution zwischen den Kapitalarten ist zulässig a part of natural sources can be produced into goods without Verstoß gegen das Kriterium der schwachen Nachhaltigkeit e.g. you can use coal for electricity
65
Hotelling Regel Annahmen
Konstanter und bekannter Ressourcenbestand gleichbleibende Marknachfragefunktion konstante Abbaugrenzkosten, langfristige Betrachtung mit periodenübergreifenden Optimierungskalkul -> kurzfristige Effekte ausgeblendet, Ressource komplett abgebaut bei erreichen des Prohibitivpreises
66
Hotelling-Regel: Effects of increasing Abbaugrenzkosten
erhöhte gegenwärtige Förderung und schnellere Extraktion als bei konstanten AGK
67
Hotelling-Regel: Effects of höhere Zinsen
schnellerer Preisanstieg, frühere Erschöpfung
68
Hotelling-Regel: Effects of technischer Fortschritt oder überraschende Explorationserfolge
Abrupte Preissenkung, zeitliche Verlängerung des Extraktionspfades
69
Hotelling-Regel: Effects of Backstop Technologie
nicht erschöpfliche Ressource kann erschöpfliche ersetzen Preis steigt bis zu Grenzkosten der Backstop Technologie als neuem Prohibitivpreis
70
Probleme mit Backstop Technologie
Der Zeitpunkt der Verfügbarkeit der Backstop-Technologie kann nicht mit Sicherheit bestimmt werden Eine komplette Substitution benötigt Zeit für die Umstrukturierung des Systems
71
Wie ist das Konzept der schwachen Nachhaltigkeit zu bewerten?
es nicht notwendigerweise erforderlich ist, die Umweltressourcen absolut zu schützen oder zu erhalten, solange der Gesamtkapitalbestand, der aus den drei Haupttypen besteht - natürliches, menschliches und hergestelltes Kapital - erhalten bleibt oder sogar wächst. **Positiv:** 1. **Wirtschaftliche Entwicklung:** Die schwache Nachhaltigkeit betont die Idee, dass es möglich ist, Umweltauswirkungen und Ressourcennutzung zu kompensieren, solange es gleichwertige Investitionen in menschliches und hergestelltes Kapital gibt. 2. **Flexibilität:** **Negativ:** 1. **Nicht-Substituierbarkeit bestimmter Ressourcen:** Einige Umweltressourcen, wie Biodiversität und bestimmte Ökosystemdienstleistungen, können nicht leicht durch menschengemachtes oder anderes Kapital ersetzt werden. Das Konzept der schwachen Nachhaltigkeit könnte daher den Verlust einiger irreversibler natürlicher Kapitalbestände übersehen. 2. **Langfristige Auswirkungen:** Kritiker argumentieren, dass die Annahme der Substituierbarkeit von Kapitalarten die langfristigen ökologischen Auswirkungen von Ressourcennutzung und Umweltzerstörung unterschätzen könnte. Ein ungebremster Verbrauch von Naturkapital könnte langfristig zu ökologischen Kollapsen führen. 3. **Verteilungsgerechtigkeit:** Die schwache Nachhaltigkeit berücksichtigt nicht immer die Verteilungsgerechtigkeit, insbesondere wenn es darum geht, wer von den Umweltauswirkungen profitiert oder wer die Kosten trägt. Dies könnte zu ungleichen Belastungen und negativen Auswirkungen auf bestimmte Gemeinschaften führen.
72
Wie ist die Hotelling-Regel zu bewerten?
**Positiv:** 1. **Wirtschaftliche Effizienz:** Anreiz für Unternehmen schafft, Ressourcen in einem optimalen Tempo zu fördern. Dies verhindert übermäßige Erschöpfung oder zu langsame Nutzung. 2. **Intergenerationale Gerechtigkeit:** Die Regel bezieht sich auf die Idee der intergenerationalen Gerechtigkeit, indem sie sicherstellt, dass gegenwärtige und zukünftige Generationen von nicht erneuerbaren Ressourcen gleichermaßen profitieren. Die heutige Generation nutzt die Ressourcen nicht so schnell, dass zukünftige Generationen davon ausgeschlossen werden. 3. **Preissignal:** Die Hotelling-Regel setzt ein klares Preissignal für Unternehmen und Konsumenten, das den Knappheitswert der nicht erneuerbaren Ressource reflektiert. Dies könnte dazu beitragen, nachhaltigere Entscheidungen bei der Ressourcennutzung zu fördern. **Negativ:** 1. **Realitätsvereinfachung:** 2. **Marktversagen:** In der Praxis kann es zu Marktversagen kommen, wenn externe Kosten, Umweltauswirkungen oder soziale Aspekte nicht ausreichend internalisiert sind. Dies kann dazu führen, dass die Hotelling-Regel nicht vollständig umgesetzt wird. 3. **Unsicherheiten:** Die Hotelling-Regel geht von gewissen Annahmen aus, darunter die Stabilität von Zinssätzen und Marktpreisen. Unsicherheiten, wie plötzliche Veränderungen in der Nachfrage, geopolitische Ereignisse oder technologische Durchbrüche, können diese Annahmen beeinträchtigen.
73
Was wären die Auswirkungen im klassischen Hotelling-Modell bei der Förderung EE als Backstop Technologie?
Vollständige Ausbeutung der fossilen Ressourcen beim Umstieg auf EE Preis der fossilen Energieträger müsste Grenzkosten der EE entsprechen
74
Was trägt bei Anwendung von McKelvey und Hotelling eher zur Zielerreichung bei, hohe oder niedrige Ölpreise?
niedrige Preise: Verringerung der Reserven (McKelvey) vs hohe Fördermenge (Hotelling) hohe Preise: Ausweitung der Reserven (McKelvey) vs Verringerung der Nachfrage (Hotelling)
75
Was wäre in der Realität die zu präferierende Preisstrategie?
Ultimately, the goal is to establish pricing strategies that support the growth of renewable energy while providing consumers and investors with financial predictability and incentives. Options are: feed in tariffs, incentives,
76
Top Down Ansatz (Makroökonomische Modellierung)
hohe Aggregationsniveau Abbildung intersektoraler Dependenzen möglich keine dezidierte Abbildung von Technologien Produktionsbedingungen durch Produktionsfunktionen auf aggregierter Ebene abgebildet Abbildung und Vorhersage der Entwicklung makroökonomischer Größen zB BIP-Wachstum
77
Bottom up ansatz (technische Modellierung)
technische Perspektive mit hohem Detaillierungsgrad großer Datenumfang detaillierte Darstellung der betrachteten Systemelemente zB detaillierte Abbildungen Häufige Anwendung in der Energiesystemmodellierung: Abbildung optimaler Technologiewahl
78
ex post Prognosen
Aussagen über Qualität des Modells (Berechnung nachprüfbarer Verläufe der Vergangenheit)
79
ex ante Prognosen
mit Konfidenzintervall (Bereich hoher Aussagewahrscheinlichkeit)
80
Was sind Schwächen des Hotelling Modells?
Marktnachfragefunktion = gleichbleibend und bekannt Marktmacht und Förderrestriktionen und politische Einflüsse nicht betrachtet langfristig erwartete Zinsentwicklung erwartet Backstop Zeitpunkt nicht betrachtet
81
Schwächen Backstop Technologie in Hotelling Modell
Abrupter Übergang bei Erreichen des Preisniveaus der Backstop Technologie Annahme, dass Backstop Technologie zu konstanten Grenzkosten angeboten wird Vollständige Substitution angenommen Politische Einfluss auf BT nicht abgebildet
82
Was ist mit sogenannten schwarzen Schwänen (z.B. Corona-Pandemie, Russischer Angriffskrieg in der Ukraine)?
Ein "schwarzer Schwan" bezieht sich auf ein Ereignis, das extrem selten, schwer vorhersehbar und mit erheblichen Auswirkungen verbunden ist. Solche Ereignisse sind oft außerhalb des herkömmlichen Erfahrungshorizonts und können erhebliche Unsicherheit und Chaos verursachen.
83
warum überhaupt Prognosen und Szenarien, wenn sie doch fast immer falsch liegen? Wie können sie dennoch sinnvoll eingesetzt werden?
1. **Entscheidungsfindung:** 2. **Risikomanagement:** 3. **Planung und Ressourcenallokation:** 4. **Strategieentwicklung:** 5. **Krisenmanagement:** 6. **Lernen aus Fehlern:**
84
Inwiefern hängt die Hartwick Regel mit den Sustainable Development Goals der UN zusammen?
1. **Interconnectedness**: environmental, economic, and social factors 2. **Resource Management**: The Hartwick Rule is primarily concerned with the sustainable management of natural resources. The SDGs, on the other hand, address a broader range of sustainability issues, including clean water, renewable energy, biodiversity, and ecosystems. 3. **Long-Term Perspective**: Both emphasize the importance of taking a long-term perspective when making decisions. 4. **Economic and Environmental Sustainability**: The Hartwick Rule specifically focuses on economic sustainability by ensuring that the total capital available to society remains constant or increases over time. This economic sustainability is an important aspect of achieving many of the SDGs related to poverty reduction, economic growth, and well-being. 5. **Resource Efficiency**: The Hartwick Rule encourages efficient use of natural resources and the reinvestment of resource rents into alternative forms of capital. This aligns with the SDGs' goals of responsible consumption and production (Goal 12) and sustainable management of ecosystems (Goal 15)
85
Die wichtigsten mineralischen Rohstoffe
Bausande und kiese Hartsteine Braunkohle Erdgas Erdöl Kalk und Dolomitsteine Steinkohle Stahl Zement
86
Die ungefähren Mengenanteile der Rohstoffvorkommen und förderung
In order of most to least Eisen 31% Kupfer 21% Gold 15% Rest 11% 4%: Zink, Phosphat, Kali, Nickel
87
Regelkreis der Rohstoffversorgung
Rohstoffe: erhöhter Bedarf/Verknappung -> Reaktion durch Preis ansteig ->Angebotsseite und Nachfrageseite Angebotsseite: Exploration, Investition in neue Produktion, Effizienzsteigerung beim Recycling Nachfrageseite: sparsamerer Verbrauch, Substitution, neue Technologien mit anderem Rohstoffprofil -> Angebot und Nachfrage wieder im Gleichgewicht
88
Besonderheiten von Rohstoffmärkten
Standortgebundenheit der Lagerstätten Hoher Konzentrationsgrad geringe Elastizität des Angebots und der Nachfrage Oligopol und Kartellbildung
89
Einflüsse auf den Rohstoffabbau
Geologisches Lagerstättenpotenzial Infrastrukture Rohstoffpreis Investitionen Projektdauer Vorhandensein einer lagerstätte (Standortgebundenheit) Dynamik im Abbau Zugriffsmöglichkeit (politische Strukturen, Eigentumsverhältnisse, Umweltschutz)
90
Anfälligkeit für die Bildung von Oligopolen und Kartellen
Preisunelastische Nachfrage Potentielle Marktmacht Preisunelastisches Angebot der Nichtkartell-Produzenten
91
Kartell
Übereinkunft (Agreement) zwischen Wettbewerbern auf einem Markt, mit dem Ziel die Preise gemeinsam zu erhöhen das Angebot künstlich zu begrenzen den Markt aufzuteilen
92
Ziele der Rohstoffstrategie der Bundesregierung
Nachhaltige Rohstoffversorgung Langfristige Versorgungssicherheit Offene Märkte und Wettbewerb
93
Maßnahmen der Rohstoffstrategie der Bundesregierung
Abbau von Handelshemmnissen Wettbewerbsverzerrungen entgegenwirken Diversifizierung der Bezugsquellen Förderung eigener Rohstoffgewinnung Substitution und Recycling Zusammenarbeit mit Entwicklungsländern, um Transparenz zu erhöhen Enge Verzahnung mit der europäischen Rohstoffpolitik
94
Rohstoffprofil Deutschland Eigenbedarfsdeckung
Sand Kalk Dolomit Salz
95
Importabhängigkeit Deutschland Rohstoffprofil
Erdöl Erdgas Metallische Rohstoffe reduzierte Abhängigkeit: Blei Kupfer Aluminium Zink
96
Kritikalität von Rohstoffen - wovon abhängig?
Reichweite Konzentration der Förder/Lieferländer Länderrisiko der Lieferländer Mögliche Schädigung der Wirtschaft durch Nicht-Verfügbarkeit Substitutions- und Recyclingmöglichkeiten
97
Maße zur Messung der Ländderrisiken world governance index
1. Voice and Accountability 2. Political Stability and absence of violence 3. government effectiveness 4. regulatory quality 5. rule of law 6. control of corruption aggregation of the six indicators (-2,5 and 2,5)
98
Herfindahl Hirschman Index
Anteilsmessung der Marktanteile aller Anbieter in einem Wirtschaftszweig higher HHI -> größer Anteil der Produktion, der auf eine kleine Anzahl von Firmen entfällt 0 bis 10 000
99
Energiewende wichtige Rohstoffe und Rohstoffproblematiken
Seltene Erden Platinguppenelemente Indium und Tellur Lithium
100
Lithium
Wichtig für Batterien von Elektroautos Datenmangel - unterschiedliche Studien ob Lithium kritisch oder nicht
101
Indium und Tellur Verwendung, wie gewonnen?
wichtig für PV gewonnen als Nebenprodukt eines anderen Metalls Regelkreis der Rohstoffversorgung funktioniert nur eingeschränkt, weil Nebenprodukt
102
Platingruppenelemente Rohstoffproblematik
wichtig für brennstoffzellen und wasserstoffelektrolyse gute recyclingfähigkeiten
103
Seltene Erden Rohstoffproblematiken
benötigt für Batterien, LEDs, Magnete, Motoren, Generatoren. hohe Konzentration in China (95%) unzureichende Recyclingraten
104
Merkmale von Märkten für mineralische Rohstoffe
hohe Anbieterkonzentration hoher fixkostenanteil langfristige investionen -> kurzfristige preiselastiziät des Angebots gering Konjunkturabhängigkeit der Nachfrage (dependent on economic trends) Schwer substituierbar -> Kurzfristige Preiselastizät der Nachfrage gering -> Risiken bzgl. Verfügbarkeit und Preis
105
Lösungsmöglichkeiten Recycling
Großzes Potential zur Rohstoffgewinnung Gut, um sich von der Versorgung mit kritischen Rohstoffen unabhängiger zu machen Wirtschaftlichkeit häufig bereits gegeben Recycling Sammelquote noch gering Lebensdauer der Produkte spielt eine wichtige Rolle
106
Welche mineralischen Rohstoffe sind Ihnen neben fossilen Rohstoffen bekannt, wo finden sie Einsatz?
8. **Kalkstein:**: Bauindustrie - Beton und Mörtel 11. **Kies, Sand und Schotter:**: Bauindustrie für Beton, Straßenbau und andere Bauzwecke verwendet. 1. **Eisen -> Stahl:**: Bauindustrie, im Maschinenbau, in der Automobilindustrie 2. **Aluminium:**: Luft- und Raumfahrt, im Transportwesen, im Bauwesen und in der Verpackungsindustrie eingesetzt. 3. **Kupfer:**: Elektroindustrie, beim Bau von Stromleitungen, in Elektronikgeräten und in der Bauindustrie. 4. **Bauxit (Aluminiumerz):**: Aluminiumgewinnung verwendet. Aluminium wiederum wird in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, wie bereits erwähnt.
107
Wie werden mineralische Rohstoffe abgebaut?
1. **Tagebau (Open-Pit Mining):** Abbau an der Oberfläche. Große Gruben werden ausgehoben, um an die Rohstoffe zu gelangen 2. **Untertagebau (Subsurface Mining):** - Beim Untertagebau erfolgt der Abbau unter der Erdoberfläche. 3. **Placer-Bergbau:** - Hierbei handelt es sich um die Gewinnung von Mineralien, die sich in Flüssen und Bächen abgelagert haben. Dies geschieht durch Waschen des Sediments, um die schweren Mineralien zu konzentrieren.
108
Welcher Zusammenhang lässt sich daraus im Hinblick auf Kostenverläufe von Produzenten ableiten?
1. **Abbaumethode:** 2. **Mineralgehalt und Qualität:** 3. **Lagerstättengröße:** 4. **Transport und Logistik:** 5. **Umweltauflagen:**
109
Wie schätzen Sie die Preiselastiziät des Angebots für mineralische Rohstoffe ein?
hängt von der kurz- und langfristigen Perspektive ab. In der kurzfristigen Betrachtung, wenn die Produktionskapazitäten festgelegt sind, kann das Angebot relativ unelastisch sein, da es schwierig ist, die Produktion schnell anzupassen. In der langfristigen Perspektive kann das Angebot jedoch elastischer sein, da Unternehmen in der Lage sind, auf höhere Preise zu reagieren, indem sie neue Lagerstätten erschließen, effizientere Abbauverfahren einführen oder Kapazitäten erweitern. Die Preiselastizität hängt auch stark von der Art des Rohstoffs ab. Bei knappen oder einzigartigen Ressourcen kann das Angebot weniger elastisch sein, während bei häufig vorkommenden Rohstoffen das Angebot leichter angepasst werden kann. Faktoren wie technologischer Fortschritt, politische Entwicklungen und Nachhaltigkeitsanforderungen beeinflussen ebenfalls die Preiselastizität des Angebots.
110
Welche Eigenschaften und Besonderheiten kennzeichen grundsätzlich die Märktte für mineralische Rohstoffe?
1. **Vorhandensein begrenzter Ressourcen:** 4. **Abhängigkeit von wenigen Ländern:** 2. **Weltweite Nachfrage:** 3. **Zyklische Preisschwankungen:** 7. **Geopolitische Einflüsse:**
111
Was ist ein Kartell? Welche Ziele verfolgt ein Kartell?
Ein Kartell ist eine Form der Zusammenarbeit zwischen unabhängigen Unternehmen oder Organisationen, die normalerweise im Wettbewerb zueinander stehen. Das Hauptmerkmal eines Kartells besteht darin, dass die beteiligten Parteien zusammenarbeiten, um ihre wirtschaftlichen Interessen zu fördern.
112
Ziele der Kartell
1. Preisabsprachen 2. Marktaufteilung 3. Produktionsbeschränkungen
113
Was sind "seltende Erden"? Welche Anwendungsgebiete haben sie?
17 chemischen Elementen oft in geringen Konzentrationen in der Erdkruste vorkommen und es technisch anspruchsvoll ist, sie wirtschaftlich abzubauen und zu gewinnen. Neodym, Europium, Dysprosium, Lanthan, Cerium und viele andere. 1. **Elektronik und Telekommunikation:** - Neodym, Praseodym und Dysprosium: Permanentmagneten für Elektromotoren, Lautsprecher, Festplattenlaufwerke und Generatoren verwendet. - Europium und Terbium finden Anwendung in Leuchtstoffen für Fluoreszenzröhren, LED-Lampen und Bildschirme, insbesondere in Farbfernsehern und Computermonitoren. 2. **Erneuerbare Energien:** - Neodym, Praseodym und Dysprosium werden in Windkraftanlagen für die Herstellung von leistungsstarken Magneten verwendet. - Cerium und Lanthan werden in Katalysatoren für die Produktion von Biodiesel eingesetzt. 3. **Automobilindustrie:** - Neodym und Dysprosium werden in Elektro- und Hybridfahrzeugen für die Herstellung von Hochleistungsmagneten verwendet. - Cerium wird in Katalysatoren für Fahrzeugabgasanlagen eingesetzt. 5. **Glas- und Keramikproduktion:** - Europium wird zur Herstellung von rotem Glas für Lasertechnologien verwendet. - Cerium wird in Glasuren und Poliermitteln eingesetzt. 6. **Medizin:** - Europium wird in medizinischen Bildgebungsverfahren wie der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) verwendet. - Lanthan und Cerium werden in einigen Arzneimitteln eingesetzt.
114
Welche Rolle spielt Recycling und der Gedanke der Kreislaufwirtschaft für Deutschland in Bezug auf mineralische Rohstoffe?
1. **Ressourceneffizienz und Umweltschutz:** 2. **Gesetzliche Rahmenbedingungen:** 3. **Kreislaufwirtschaftsgesetz:** 6. **Rohstoffstrategie:**
115
Energiegehalt Kohle von welche Faktoren abhängig?
Energiegehalt steigt mit dem Druck, der Temperatur und der Länge der Entstehungszeit
116
Entstehungszeit Braunkohle, Steinkohle?
Braunkohle 15-30 Mio Jahren Steinkohle 300 Mio Jahren
117
Stein und Braunkohle Entstehung
überwiegend aus Sumpfwäldern swamp forests
118
Tiefe der ursprünglichen Vorkommen Erdöl, Erdgas, Steinkohle, braunkohle
1,5-4 km ab 3 km 2-3 km unter 1 km
119
energetische Kohle
Weichbraunkohle Großteil der Steinkohlearten Großer Wassergehalt -> less energy and higher transport costs
120
konventionelles Erdöl
mit klassischen Fördertechniken gewinnbar Schweröl, Leichtöl, Kondensat
121
nicht konventionelles Erdöl
nicht fließfähig Schwerstöl, Bitumen, Schieferöl, Ölschiefer
122
Entstehung Erdgas
Überwiegend zusammen mit Erdöl aus pflanzlichen und tierischen Lebewesen im Wasser Gas aus Kohle, Inkohlung Erdgasbildung duch Bakterien in oberflächennahen Sedimenten
123
Zusammensetzung von Erdgas
Methan Ethan Propan Butan
124
Heizwert Stein und Braunkohle
33 18
125
Heizwert Erdgas und Erdöl
32 43
126
Heizwert Erdgas
35 MJ/m^3
127
Konventionelles Erdgas
mit klassischen Fördertechniken gewinnbar
128
trockene Erdgase
konventionell können wohne Abscheidung von Kondensat abgekühlt werden
129
nasse erdgase
konventionell überwiegend zusammen mit erdöl auftreten kondensieren bei Abkühlung höherer Kohlenwasserstoffe
130
Nicht-konventionelles Erdgas
neue Fördertechnologien Umwelttechnisch in der Diskussion, da Gewinnung über Fracking
131
Verteilung des Rohstoffs Braunkohle
International große Vorkommen
132
Förderung Braunkohle
Deutschland Polen Türkei hohe Poenziale in Polen und Deutschland
133
Verteilung Steinkohle Länder
Australien Nordamerika
134
Förderung Steinkohle Europa
Polen, UK, Tschechien in Deutschland Ausstieg aus der Förderung 2018 Abnehmende Potenziale - Polen und UK
135
Verteilung Erdöl konventionell und nicht konventionell
konventionell Middle East Russia nicht konventionell Lateinamerika Kanada
136
Länder Produktion vs Verbrauch Erdöl
Produktion Naher Osten, Russland, Nordamerika Verbrauch Asien, Europa, Nordamerika
137
Förderung Erdöl Europa
Norwegen UK
138
Weltweit Verteilung Erdgas
2/3 Reserven im Nahen Osten und Kontinentalasien hohe nicht konventionelle Ressourcen in USA und Südamerika sowie Australasien
139
Erdgas Förderung Europa
Norwegen, UK, Niederlande
140
Kohleverstromungsbeendigungsgesetz
Ausstieg bis 2035 Reduzierung und Beendigung der Stein und Braunkohleverstromung Förderprogramm zur treibhausgasneutralen Erzeugung und Nutzung von Wärme
141
Steinkohle und Braunkohle Verwendung
Stromerzeugung
142
Ausstieg aus der Kohleverstromung
bis spätestens 2038 oder 2035 laut Kohleverstromungsbeendigungsgesetz Abschalten von Kraftwerken Strukturstärkung für betroffene Regionen
143
Steinkohle Situation in Deutschland
Diversifizierter (und stark über Preis und Brennstoffeigenschaften getriebener) Importmix Inländische Förderung 2018 beendet
144
Braunkohle Förderregionen
Rheinisches Revier Mitteldeutsches Revier Lausitz
145
Erdöl Deutschland Förderung Import Export
fast ausschließlich importiert sehr geringe inländische Förderung v.a. in Niedersachsen
146
Erdöl Lieferländer
Russland, Norwegen, UK
147
Erdöl Verwendung
Kraftstoffe (Verkehrssektor) Heizöl nicht energetischer Verwendung
148
Erdgas Förderung inländische Situation
Geringe und rückläufige inländische Förderung, v.a. in Niedersachsen
149
Steinkohle Lieferländer
1. GUS (Belarus, Ukraine) not anymore 2. USA 3. Australien 4. Kolumbien
150
Transport Erdöl
Pipeline (kontinental) und Tanker (international)
151
Transport Erdgas
Überwiegend Pipeline unter hohem Druck - neue Verdichtung alle 100-200 km um die Energiedichte zu erhöhen Seetransport möglich durch Verflüssigung ->LNG liquified natural gas - break even aber erst bei großen Transportentfernungen (over 4000km) Transportkosten am höchsten
152
LNG
International Anstieg prognostiziert Europäische LNG Terminals bislang untergelastet Pläne für LNG Terminals in Deutschland
153
Transport Steinkohle
Seeschiff und Binnenschifftransport Geringe Transportkosten
154
Erdgas Lieferländer
Russlandm Norwegen, Niederlande
155
Erdgas Verbrauch
Wärme, Prozesswärme, Stromerzeugung
156
Welches sind die heimischen Energieträger Deutschlands?
1. **Braunkohle:** 2. **Steinkohle:** 3. **Erdgas:** 4. **Erneuerbare Energien:** - **Windenergie:** - **Solarenergie:** - **Biomasse:** - **Wasserkraft:** 5. **Kernenergie:** Deutschland hat beschlossen, bis 2022 aus der Kernenergie auszusteigen, und hat bereits mehrere Kernkraftwerke stillgelegt. Die verbleibenden Kernkraftwerke werden schrittweise abgeschaltet. 6. **Geothermie:**
157
▪ Wie unterscheidet sich der Importmix von Steinkohle von dem von Erdgas und Erdöl?
1. **Herkunft und Förderquellen:** 2. **Transport- und Handelswege:**
158
▪ Welche Projektionen existieren für die europäische Erdgasförderung?
1. **Rückgang der konventionellen Förderung:** Die Förderung von konventionellem Erdgas in Europa ist rückläufig, da viele traditionelle Gasfelder erschöpft sind oder sich in der späten Produktionsphase befinden. Dies führt zu einem natürlichen Rückgang der konventionellen Gasförderung in Europa. 3. **Importabhängigkeit:** Europa ist stark von Gasimporten abhängig, da die inländische Produktion nicht ausreicht, um den Bedarf der Verbraucher zu decken. Russland, Norwegen, die Niederlande und andere Länder sind wichtige Lieferanten von Erdgas nach Europa. 4. **Energiepolitik und Klimaziele:** Die Energiewende und der Übergang zu erneuerbaren Energien könnten langfristig die Nachfrage nach Erdgas in Europa beeinflussen. Energiepolitikentscheidungen, wie beispielsweise die Förderung von erneuerbaren Energien und die Einführung von CO2-Preisen, könnten die zukünftige Rolle von Erdgas in der Energiematrix Europas beeinflussen. 5. **Geopolitische Spannungen:** Geopolitische Ereignisse und Spannungen können die Erdgasversorgungssicherheit in Europa beeinträchtigen. Konflikte in wichtigen Gasförderländern oder Transitländern könnten zu Versorgungsunterbrechungen oder Preisschwankungen führen. 6. **Technologische Entwicklungen:** Fortschritte in der Explorationstechnologie, bei der Förderungstechnik und beim Gasexport könnten die Erschließung neuer Gasressourcen und die Erschließung von bisher unzugänglichen Gebieten ermöglichen.
159
Wertschöpfungskette Kohle
Abbau (mining) -> Aufbereitung (pretreatment) -> Transport -> Verbruach
160
Transport Braunkohle
Vom Tagebau direkt ins Kraftwerk Veredelung (refinement) im Gegensatz zu Steinkohle mit untergeordneter Bedeutung
161
Marktstufen Braunkohle
inländische Förderung; Kein Markt -> Kraftwerke -> -> Elektrizität Haushalte + Industrie Verwendung überwiegend zur Stromerzeugung
162
Marktstufen Steinkohle
ausländische Förderung inländische Förderung -> Kraftwerke -> -> Elektrizität Haushalte + Industrie -> Veredelungsbetriebe (Kokereien, Brikettfabriken) -> -> Raum und prozesswärme
163
Märkte Steinkohle
internationaler Handel Teilmärkte: pazifischer und atlantischer Markt
164
Braunkohle Preisbildung
nationale Verwendung wegen hoher Transportkosten Kein internationaler Markt Preisgestaltung unterliegt keinen staatlichen Restriktionen Kein Markt für Braunkohle, da im Eigentum der Energieversorgungsunternehmen Kein direkter Wettbewerb zwischen Anbietern wegen hoher Transportkosten
165
Braunkohle Preisbildung für 1. Elektrizitätsversorgung; 2. Wärmemarkt
1. Substitutionswettbewerb mit Kernenergie, Steinkohle, Erdgas 2. Marktbestimmte Preisbildung, Substitutionswettbewerb mit Erdgas und Heizöl
166
Steinkhle Preisbulidung
Internationaler Markt wegen niedriger spezifischer Transportkosten Preisgestaltung unterliegt keinien staatlichen Restriktionen Aufspaltung des Weltmarktes in atlantischen und pazifischen Markt mit ähnlichen Preisen bei relativ geringem Warenaustausch
167
Steinkohle Preisbildung für 1. Elektrizität, 2. Wärmemarkt, 3. Kokskohle
1. Substitutionswettbewerb mit Kernenergie, braunkohle, Erdgas 2. Substitutionswettbewerb mit Heizöl und Erdgas 3. Kostenorientierte Preisbildung (geringe Substitutionsmöglichkeiten)
168
Wertschöpfungskette Erdöl
Upstream (oil rigs): Exploration, Förderung Midstream (Transport über große Entfernungen und saisonale Speicherung; pipeline) Transport Downstream (Verteilung über kurze Entfernungen und Versorgung von Endkunden) Verteilung
169
Marktstufen und Teilmärkte von Mineralölprodukten
Rohöl (OPEC, Russland, USA, Kanada) -> Mineralälprodukte ->Mineralölgesellschaften mit Raffineriekapazitäten ; -> freie Importeure* ->Großhandel UND -> Heizölhandel --> Kraftwerke, Industrie, haushalte -> Kraftstoffhandel* --> Verkehr*
170
Wertschöpfungskette Erdgas - wettbewerb oder regularierung?
Exploration und Förderung (Wettbewerb) Aufbereitung (Wettbewerb) Transport und Speicherung (Regulierung) Verteilung (Regulierung) Vertrieb (Wettbewerb)
171
Erdgas Infrastruktur
Gasnetze (monopolistisch) Speichermarkt Regional und Ortsgasgesellschaften
172
Warum existiert kein Markt für Braunkohle?
Not worth it - low Heizwert und hohe Transportkosten
173
Wieso will die deutsche Bundesregierung ein LNG-Terminal, wenn doch die europäischen LNG- Terminals unterausgelastet sind?
1. Diversifizierung der Energiequellen 2. Sicherheitsüberlegungen: Einheimische Quellen wie Braunkohle und Kernenergie sind politisch umstritten und werden aus Umwelt- und Sicherheitsgründen zunehmend in Frage gestellt. Der Zugang zu LNG könnte Deutschland mehr Energieunabhängigkeit und Versorgungssicherheit bieten. 3. Marktentwicklung: langfristige Investition betrachten, um sich auf zukünftige Entwicklungen im Energiemarkt vorzubereiten 4. Infrastruktur für den globalen Handel: Ein LNG-Terminal kann auch als Teil der Infrastruktur betrachtet werden, die für den globalen Handel mit LNG benötigt wird. Deutschland könnte eine Rolle als Drehscheibe für den LNG-Handel in Europa anstreben.
174
Transportkosten und deren Relation fossiler Energie
cheapest to most expensive Kohle (Schiff) Erdöl Tanker, dann Pipeline kleine Mengen Erdgas Pipeline große Mengen LNG
175
Jüngste Preisentwicklungen Erdöl, Gas und Kohle
Erdöl: Anstieg durch Krieg Erdgas: starker Anstieg durch Krieg Kohle: Anstieg aber drastischer Abfall während Pandemie
176
Einflussfaktoren auf den Erdölpreis und Erdgas (angebosseitig, nachfrageseitig, sonstige)
Angebotsseitig: Reserven, Ressourcen, Produktionskapazitäten, OPEC Politik Nachfrageseitig: Bevölkerungs und BIP Entwicklung, Substitutionsmöglichkeiten, Witterung Sonstige: Kriege, Terrorismus, Klimaschutzregularierungen, Naturkatastrophen
177
Ölpreisbindung
Preise für Mineralölprodukte folgen dem Rohölpreis Erdgaspreise folgten in der Vergangenheit ebenfalls dem Erdölpreis wegen Vertragsgestaltung Erdgas mit zunehmend losgelöster Preisbildung nach Gas- zu Gas-Wettbewerb
178
Einflussfaktoren Kohlepreisentwicklungen
sinkende Förderkosten Überangebot Angebotsverknappungen durch Produktionsausfälle Reduzierung der Arbeitszeiten chinesischer Bergbauarbeiter Corona Pandemie Ukraine Kohle-Embargo der EU gegenüber Russland
179
Inkohlung
Anreicherung (enrichment) von Kohlenstoff aus Pflanzenresten Energiegehalt
180
Wie setzt sich der Verbrauch fossiler Energieträger in Deutschland zusammen?
Der Verbrauch fossiler Energieträger in Deutschland setzt sich aus verschiedenen Quellen zusammen: 1. **Erdöl**: 2. **Erdgas**: 3. **Braunkohle**: 4. **Steinkohle**:
181
Was sind die Hauptherkunftsländer in Deutschland genutzter fossiler Energieträger?
Die Hauptherkunftsländer für fossile Energieträger, die in Deutschland genutzt werden, variieren je nach Art des Brennstoffs: 1. **Erdöl**: Russland, Norwegen, die Niederlande, das Vereinigte Königreich und die Länder des Nahen Ostens wie Saudi-Arabien und Irak. 2. **Erdgas**: Russland, Norwegen, den Niederlanden 3. **Braunkohle und Steinkohle**: Russland, Kolumbien, den USA und Australien
182
Schäfer Modell formula
jährliches Wachstum= Wachstumsparameter * (1- Bestand/biologische Sättigungsmenge) * Bestand
183
Schäfer Modell
Funktion, die Zusammenhang zwischen Wachstum einer regenerierbaren natürlichen Ressourcen und aktuellem Bestand abbildet Logistische Wachstumsmodell (umgekehrte Parabel)
184
Schäfermodell Maximum sustainable yield
Menge, die beim entsprechenden Bestand maximal entnommen werden kann ohne, dass sich der Bestand schmälert
185
Schäfer Modell Variant
jährliches Wachstum= Wachstumsparameter * (1- Bestand/biologische Sättigungsmenge) * Bestand * (Bestand - Schwellenwert Xmin)
186
Schäfermodell Schwellenwert
Xmin bei dem die Population unausweichlich ausstirbt, wenn sie unter iese fallen sollte bsp Koreans in 2050
187
Maximum sustainable yield
maximum of yield , over means population grows too much so there is störung in other areas
188
Schäfermodell Anwendbarkeit und Limitationen
Anwendung für regenerierbare Ressourcen nicht anwendbar auf strömende Ressourcen sowie auf Agrarwirtschaft mit Analogien zu technischen Produktionsprozessen Ergebnisse betrachten optimale Enrtemenge nicht aus ökonomischer Sicht, da Zeitpräferenzen und Kosten sind nicht berücksichtigt blendet Umwelteinflüsse mit Rückwirkungen auf den bestand aus in der Realität nicht erfllt, weil dynamische Einflüsse zu beachten sind
189
Kaskadennutzung
sequentielle Nutzung von biogenen Rohstoffen für stoffliche und energetische Anwendungen so häufig und so effizient wie möglic stoffliche nutzung -> EOL Wiederverwendung oder Re/Upcycling -> EOL energetische Nutzung
190
Inventory in Schäfermodell
Inventory in period 1 is initial inventory - harvest quantity Population remains constant when harvest quantity = biological equilibrium
191
Warum weichen die Bioenergiepotenzialschätzungen so stark ab?
1. **Unterschiedliche Definitionen und Methoden**: zu variierenden Ergebnissen führen, je nachdem, welche Annahmen und Daten verwendet werden. 2. **Variabilität der Datenquellen** 3. **Technologische Entwicklungen**: 4. **Regionale Unterschiede**: abhängig von klimatischen Bedingungen, verfügbaren landwirtschaftlichen Flächen, politischen Rahmenbedingungen
192
Wie sieht eine nachhaltige Nutzungsstrategie von Biomasse aus?
1. **Ressourceneffizienz**: den Ertrag pro Flächeneinheit zu maximieren und den Verbrauch von landwirtschaftlichen Flächen zu minimieren. 2. **Umweltverträglichkeit**: des Schutzes der Artenvielfalt und der Reduzierung von Umweltbelastungen wie Bodendegradation, Wasserverschmutzung und Treibhausgasemissionen. 3. **Nachhaltige Beschaffung**: Die Beschaffung von Biomasse sollte nachhaltig erfolgen, indem soziale, ökonomische und ökologische Kriterien berücksichtigt werden. Dies kann die Förderung von fairer Entlohnung für Landwirte, die Einhaltung von Arbeitsstandards, die Vermeidung von Landnutzungskonflikten und die Berücksichtigung von ökologischen Auswirkungen umfassen. 4. **Kaskadennutzung**: in verschiedenen Produktionsstufen verwendet wird. Dies kann die Verwendung von Biomasse für Nahrungsmittel, Futter, Materialien, Chemikalien, Energie und andere Zwecke umfassen, wobei darauf geachtet wird, dass hochwertige Anwendungen priorisiert werden, bevor die Biomasse für energetische Zwecke genutzt wird. 5. **Forschung und Innovation**
193
Biomasse
Biomassebegriff unterschiedlich definiert -> unterschiedliche Potenzialangaben Gesamtheit der masse aller Pflanzen und Lebewesen Holz dominiert
194
Biomasse Unterscheidungen der Begriffsdefinition
Einbeziehung abgestorbenen Materials / Lebender Biomasse ? Bezug auf trockene Biomasse /Nichtabzug des Wassergehalts
195
Bioenergiebegriff
Energetisch nutzbarer Teil der biomasse nicht als Nahrungs oder Futtermittel Verwendet
196
Aufteilung Biomasseaufkommens
58% Futtermittel 15% Nahrungsmittel 13% stoffliche und 14% energetische Nutzung
197
Nutzungsmöglichkeiten der Biomasse sowie deren ungefähre Aufteilung
Nahrungs und Futtermittel Stoffliche Nutzung Energetische Nutzung (Holz dominiert energetische Biomasseverwendung)
198
Wo kommt Biomasse her?Locally produced?
Deutschland importiert einen großen Teil der direkt und indirekt genutzten Biomasse
199
Bioenergienutzung fokus
im Wärmebereich
200
Biokraftstoffdiskussion
Verschärfte nachhaltigskeitsanforderungen in RED II Renewables Energy Directive Maximal 7% aus Nahrungs und Futtermitteln -> Tank vs Teller Phase out problematischen Quellen (zB Palmöl) Fokus auf Biokraftstoffe aus Reststoffen (Biomass to liquid)
201
Bioenergy with carbon capture and storage BECCS
Nutzung von Bioenergie und anschließende Speicherung von Treibhausgasen
202
Nutzungskonkurrenz (Tank vs Teller) und nachhaltige Nutzungsstrategien (Kaskadennutzung) können mit Beispielen erläutert werden
Größte Teil der Biomasse entfällt auf die Nahrungs und Futtermittelproduktion -> Flächenrestriktionen Nachhaltigskeitsaspekt der Nutzung nachwachsender Rohstoffe ist umstritten Cascade usage: – Cascade use is the “sequential use of biogenic raw materials for material and energetic applications.” – Material use of raw materials or products as frequently and as efficiently as possible; energetic use only at the end of the life cycle from high to low added value Type of use to be preferred from a sustainability perspective
203
Für welche Zwecke dienen Biomasseimporte nach Deutschland?
1. **Energieerzeugung**: Biomasse 2. **Industrielle Verwendung**: 3. **Heizung und Wärmeversorgung**: Brennstoff für Heizungen und Wärmeerzeugung genutzt. 4. **Biokraftstoffe**: Biodiesel und Bioethanol 5. **Landwirtschaftliche und forstwirtschaftliche Nutzung**:
204
Wie sehen Sie die Zukunft der Bioenergienutzung? ▫ In welchen Sektoren? ▫ In welchen Mengen?
1. **Energieerzeugung**: Bioenergie wird voraussichtlich weiterhin eine wichtige Rolle in der Energieerzeugung spielen, insbesondere in Bereichen wie der Stromerzeugung, der Wärme- und Kälteerzeugung sowie der Biokraftstoffproduktion für den Verkehrssektor. 2. **Industrie**: 3. **Landwirtschaft**: Erzeugung von Biogas, zur Verbesserung der Bodengesundheit und zur Schließung von Stoffkreisläufen 4. **Abfallwirtschaft**
205
Gebiete mit Wasserstress
mehr als 30 Ländern akute Wasserknappheit Nordafrika, middle east and india
206
Wasserstress formel
jährliche Wasserentnahme / jährliche Wasserverfügbarkeit
207
Die Verteilung der Wasserressourcen auf Salz bzw. Süßwasser
Sußwasser 2,5% Salzwasser 97,5%
208
Wasserprobleme - Wassernachfrage (Entnahme)
Bevölkerungswachstum Verstädterung Wirtschaftswachstum Künstliche Bewässerung in der Landwirtschaft
209
Wasserprobleme - Wasserdargebot (Verfügbarkeit)
Trockenheit Dürren Klimawandel Gletscherschmelze
210
Wasserprobleme - Gefährdung der menschl. Gesundheit
Wasserknappheit Bakterien Pestizide NO3 im Grundwaser
211
Wasserprobleme - Störung der WasserÖkosysteme
Wasserknappheit Organische Wasserverschmutzung Pestizide Versauerung (acidifcation of ocean) Eutrophierung (overenrichtment with minerals)
212
Wasserverbrauch in verschiedenen Sektoren Aufteilung
70% Landwirtschaft 20% Industrie 10% Haushalt
213
Grünes virtuelles Wasser
60% Regenwassers verdunstest über Wäldern, Savannen, Weiden und Ackerland
214
Blaues virtuelles Wasser
40% in Flüsse, Seen, Grundwasser und Gletscher, 90% vom Blauen Wasser wird durch den Menschen für die Herstellung von Produkten entnommen
215
Graues virtuelles Wasser
bei der Herstellung tritt eine so starke Verschmutzung auf, dass es nicht mehr genutzt werden kann
216
Die Kategorisierung der Wasserprobleme
Globale Wasserprobleme Wasserknappheit Wasser verschmutzung* Wassernachfrage (Entnahme) Wasserdargebot Gefährdung der menschl. Gesundheit* Störung der WasserÖkosysteme*
217
Strikte Nachhaltigkeit Wassernutzung
Die nutzungsrate soll die natürliche Regeneration nicht übersteigen Schadstoffbelastungen sollen sich im Rahmen der natürlichen Assimilationskapazität bewegen
218
219
Welche Strategien und Technologien können verwendet werden, um der Wasserknappheit entgegenzuwirken?
1. **Wassereffizienz verbessern**: Wassersparmaßnahmen und effizienten Bewässerungstechniken in der Landwirtschaft, Industrie und im Haushalt 2. **Wasserrückgewinnung und -recycling**: Abwasser für industrielle Prozesse 3. **Regenwassernutzung**: 4. **Verbesserung der Infrastruktur**: 5. **Desalination**: Die Entsalzung von Meerwasser 6. **Wasserpolitik und -management**: Festlegung von Wasserpreisen, der Regulierung der Wassernutzung und der Förderung einer nachhaltigen Wassernutzung, 7. **Forschung und Innovation**:
220
Grundlegende Aufgaben der Wasserwirtschaft
gkeichmäßige Bereitstellung des Wassers Sicherung der Wasserqualität nachhaltige Nutzung der Wasserressourcen
221
Folge von Privatisierungen im Rahemn der Liberalisierung
Zunahme der Rekommunalisierung von Wasserunternehmen
222
Kostendeckungsprinzip in wassernutzung
Unabhängig von der Organisationsform der Wasserversorgung müssen in Deutschland grundsätzlich alle Kosten der Trinkwasserversorgung durch den Wasserpreis gedeckt werden
223
Wie könnte man in den anderen Sektoren den Wasserverbrauch weiter reduzieren?
1. **Industrie**: - Implementierung von wassersparenden Technologien und Prozessen, wie z.B. geschlossenen Kreisläufen, Wiederverwendung von Prozesswasser und Installation von Wasserspartechnologien in Produktionsanlagen. - Optimierung von Produktionsprozessen, um den Wasserbedarf zu reduzieren, z.B. durch effiziente Kühl- und Schmiermittelsysteme, Trockenverfahren statt Nassverfahren und Minimierung von Wasserverlusten durch Leckagen. - Einführung von Wassermanagementplänen und -programmen zur Überwachung, Analyse und Optimierung des Wasserbedarfs sowie zur Identifizierung und Behebung von Wasserverlusten. 2. **Landwirtschaft**: - Nutzung von effizienten Bewässerungstechnologien und -methoden, wie z.B. Tröpfchenbewässerung, 3. **Gewerbe und Dienstleistungen**: - Förderung von Wassereffizienzmaßnahmen in gewerblichen Einrichtungen wie Hotels, Restaurants, Bürogebäuden und Einkaufszentren - Schulung von Mitarbeitern
224
Energy Trilemma / Zieldreick
1. Versorgungssicherheit: Energieversorgung, zuverlässigkeit der infrastruktur, fähigkeit den aktuellen und künftigen Bedarf zu decken 2. Wirtschaftlichkeit: Energieversorgung effizient und kosteneffektiv, Wettbewerbsfähigkeit 3. Umweltverträglichkeit: Effizienz auf Angebots und Nachfrageseite, Entwicklung von erneuerbaren und kohlenstoffarmen Energien
225
Was beeinflüsst Geopolitik von EE?
Globale Energiewende -> enorme geopolitische Auswirkungen EE dezentralisiert (im Gegensatz zu fossilen Energieträgern) Geringeren Konzentration der Energieerzeugung auf einen/we4nige mächtige Produzenten
226
Potenziale Wirkungen von kooperative Geopolitik
Energiesicherheit Zunahme Unabhängigkeit von Energieimporten Länder, die stark vom Export fossiler Brennstoffe abhängig sind, müssen ihre Wirtschaft anpassen
227
Wie heißen die europäische Strom und Gasnetze?
European Network of Transmission system Operators for (ENTSO) Electricity Gas
228
Besonderheiten der Güter Gas und Strom für die Transportaufgabe
Hmogentität Leitungsgebundenheit Geringe Substituierbarkeit Hoher Fixkostenanteil bei Erzeugung und Transport Schwankende und in Grenzen prognostizierbare Erzeugung und Nachfrage Flüsse im Netz nach Kirchhoff'schen Regeln (nichtspezifizierbarkeit des Flusses
229
Betrieberstrukturen und Netzverbünde
4 Übertragungsnetzbetreiber Einspeisung aus großen konventionellen Kraftwerken (Kernenergie, Kohle, Gas), großen Wasserkraftwerken und großen EE anlagen
230
Stromverteilnetze in Deutschland Typen
Hoch (60-110 kV), mittel (6-30 kV) und Niederspannungsnetz (230 oder 400V)
231
Frnleitungsnetzbetreiber für gas in Deutschland
16 ungefähr 600 Verteilnetzbetreiber, die Nieder, Mittel und oder Hochdrucknetze betreiben nur ein Marktgebiet: Trading Hub europe
232
Zukünftige Herausforderungen Strom
Netzausbau notwendig Leistung von Windkraft und PV wird steigen neue Verbraucher wie E autos hohe Investitionen erforderlich
233
Netzentwicklungsplan
stellt Um und Ausbaubedarf im deutshcen Stromübertragungsnetz sowie der Offshore anbindungsleitungen dar auf Basis unterschiedlicher Szenarien
234
Zukünfitge Netzentwicklungen Strom
Abschaltung Kern und Kohlekapazität Anschluss Offshore Windparks Planungen im Rahmen des NEP Strom bzw. Flächenentwicklungsplanung für Offshore Zunahme internationaler Handel
235
Zukünftige Herausforderungen Gas
Große Unsicherheiten über Zukunft der Gasversorgung Rückläufige Verbräuche für Raumwärme und Zunahme von Wasserstoffmengen und Elektrolyse Viele offene Fragen in der zukünftigen Netzentwicklung Refinanzierungsproblematik der Gasverteilnetze -> Rückbbau und oder Umwidmung weiter Teile denkbar
236
Liberalisierung des Strom und Gassektors umfasst...
Wettbewerb auf den Wertschöpfungsstufen Energiebinnenmarkts (Ermöglichung esin grenzüberschreitenden und disktrimierungsfreien Handels für Strom und Gas) Privatisierung Regularung und Entflechtung (unbundling)
237
Monopol
das Unternehmen ist der einzige Verkäufer eines Produktes und das Produkt hat keine Substitute Grund: Markteintrittsbarrieren
238
natürliches Monopol
ein einzelnes monopolistisches Unternehmen Güter oder Dienstleistungen eines Marktes immer zu geringeren Kosten anbieten kann, als zwei oder mehr Konkurrenzunternehmen dies könnten
239
Ziele der Regulierung strom und gasnetze
verurachungsgerechte Zuordnung der Netzkosten Vermeidung von Quersubventionen Beseitigung von Missbrauchsspielräumen und motivation vertikal integrierter EVU
240
Entflechtung unbundling
Trennung des Netzbetriebs von den vor und nachgelagerten Wettbewerbsbereichen buchhalterisch, informatorisch, operationelle, rechtliche und eigentumsrechtliche Entflechtung
241
3 Säulen der Regulierung natürlicher Monopole
Unbundling: Eingrenzung der Aktiitätsbereiche eines natürliches Monopols Tarif- Preisregulierung (Ntzentgeltregulierung) aka Revenue Cap Regulierung Netzzugangsregulierung
242
Entflechtung: Konsequenz einer strikten Trennung – nur positive Effekte oder auch negative?
Positive Effekte: 1. Wettbewerb: 2. Innovation: 3. Effizienz: Negative Effekte: 3. Komplexität: Die Trennung von verschiedenen Aktivitäten kann zu einer erhöhten Komplexität in der Verwaltung und im Betrieb führen, insbesondere wenn regulatorische Anforderungen und Compliance-Vorschriften erfüllt werden müssen. 2. Mangelnde Investitionen: Wenn Unternehmen keinen Anreiz haben, in den Aufbau oder die Modernisierung von Infrastruktur zu investieren, könnte dies zu einem Mangel an Entwicklung und Innovation führen.
243
Was wäre die Alternative zum gewählten Regulierungs- und Entflechtungsregime?
stärker reguliertes Monopolmodell Hier würden staatliche oder staatlich regulierte Unternehmen einen Großteil oder alle Aspekte der Energieerzeugung, -übertragung und -verteilung kontrollieren. Diese Unternehmen würden möglicherweise unter enger staatlicher Aufsicht stehen und strenge regulatorische Vorschriften bezüglich Preisen, Dienstleistungsqualität und Investitionen unterliegen. Vorteile eines solchen Modells könnten sein: 1. Stabilität: 2. Effizienz: Durch die Zentralisierung von Ressourcen und Investitionen könnten Monopolunternehmen in der Lage sein, effizienter zu arbeiten und größere langfristige Infrastrukturprojekte zu realisieren. 3. Kontrolle: Nachteile wie ein Mangel an Innovation und Wettbewerb auftreten, was möglicherweise zu höheren Preisen, niedrigerer Servicequalität und geringerer Auswahl für Verbraucher führen könnte. Außerdem könnte ein monopolistisches Modell dazu neigen, weniger flexibel auf Veränderungen im Markt oder in der Technologie zu reagieren
244
Grundprinzip der Anreizregulierung
idealerweise: Kosten von Erlösen für die Dauer der Regulierungsperiode entkoppelt in Deutschland: Erlösobergrenzen individuell je Netzbetreiber "Wie viel darf ein Netzbetreiber in einem bestimmten Jahr durch die Netzentgelte einnehmen?"
245
Unterschied Anreizregulierung vs Netzentgeltfestlegung
Kosten Erlösentstehung vs Kostenallokation "Wie viel darf ein Netzbetreiber in einem bestimmten Jahr durch die Netzentgelte einnehmen?" vs "Wie viel und welche Preisbestandteile zahlt der jeweilige Netzkunde?"
246
Die deutsche anreizregulierung steps
Kostenprüfung für Basisjahr durch die Regulierungsperiode Effizienzvergleich zur Ermittlung von Ineffizienzabbauvorgaben Festlegung der Erlösobergrenzen Anpassungselemente während der Regularierungsperiode
247
Was ist der zentral Anreiz und wie funktioniert das BudgetPrinzip?
Festlegung der Erlösobergrenzen und beeinflussbaren bzw. nicht beeinflussbaren Kostenbestandteile für die Dauer der Regulierungsperiod (5 Jahre) -> Anreiz zur Effizienzsteigerung (Senkung fer Kosten)
248
CAPEX (Capital costs) OPEX (Betriebskosten) Unterschied
Verzinst weil Investitionen sind risikobehaftet vs nicht verzinst weil keine Anreize zur Aufblähung der Betriebskosten
249
Welche wesentliche Schritte gibt es für den Prozess der Festlegung von Erlösobergrenzen?
1. **Analyse der Kosten**: 2. **Festlegung der regulatorischen Parameter**: den Rahmen für die Festlegung der Erlösobergrenzen bilden. Dazu gehören Faktoren wie die zulässige Eigenkapitalrendite, die Abschreibungsregeln und andere finanzielle Parameter. 3. **Konsultation und Stakeholder-Feedback**: Die Regulierungsbehörde führt Konsultationen mit den betroffenen Stakeholdern durch, einschließlich Energieversorgern, Verbrauchergruppen und anderen Interessengruppen. 4. **Erstellung eines Entwurfs für die Erlösobergrenze**: 5. **Überprüfung und Anpassung**: . 6. **Endgültige Festlegung und Umsetzung**: 7. **Überwachung und Anpassung**:
250
Welche Kostenbestandteile werden unterschieden und was bedeuten diese?
1. **Investitionskosten**: 2. **Betriebskosten**: 3. **Finanzierungskosten**: Diese Kosten beziehen sich auf die Zinsen und anderen finanziellen Aufwendungen, 4. **Abschreibungen**: 5. **Steuern und Abgaben**: Dazu gehören beispielsweise Umsatzsteuern, Energiesteuern, Netzentgelte und Abgaben zur Förderung erneuerbarer Energien.
251
Wie erfolgt eine Verzinsung von kalkulatorischen Kapitalkosten?
1. **Bestimmung des Kapitalbedarfs**: Eigenkapital als auch das Fremdkapital, 2. **Kalkulation des gewichteten durchschnittlichen Kapitalkostensatzes (WACC)**:berücksichtigt die Kosten sowohl für Eigenkapital als auch für Fremdkapital und gewichtet sie entsprechend ihres Anteils am Gesamtkapital. 3. **Kalkulation der Eigenkapitalkosten**: 4. **Kalkulation der Fremdkapitalkosten**: 5. **Anpassung für Steuern**:
252
Bestimmung von Erlösobergrenzen (EOG)
wie viel ein Netzbetreiber maxmimal an Umsatz aus Netzentgelten generieren darf je Netzbetreiber und Jahr von der Regularierungsbehörde bestimmt
253
Bestimmung von Erlösobergrenzen Netzbetreiber vs Verteilnetzbetreibern
EOG je Netzbetreiber und Jahr von Regulierungsbehörde bestimmt. Budgetansatz vs statt dem Budgetansatz jährlicher Abgleich mit den tatsächlichen Kapitalkosten vorgenommen
254
Budgetansatz
betriebsnotwendigen Kosten des Basisjahres wurden für die Dauer der fünfjährigen Regulierungsperiode eingefroren -> Anreiz Kosten zu senken
255
Die Netzkostenermittlung bei Strom ausgehend von den Erlösobergrenzen kann beschrieben werden
Basisjahr decision Kostenprüfung im vorletzten Kalenderjahr vor Beginn der nächsten Regulierungsperiode basierend auf assets und tatsächlichen Kosten
256
Welhen zentralen Anreiz setzt die Anreizregulierung?
Anreiz zur Beseitigung von ineffizienzen durch kostensenkungen abbau von informationsasymmetrien
257
wer ist zuständig für die Kostenprüfung
BNetzA bzw. zuständige Landesregulierungsbehörden
258
Wann und auf welche Grundlage erfolgt die Kostenprüfung
zwei Jahre vor Beginn der Regulierungsperiode (t-2) auf basis der kosten des letzten abgeschlossenen Geschäftsjahres (basisjahr t-3)
259
welche kapitalposition wird verzinst und wie wird diese ermittelt
betriebsnotwendiges EK wird verzinst mit EK zinssatz ermittlung: abzugskapital + verbindlichkeiten FK auch verzinst auf basis der tatsächlichen FK zinsen
260
Wie wird der zur Verzinsung maßgebliche Zinssatz ermittelt und wer bestimmt diesen?
Bestimmung des EK zinssatzes nach Capital asset pricing model (risikoloser Zins + marktrisikoprämie * risikofaktor)
261
welche besonderheiten sind bei der kalkulatorischen EK verzinsung zu beachten?
Deckelung des mit höherem EK Zinssatz verzinsten EK anteils auf 40%
262
Wann wird genau die regulatorisch bestimmte EK rendite erzielt
Wenn der Netzbetreiber 100% effizient ist
263
Was beschreibt der Budgetansatz allgemein
Für die Festlegung der Erlösobergrenze maßgebliche Kosten werden in der Kostenprüfung festgestellt diese werden für die dauer der regulierungsperiode quasi eingefroren bzw. in jährliche EOG übersetzt
264
Welche Kostenanteil sind abzubauen
Beeinflussbare kosten = ineffiziente Kosten
265
Was ist der kapitakostenabgleich und für wen gilt er? um welvhes grundlegende regulierungsregime handelt es sich hierbei?
jährlicher Abgleich der Kapitalkosten statt budgetprinzip quasi kostenbasierte Regulierung
266
Aus welchen beiden Elementen setzt sivh der Kapitalkostenabgleich zusaammen?
Kapitalkostenabzug: berücksichtigung jährlicher Abschreibungen aufschlag: berücksichtigung bon ersatz und erweiterungsinvestitionen
267
atypische netznutzung
hächstlastbeitrag des verbrauchers außerhalb des hochlastzeitfensters seiner netz oder umspannebene liegt, so muss der netzbetreiber ein individuelles netzentgelt anbieten das individuelle netzentglet muss mindestens aber 20% der regulären Netzentgelt betragen
268
stromintensive netznutzung
der netzbetreiber muss ein individuelles netzentgelt anbieten, wenn die abnahmestellt min. 7000 Betriebsstunden hat und der Jahresverbrauch 10 GWh übersteigt.
269
prämissen des vo.lkommenen markts
viele käufer und verkäufer produkte und dienstleistungen sind homogen (austauschbar) keine präferenzen keine technisch negativen externalitäten bei der produktion oder beim konsum von Gütern keine öffentlichen Güter vollständige information wettbewerb
270
marktabgrenzungsmöglichkeiten
geographisch: lokal regional national international markstufen / teilmärkte: zahl zahl der marktteilnehmer art der marktteilnehmer: staaten, kartelle, industrie, haushalte substitutionsmöglichkeit wettbewerbsintensität: markteintrittsbarrieren
271
marktformen
bilaterales polypol agebotsoligopol angebotsmonopol nachfrageoligopol bilaterales oligopol beschränktes angebotsmonopol nachfragemonopol beschränktes nachfragemonopol bilaterales monopol
272
direkter wettbewerb
wettbewerb findet zwischen teilnehmern eines rohstoffteilmarktes statt, bei dem keine substitutionsmöglichkeiten besteht
273
substitutionswettbewerb
wettbewerb zwischen verschiedenen substitutionsmöglichkeiten statt, im wesentlichen energieträgersubstitution zB Fernwärme vs Heizöl, Elektrizität, Holzpellets
274
direkt-substitutiver wettbewerb
rohstoff wird durch mehrere anbieter bereitgestellt und kann durch andere rohstoffe ersetzt werden bsp heizöl von vielen einzelhändlern angeboten und muss zugleich mit anderen energieträgern (erdgas, fernwärme, elektrizität) konkurrieren
275
276
zentral eregelungsinhalte des gwb gesetz gegen Wettbewerbsbeschränkungen sowie deren bezug zum energiesektor sind bekannt
verbot wettbewerbsbeschränkender vereinbarungen aka behinderung eines anderen unternehmens forderung unfairer entgelt weiterung, einem anderen unternehmen gegen angemessenes entgelt zugang zu den eigenen netzen oder anderen infrastruktureinrichtungen zu gewähren
277
welche energiequellen gehören zu direkter wettbewerb und welche nicht
strom und gas nicht: fernwärme
278
Welche Probleme könnten beim Nachweis des Marktmachtmissbrauchs auftreten?
1. **Definition von Markt und Marktmacht**: Die genaue Bestimmung des relevanten Marktes und die Feststellung, ob ein Unternehmen über Marktmacht verfügt, können schwierig sein. 2. **Nachweis des Verhaltens**: Es kann herausfordernd sein, konkrete Beweise für das Verhalten eines Unternehmens zu finden, 3. **Kausaler Zusammenhang**: 4. **Relevante Märkte und Produkte**: Die Bestimmung der relevanten Märkte und Produkte, auf denen der Marktmachtmissbrauch stattfindet, kann komplex sein 5. **Beweislast und Standard des Beweises**
279
analysemöglichkeiten für märkte sind bekannt
marktstrukturtests marktverhaltentests marktergebnistests
280
marktstrukturtest
abgrenzung des relevanten marktes, dann marktstrukturmessung mit konzentrationsmaßnahmen und marktzutritsschrnken
281
marktverhaltentests
negativlisten von verhaltensweisen: kollusionen, bindungen, behinderungen
282
marktergebnistests
traditionelle performancemessung: unterschied preise zu langfristigen grenzkosten finanzwirtschaftliche performancemessung konzept der vergleichsmärkte: konzept des als ob wettbewerbsn, konzeüt des tatsächlivhen vergleichsmarktes
283
kartell
verhält sich wie ein monopolist die gewinn maximierende menge with auf die kartellmitglieder aufgeteilt ziel: gewinnerhöhung
284
formen von kartellen
preiskartell quoten mengenkartell gebietskartell kalkulationskartell submissionskartell
285
rohstoffkartell: opec
organization of the petroleum exporting countries (saudi arabia, iraq, etc) festlegung von erdölförderquoten der einzelnen mitgliedstaaten künstliche angebotsverknappung -> höheren marktpreisen
286
die verschiedenen Konzentrationmaße
konzentratonskurve lorenzkurve Herfnidahl Index Gini koeffizient
287
konzentrationskurve
anteil der i größten unternehmen an betrachteter merkmalssumme
288
konzentrationsrate- what is it and whats on the x and y axis
verhältnis der teilsumme der j größten merkmalswerte zur summe aller merkmalswerte je höher die Konzentrationsrate CR , desto stärker die kzentration x axis kumulierte anzahl der untenrehmen y axist kumulierter anteil am gesamtumsatz
289
lorenzkurve
relation zwischen kumulierter anzahl, geordnet nach marktanteil im verhältnis zum kumulierten marktanteil same as konzentrationskurve but nach aufsteigendem marktanteil je stärker die lorenzkurve von der gleichverteilungslinie (x=y) abweicht, desto stärker ist die konzentration
290
herfindahl index
bildung durch summierung der anteilsquadrate der markmalsträger
291
gini koeffizient
verhältnis der konzentrationsfläche (fläche zwischen lorenzkurve und gleichverteilungslinie zur fläche der maximalen konzentration (große anzahl von merkmalsträgern) area between x=y and lorenz kurve / area between x=y and lorenz kurve + area under lorenzkurve
292
externer effekt
ökonnomische aktivität, die isch außerhalb marktvermittelter interdependenzbeziehung entfaltet und keinen preis besitzt
293
externe effekte sowie internalisierungsstrategien sind durchdrungen. das problen der informationsaysmmetrien ist bekannt
tatsächlich bestehende externe effekte -> identifizierte effekte .> quantifizierte effekte -> monetasierte effekte
294
Wirtschaftspolitische Maßnahmen kategorien
Marktkonforme (zur Kompensation von Marktversagen) Finanzpolitische (zur Kompensation von Marktversagen, zur Verfolgung nicht marktkonformer Ziele) Ordnungspolitische (zur Kompensation von Marktversagen, zur Verfolgung nicht marktkonformer Ziele)
295
Wirtschaftspolitische Maßnahmen - Finanzpolitische
Steuern Abgaben Subventionen Beihilfen Zuschüsse Zertifikate (Emissionshandel)
296
Wirtschaftspolitische Maßnahmen - marktkonforme
information und beratung transparenz förderung der forschung und entwicklung förderung der Weiterbildung
297
Marktkonforme Maßnahmen Beispiele
e.g. Bessere Informationsarbeit des Bundes und Länder Beratungsunterstützung Förderung von Schulungs und Informationsveranstaltungen
298
Wirtschaftspolitische Maßnahmen - Ordnungspolitische
grenzwerte stanards mindestanforderungen zertifikate (emissionshandel)
299
marktkonforme maßnahmen
beeinflussen nicht direkt den Marktpreismechanismus Verbesserung der Information -> Markt durchsichtiger machen
300
finanzpolitische maßnahmen beispiele
ökosteuer -Lenkungsziel: Energiekosten erhöhen, um den Verbrauch zu senken -Finanzierungsziel: Arbeitskosten senken EEG Umllage -Ausbau EE -Festgelegte Einspeisevergütung für EE Anlagenbetreiber
301
Ordnungspolitische Maßnahme Bsp
Mindestanforderungen des Wärmeschutzes bei Neu und Umbauten (Gebäudeenergiegesetz) Erhöhte Anforderungen an Heizungsanlagen (Heizungsanlagenverordnung)
302
VorTeile der Konzentrationsrate
**Vorteile der Konzentrationsrate:** 1. **Einfachheit** 2. **Intuitive Interpretation**:
303
Nachteile der Konzentrationsrate
**Nachteile der Konzentrationsrate:** 1. **Mangel an Differenzierung**: Die Konzentrationsrate berücksichtigt nicht die Größe der Unternehmen oder ihre relative Bedeutung im Markt. Ein Markt mit einer Handvoll kleinerer Unternehmen könnte denselben Konzentrationsgrad haben wie ein Markt, der von ein oder zwei großen Unternehmen dominiert wird. 2. **Sensitivität gegenüber kleinen Unternehmen**: Die Konzentrationsrate kann durch Änderungen in kleinen Unternehmen stark beeinflusst werden, auch wenn sie nur einen geringen Marktanteil haben. Dies kann zu verzerrten Ergebnissen führen.
304
Wo sehen Sie Vor- bzw. Nachteile von Konzentrationsrate
**Vorteile des HHI:** 1. **Berücksichtigung der Unternehmensgröße**: Der HHI berücksichtigt nicht nur die Anzahl der Unternehmen im Markt, sondern auch ihre Größe. Dies ermöglicht eine genauere Messung der Marktkonzentration. 2. **Sensitivität gegenüber großen Unternehmen**: Da der HHI die Quadratwerte der Marktanteile verwendet, ist er empfindlicher gegenüber Änderungen bei großen Unternehmen und berücksichtigt ihre größere Bedeutung im Markt. **Nachteile des HHI:** 1. **Komplexität**: Der HHI erfordert etwas mehr Rechenaufwand im Vergleich zur Konzentrationsrate, da er die Marktanteile der Unternehmen quadriert und dann summiert. Dies kann die Berechnung und Interpretation etwas komplizierter machen. 2. **Sensitivität gegenüber demografischen Änderungen**: Der HHI kann sich aufgrund von Änderungen in der Marktstruktur stark verändern, insbesondere wenn Unternehmen fusionieren oder sich aufspalten. Dies kann zu instabilen Ergebnissen führen.
305
Warum ist die Internalisierung von Treibhausgasausstoß schwierig?
1. **Komplexität der Externalitäten**: Die genaue Quantifizierung und Internalisierung dieser Kosten ist schwierig, da sie oft langfristige und globale Auswirkungen haben, die schwer vorherzusagen sind. 2. **Vielfalt der Emissionsquellen**: Treibhausgasemissionen stammen aus einer Vielzahl von Quellen und Sektoren, darunter Energieerzeugung, Verkehr, Industrie, Landwirtschaft und Landnutzungsänderungen. Die Internalisierung dieser Emissionen erfordert daher komplexe und sektorübergreifende Ansätze. 3. **Internationale Dimension**: 4. **Verzerrungen und Wettbewerbsfähigkeit**: Die Internalisierung von Treibhausgasemissionen kann zu Verzerrungen führen und die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen und Volkswirtschaften beeinträchtigen, insbesondere wenn einige Länder oder Sektoren strengere Regulierungen haben als andere. 5. **Verteilungsgerechtigkeit**: Die Internalisierung von Treibhausgasemissionen kann zu Verteilungseffekten führen und bestimmte Gruppen oder Branchen stärker belasten als andere. Dies kann politisch unpopulär sein und den Widerstand gegen solche Maßnahmen erhöhen. 6. **Technologische Herausforderungen**: In einigen Fällen können technologische Begrenzungen oder Kosten die Internalisierung von Treibhausgasemissionen erschweren. Die Entwicklung und Implementierung emissionsarmer Technologien erfordert oft beträchtliche Investitionen und Zeit.
306
Liberalisierung Säulen
Wettbewerb: de bzw. reregulierung internationaler handel/schaffung und integration des energiebinnenmarkts privatisierung regulierung und entflechtung von netzen als natürliche Monopolbereiche
307
Energiebinnenmarktpaketen
Reihe von Gesetzespaketen der Europäischen Union (EU), die darauf abzielen, den europäischen Energiemarkt zu liberalisieren, zu harmonisieren und zu integrieren. Diese Pakete die Effizienz des Energiemarktes zu verbessern, den Wettbewerb zu fördern und die Versorgungssicherheit zu erhöhen. 1. **Liberalisierung des Energiemarktes**: Monopolstellung von traditionellen Energieversorgern aufzubrechen und den Wettbewerb auf dem Energiemarkt zu fördern. Dies wird durch die Öffnung des Marktes für neue Wettbewerber, die Trennung von Netzbetrieb und Energieerzeugung sowie die Schaffung fairer Wettbewerbsbedingungen erreicht. 2. **Harmonisierung der Energieregulierung**: einheitliche Standards und Regelungen für den Energiemarkt zu schaffen. Dies beinhaltet die Angleichung von Netzregeln, Marktregeln, Tarifen und Preisen sowie die Schaffung eines gemeinsamen Rahmens für den Energiehandel. 3. **Integration und Interkonnektivität**: Die Energiebinnenmarktpakete zielen darauf ab, die Integration und Interkonnektivität der nationalen Energiemärkte zu verbessern, um einen effizienten und zuverlässigen europäischen Energiemarkt zu schaffen. Dies wird durch den Ausbau grenzüberschreitender Übertragungsnetze, die Förderung von Energieaustausch und Handel zwischen den Mitgliedstaaten sowie die Schaffung eines einheitlichen europäischen Energiemarktes erreicht. 4. **Förderung erneuerbarer Energien und Energieeffizienz**: Die Energiebinnenmarktpakete enthalten auch Maßnahmen zur Förderung erneuerbarer Energien und Energieeffizienz, um die Energiewende voranzutreiben und den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung zu unterstützen. Dies beinhaltet die Einführung von Quoten und Zielen für erneuerbare Energien, Anreize für Investitionen in erneuerbare Energien und Energieeffizienz sowie die Schaffung eines günstigen Umfelds für grüne Innovationen und Technologien.
308
Liberalisierung i Strom und Gassektor - Wettbewerb/deregulierung
schrittweise Öffnung der dem Netzbetrieb vor und nachgelagerten Märkte Abbau von Marktzutrittsschranken / diskriminierungspotenzialen Abschaffung kartellrechtlicher Ausnahmebereiche (Gebietsmonopole / Demarkationsverträge)
309
Liberalisierung i Strom und Gassektor - Internationaler Handel / Energiebinnenmarkt
Eliminierung von mengenmäßigen Beschränkungen bzw. Handelshemmnissen Marktöffnung / Wettbewerb auf Großhandelsmärkten für Strom udn Gas Fortschreitende Energiebinnenmarktintegration
310
Liberalisierung i Strom und Gassektor - Privatisierung
Verlagerung bestimmter bisher staatlicher bzw. gemischt wirtschaftlicher Aktivitäten in den privaten Sektor, um die Allokation der Ressourcen marktlich erfolgen zu lassen betrifft alle bereiche: netzbetrieb, groß und Einzelhandel
311
Liberalisierung i Strom und Gassektor - Regulierung und Entflechtung (Unbundling)
Trennung des Netzes als natürlicher Monopolbereich von vor und nachgelagerten Werrbewerbsbereichen (erzeugung, handel, vertrieb) nach und nach Verschäfrung der anforderungen durch überarbeitete EU richtlinien
312
Deregulierung
Beschränkung der Regulierung auf Netze als Monopolbereiche -Vorliegen von Wettbewerbsversagen -Aufsplittung vertikal-integrierter Unternehmen (unbundling) Regelung der Zugangsvoraussetzungen und Konditionen zur Netznutzung -Netzregulierung: Koordination und Abrechnung des Netzzugangs nötig
313
privatisierung vorteile
mobiliserung von privatem kapital (entlastung der öffentlichen hand) und privatem know how weniger bürokratische barrieren (zurückdrägen politischer einflussnahme) und damit schnellere und effizientere Entscheidungswege Betriebswirtschaftlich optimierte Abwicklung von Investitionen (stärker ausgeprägtes Kostenbewusstsein, höhere Kostentransparenz) höhere Kundenorientierung
314
privatisierung nachteile
verringerung der kontrollmöglichkeiten durch die öffentliche Hand (Befürchtung von qualitätseinbußen duch reines gewinnstreben der unternehmer) transaktionskosten einzelwirtschaftliche interesse können gemeinwohl entgegenstehn einfluss des staates gering
315
Binnenmarktrichtlinien
Liberaliserung von Strom und Gassektor Entflechtung
316
die marktkonzentation auf stromerzeugungsmärkten ist bekannt 2009 vergleich 2019
2009 RWE EON EnBW Vattenfall Andere 2019 andere rwe enbw leag vattenfall uniper
317
verursacherprinzip
verursachter trägt kosten
318
gemeinlastprinzip
öffentliche Hand finanziert maßnahmen
319
vorsorgeprinzip
umweltschäden vor ihrer entstehung vermeiden
320
kooperationsprinzip
mitverantwortlichkeit und mitwirkung der betroffenen, frühe einbeziehung
321
nachhaltigskeitsprinzip
strikte vs schwache nachhaltigkeit
322
energie und umwelt/klimapolitik und deren zusammenhang
Die energieversorgung ist für einen großen Teil der anthropogenen Treibhausgasemissionen und somit des anthropogenen Treibhauseffekts verantwortlich Vor llem durch das Ziel der Begrenzung des Klimawandels entsteht eine starke verknüpfung zwischen beiden bereichen
323
energiepolitik
sektorale strukturpolitik für den energiesektor stichwort: wettbewerb bzw. regulierung
324
klima umd umweltpolitik ziel
reduktion von umweltbelastungen
325
wichtige nationale und internationale aktuere gruppieren und beispiele
supranational: UNFCCC United nations framework convention on climate change, OECD, Greenpeace Europa: EU Kommission, ENTSO-E und ENTSO G National: Bundesregierung, Bundesnetzagentur
326
Beurteilungskriterien energie un dklimapolitischer instrumente
effektivität köonomische effizienz technologische neutralität
327
Beurteilungskriterien energie und klimapolitischer instrumente - (kosten)effizienz
einhaltung einer energie / klimapolitischen Zielsetzung mit geringstmöglichen gesamtwirtschaftlichen kosten
328
effektivität - Beurteilungskriterien energie und klimapolitischer instrumente
einhaltung einer energie klimapolitischen zielsetzung mit höchstmöglicher genauigkeit
329
techn. neutralität - Beurteilungskriterien energie und klimapolitischer instrumente
vermeidung staatlicher vorfestlegungen zur technologiewahl
330
Bundesnetzagentur Monotoringbericht
jährliche Veröffentlichung der Regulierungsarbeit der BNetzA zur herstellung diskriminierungsfreien netzzugangs und von markttransparenz
331
bundesregierung monitoring "energie der zuunft!
jährlicher energiewende monitoring bericht des BMWi
332
Verfolgt Energiepolitik immer Klimaschutzziele; ist sie also eine Teilmenge der Klimapolitik?
Obwohl Klimaschutzziele oft ein wichtiger Bestandteil der Energiepolitik sind und viele energiepolitische Maßnahmen dazu beitragen können, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren, kann Energiepolitik auch andere Ziele verfolgen, die nicht unbedingt mit dem Klimaschutz in Zusammenhang stehen. Insgesamt ist Klimapolitik oft ein Teil der Energiepolitik, insbesondere in dem Bemühen, die Nutzung fossiler Brennstoffe zu reduzieren und den Übergang zu kohlenstoffarmen oder kohlenstofffreien Energiequellen zu fördern. Doch während Energiepolitik sich auf eine breite Palette von Energiefragen konzentriert, ist Klimapolitik spezifischer auf die Bekämpfung des Klimawandels ausgerichtet.
333
Welchen Einfluss haben die vielfältigen Akteure auf die Gestaltung der Energie- und Klimapolitik?
1. **Regierungen und Regulierungsbehörden*Sie legen Gesetze, Vorschriften, Standards und Steuern fest, die den Energiemarkt und den Umweltschutz beeinflussen. 2. **Internationale :UN-Klimasekretariat (UNFCCC) spielen eine wichtige Rolle bei der Koordinierung und Förderung globaler Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und zur Förderung einer nachhaltigen Energiepolitik. 3. **Unternehmen und Industrie**: Unternehmen und Industrieverbände haben erheblichen Einfluss auf die Energie- und Klimapolitik durch ihre wirtschaftlichen Interessen, Investitionen, Lobbyarbeit und technologische Innovation. Sie können sowohl Treiber als auch Bremser für den Übergang zu saubereren Energiesystemen sein. 4. **Nichtregierungsorganisationen (NGOs)**: spielen eine wichtige Rolle bei der Mobilisierung der Öffentlichkeit, der Aufklärung über Umweltfragen, der Überwachung der Regierungspolitik und der Einflussnahme auf politische Entscheidungsträger. 5. **Wissenschaft und Forschung**: 6. **Finanzinstitutionen und Investoren**: Finanzinstitutionen, Banken, Fonds und Investoren spielen eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung von Finanzmitteln für die Energiewende und den Klimaschutz. Ihre Investitionsentscheidungen können den Übergang zu sauberen Energien unterstützen oder behindern.
334
335
treibhauseffekt erläutern
1. Kurzwellige Sonnenstrahlung 2. langwellige Wärmestrahlung - teilweise absorbiert innerhalb der atmosphäre 3. erderwärmung
336
anthropogene thg emissionen
verstärken treibhauseeffekt weitere temperaturerhöhung durch zunahme der atmosphärenbestandteile co2, methan, lachgas, ozon
337
burning embers diagramm erklären
fasst die eintrittswahrscheinlichekeiten verschiedener ereignisse, wie kippelementen, zusammen x axis ereignisse wie extreme weather, threatened systems y axis temperature change bar diagrams of how likely it is going to happen at which temperature
338
1,5 und 2 C Ziel
1,5 C: we can use noch 281 Gt CO2 - in 7 Jahren benutzt 2C: 1031 T CO2
339
die konsequenzen in bezug auf treibhausbdugets und abbau fossiler energieträger bennen
für die begrenzung des globalen temperaturanstiegs dürfen fossile energieträger nicht ausgefördert weren
340
exemplarische kippelemente
amazonas regenwald indischer sommermonsun arktisches meereis
341
möglihckeiten zur CO2 Reduktion benennen
energieeffizienz und suffizienz, EE, Kernenergie und CCS bzw. CCU
342
Welche Maßnahmen wären aus Ihrer Sicht notwendig zur Bekämpfung des Klimawandels?
1. **Reduktion von Treibhausgasemissionen**:Abkehr von fossilen Brennstoffen hin zu erneuerbaren Energien wie Solar- und Windenergie sowie die Förderung energieeffizienter Technologien und Praktiken. 2. **Stärkung internationaler Zusammenarbeit**: 3. **Investitionen in klimafreundliche Infrastruktur**: wie z.B. öffentliche Verkehrsmittel, saubere Energiesysteme und energiesparende Gebäude, 4. **Schutz und Wiederherstellung von Ökosystemen**: 6. **Bildung und Bewusstseinsbildung**: 7. **Preisgestaltung von Treibhausgasemissionen**
343
Wo sehen Sie bei aktuellen Maßnahmen Nachbesserungsbedarf?
1. **Ambition und Bedarf an ehrgeizigeren und verbindlicheren Zielen sowie an einer verbesserten Überwachung und Berichterstattung über den Fortschritt bei der Emissionsreduktion. 2. **Förderung erneuerbarer Energien und Energieeffizienz**: Investitionen in Infrastruktur, Forschung und Entwicklung, sowie die Beseitigung von Subventionen für fossile Brennstoffe. 3. **Kohleausstieg und Strukturwandel**: verstärkter Anstrengungen zur Bewältigung des Strukturwandels und zur Schaffung von neuen Arbeitsplätzen in kohleabhängigen Gebieten. 4. **Schutz natürlicher Ökosysteme**: besteht Bedarf an verstärkten Maßnahmen zum Schutz und zur Wiederherstellung dieser Ökosysteme, einschließlich besserer Durchsetzung von Umweltschutzgesetzen und internationaler Zusammenarbeit. 5. **Klimafinanzierung und Unterstützung für Entwicklungsländer**: 6. **Bildung und Bewusstseinsbildung**:
344
name important international climate change and energy political events and organisations
UNFCCC Kyoto Protokoll 1997 Treibhausgasreduktionspflichten für industrieländer Klimakonferenzen, ins paris 2015 mit 1,5 C
345
wesentliche beschlüsse der klimagipfel bennenn
Klimakonferenzen, ins paris 2015 mit 1,5 C 195 vertragsstaaten verpflichtende nationale beiträger der staaten zur treibhausgasminderung alle 5 jahre klimaschutzpläne
346
euorpäische Energie und klimaziele bis 2020 erläutern
20 20 20 ziele: 20% thg reduktion EE anteil am Brutto EEV Energieeffizienzsteigerung
347
2030 klimaZiele
mehr als 55% minderung der thg emissionen 32% ee anteil 32,5% energieeffizienzsteigerung
348
green deal
green deal: klimaneutralität bis mitte des jahrhunderts + diverse einzelmaßnhaen und strategien maßnahmen: EU ETS european trading scheme for certificates energieeffizienzrichtlinie
349
cap and trade
grenzwert: erlaubter co2 ausstoß can sell each other t of co2
350
ets und emissionsbesteuerung gegenüberstellen
größtes emissionshandelssystem cap and trade laufend: 4. handelsperiode international sowohl handelssysteme als auch steuern (preissteuerung) Handelssystem: ökonomische effizienz, effektivität, praktisch design probleme steuer: effektivität möglich, aber schwierigkeit in der steuerbemessung
351
Wo sehen Sie Vor- und Nachteile von Emissionshandel gegenüber Emissionsbesteuerung?
**Vorteile des Emissionshandels:** 1. **Flexibilität**: Emissionshandel ermöglicht es Unternehmen, Emissionsrechte zu kaufen und zu verkaufen, was Flexibilität bei der Einhaltung von Emissionszielen bietet. Unternehmen können ihre Emissionen reduzieren oder Emissionsrechte erwerben, je nach den wirtschaftlichen Bedingungen und den Kosten für die Emissionsreduktion. 2. **Kosteneffizienz**: Emissionshandel kann dazu beitragen, die Gesamtkosten der Emissionsreduktion zu minimieren, da die Zuteilung von Emissionsrechten den wirtschaftlichen Wert von Emissionsreduktionen widerspiegelt. Unternehmen mit niedrigeren Reduktionskosten können ihre Emissionen effizienter reduzieren und dadurch Kosten sparen. 3. **Innovation und Technologieentwicklung**: Durch den Anreiz zur Reduzierung von Emissionen können Emissionshandelssysteme Innovationen und die Entwicklung kohlenstoffarmer Technologien fördern. Unternehmen werden ermutigt, in saubere Energien und energieeffiziente Technologien zu investieren, um ihre Emissionsziele zu erreichen. **Nachteile des Emissionshandels:** 1. **Komplexität**: Emissionshandelssysteme können komplex sein, insbesondere wenn sie über mehrere Länder oder Regionen hinweg koordiniert werden. Die Einrichtung und Verwaltung eines solchen Systems erfordert eine umfassende Regelung, Überwachung und Durchsetzung. 2. **Anfälligkeit für Marktmanipulation**: Emissionshandelssysteme können anfällig für Marktmanipulationen und Spekulationen sein, insbesondere wenn es zu einem Überschuss an Emissionsrechten kommt oder wenn der Markt nicht ausreichend reguliert ist. **Vorteile der Emissionsbesteuerung:** 1. **Einfachheit**: Emissionsbesteuerung ist in der Regel einfacher zu verstehen und zu verwalten als Emissionshandelssysteme. Unternehmen zahlen einfach eine Steuer pro Tonne CO2-Emissionen, was die Einhaltung erleichtert. 2. **Vorhersehbarkeit der Kosten**: Im Gegensatz zum Emissionshandel, bei dem die Preise für Emissionsrechte schwanken können, bietet eine Emissionssteuer eine gewisse Vorhersehbarkeit der Kosten für die Emissionsreduktion. **Nachteile der Emissionsbesteuerung:** 1. **Mangelnde Flexibilität**: Im Vergleich zum Emissionshandel bietet die Emissionsbesteuerung weniger Flexibilität bei der Einhaltung von Emissionszielen. Unternehmen haben weniger Spielraum, ihre Emissionen zu reduzieren oder zu handeln, um die Kosten zu minimieren. 2. **Verteilungsgerechtigkeit**: Emissionsbesteuerung kann als regressive Steuer wirken, da die Belastung ungleich auf verschiedene Sektoren und Einkommensgruppen verteilt sein kann. Dies kann politisch unpopulär sein und Widerstand gegen die Einführung von Emissionssteuern hervorrufen.
352
Bundesklimaschutzgesetz
sektorziele bis 2030 und ziel der treibhausgasneutralität in 2045 regelmäßige überprüfung der klimaziele
353
investitionsbeschleunigungsgesetz 02020
betrifft windenergieanlagen errichtung (construction) und inbetriebnahme (commissioning) werden dadurch beschleunigt
354
energiepolitische zieldreieck und erweiterung zum fünfeck beschreiben
Umweltverträglichkeit Versorgungssicherheit Preisgünstigkeit Verbraucherfreundlichleit, Effizienz
355
grundelemente des klimaschutzgesetzes erkennen
55% thg minderung bis 2030 unt treibhausgasneutralität bis 2050 50% primärenergieverbrauchsreduktion bis 2050 und steigerung der energieproduktibität 65% ee anteil am bruttostV 2030 emissionsminderunsziele je sektor kernenergie und kohleausstieg spätestens 2038
356
energie und klimapolitische instrumente benennen und charakterisieren, sowie ausstiegsplanungen und pfade
Erneuerbare energien gesetz nationaler emissionshandel gebäudeenergiegesetz
357
Welche energie- und klimapolitischen Maßnahmen sollte die Bundesregierung Ihres Erachtens in den nächsten Jahren ergreifen?
1. **Beschleunigung des Ausbaus erneuerbarer Energien**: Die Förderung von Wind-, Solar- und anderen erneuerbaren Energiequellen sollte intensiviert werden, um die Energiewende voranzutreiben und den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen zu beschleunigen. 2. **Stärkung der Energieeffizienz**: Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz in Gebäuden, Industrie und Verkehrssektor sollten vorangetrieben werden, um den Energieverbrauch zu senken und die CO2-Emissionen zu reduzieren. 3. **Ausbau der Elektromobilität**: Die Förderung von Elektrofahrzeugen und den Ausbau der Ladeinfrastruktur sind entscheidend, um den Verkehrssektor zu dekarbonisieren und die Luftqualität zu verbessern. 4. **Reduktion der Treibhausgasemissionen in der Landwirtschaft**: Die Landwirtschaft ist ein bedeutender Emittent von Treibhausgasen. Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen aus der Landwirtschaft, wie z.B. nachhaltige Anbaumethoden und die Reduzierung von Methanemissionen aus der Tierhaltung, sollten gefördert werden. 5. **Förderung von kohlenstoffarmen Technologien und Innovationen**: Investitionen in Forschung und Entwicklung von kohlenstoffarmen Technologien und Innovationen sind entscheidend, um neue Lösungen zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen zu entwickeln und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft zu stärken. 6. **Sozial gerechte Maßnahmen**: Maßnahmen zur sozialen Absicherung und Unterstützung von Haushalten und Gemeinden, die von der Energiewende betroffen sind, sollten implementiert werden, um sicherzustellen, dass der Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft gerecht und inklusiv ist. 7. **Internationale Zusammenarbeit**: Die Bundesregierung sollte sich aktiv für internationale Kooperation und Zusammenarbeit im Kampf gegen den Klimawandel einsetzen, indem sie sich für ambitionierte Klimaziele einsetzt und Entwicklungsländer bei der Anpassung an den Klimawandel unterstützt
358
Grundzüge der Two Level Game Theory
Here are some key points about the two-level game theory: Interdependence: Decisions made at one level can affect outcomes at the other level, creating interdependence between domestic and international politics. Domestic constraints can limit a leader's ability to make concessions or compromises in international negotiations, while international agreements can have domestic implications that leaders must consider. Trade-offs and Compromises: Leaders often face trade-offs and compromises between domestic and international objectives. They must balance the interests of domestic constituencies with the demands of international partners, seeking solutions that satisfy both sets of concerns to the greatest extent possible. Strategic Interaction: Decision-making involves strategic interaction between actors at both levels. Leaders may use domestic politics to enhance their bargaining position in international negotiations, while also using international agreements to bolster their domestic political standing. Role of Leadership: Leadership plays a crucial role in managing the two-level game. Effective leaders are able to navigate the complexities of domestic and international politics, build coalitions of support, and craft strategies that advance their interests on both fronts.
359
Gründe für den Einsatz EE
vermeidung von treibhausgasemissionen , Schadstoffemissionen und Bodenverbrauch Steigerung der Versorgungssicherheit absivherung gegen steigende brennstoffpreise in der zukunft
360
potentiale und eigenschaften solarenergie
in de knapp unter 1000 GWh/m^2 Strahlungsintensität im süden am hövhsten täglivhes und saisonales PV bergen vollbenutzungsstunden knapp unter 1000h/a stromgestehungskosten von freiflächenanlagen 3-6 ct/kwh Dachanlagen unter 10 ct / kwh
361
potentiale und eigenschaften windenergie
im norden und in küstennähe kurzfristige fluktuationen 3200 onshore vollbenutzungsstunden offshore 4500 stromgestehungskosten onshore 4-7 ct pro kwh offshore 10 ct
362
potentiale und eigenschaften wasserkraft
flüssen und gebirgsregionen nahezu erschöpft geringeren fluktuationen als mit wind und pv aber still fluktuierend because of rainfall
363
potentiale und eigenschaften geothermie
oberflächennahe geothermiepotenziale zur wärmegewinnung untergeordnete rolle keine fluktuationen
364
potentiale und eigenschaften biomasse
realisierbare bzw akzeptierten potenzial limitierend stromgestehungskosten 7,5-15 ct pro kwh
365
wind onshore, offshore, pv, pv freiflächen, biomasse Verfügbarkeit ranken (Vollbenutzungsstunde pro jahr)
biomasse wind offshore wind onshore pv systeme und freiflähen
366
wind onshore, offshore, pv, pv freiflächen, biomasse spezifische investitionen ranken
wind offshore biomasse wind onshore py systeme pv freiflächen
367
wind onshore, offshore, pv, pv freiflächen, biomasse stromgestehungskosten ranken
biomasse wind offshore pv systeme wind onshore pv freiflächen
368
Residuallast
tatsächlivh realisierte augenblickliche stromleistungsnachfrage abzüglich der einspeisung aus fluktuierende EE durch flexibilitätsoptionen ausgeglichen
369
Herausforderungen in bezug auf prognosefehler und rampen
durch den fluktuierende charakter der fluktuierenden ee ergeben sivh herausforderungen in bezug auf möglihst treffsichere prognosen und den umgang mit prognosefehlern sowie großen erzeugungsrampen
370
potenzialbegriff kennen und auf EE anwenden
theoretisch, physikalisvh nutzbar, technisvh, wirtsvhaftlivh, umweltverträglivh und realisierbares potentzial untersheiden
371
Wo sehen Sie Probleme bei der Potenzialquantifizierung?
1. **Unsicherheit und Komplexität**: Die Potenzialquantifizierung beinhaltet oft die Bewertung von komplexen Systemen und Variablen, die von vielen Unsicherheiten geprägt sind. Dies kann die Genauigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen und die Interpretation erschweren. 2. **Datengrundlage**: Die Verfügbarkeit von qualitativ hochwertigen Daten und Informationen kann ein wesentliches Hindernis bei der Potenzialquantifizierung darstellen. Insbesondere bei neuen Technologien oder Maßnahmen können Datenlücken bestehen, die die Bewertung erschweren. 3. **Methodische Herausforderungen**: Die Auswahl geeigneter Methoden und Modelle für die Potenzialquantifizierung ist entscheidend, kann aber auch herausfordernd sein. Unterschiedliche Methoden können zu unterschiedlichen Ergebnissen führen, was die Vergleichbarkeit und Interpretation erschwert. 4. **Berücksichtigung von Kontextfaktoren**: Das Potenzial einer Ressource, Technologie oder Maßnahme hängt oft von verschiedenen Kontextfaktoren ab, wie z.B. politischen, wirtschaftlichen, sozialen und technologischen Bedingungen. Diese Faktoren müssen bei der Potenzialquantifizierung angemessen berücksichtigt werden. 5. **Annahmen und Vereinfachungen**: Potenzialquantifizierung erfordert oft die Formulierung von Annahmen und Vereinfachungen, um komplexe Systeme zu modellieren und zu analysieren. Diese Annahmen können die Genauigkeit und Aussagekraft der Ergebnisse beeinträchtigen. 6. **Bewertung von Externalitäten**: Die Potenzialquantifizierung muss auch die Externalitäten berücksichtigen, d.h. die positiven oder negativen Auswirkungen einer Ressource, Technologie oder Maßnahme, die nicht in den Marktpreisen reflektiert werden. Die Bewertung von Externalitäten kann schwierig sein und erfordert oft subjektive Einschätzungen. 7. **Langfristige Auswirkungen**: Die Potenzialquantifizierung sollte auch die langfristigen Auswirkungen einer Ressource, Technologie oder Maßnahme berücksichtigen, einschließlich potenzieller unerwünschter Folgen oder Risiken.
372
theoretisches angebotspotentialin
inem bestimmten geographisvhen raum vorhandenes energieangebot ohne jeglivhe einsvchränkungen
373
physikalisch nutzbares potenzial
in einem bestimmten geographischen raum nutzbares energieangebot unter berücksichtigung physikalisvher restriktionen
374
technisches potenzial
physikalisvh nutzbares potenzial unter beachtung technisvher restriktionen (zB realitätsnah erreichbare wirkungsgrade oder techn. flächenverfügbarkeit)
375
wirtschaftlivhes potenzial
technisches potential das wirtschaftlich genutzt werden kann (unterschiedlivhe volks oder betriebswirtschaftlivhe bewertung möglich)
376
umweltverträgliches potentzial
technisvhes potenzial,. das umweltverträglivh genutzt werden kann
377
realisierbares potenzial
realistisvhe abschätzung der zeitlivhen entwicklung abhängig ovn weiteren restriktionen, hemmnissen oder anreizen
378
Key features of renewable energies and their Consequences (overview)
1. Comparatively low environmental impact in construction and operation: essential justification for funding. Basically high acceptance 2. Economic viability depends on local Primary energy availability (e.g. sun, wind, Water): Possible regional concentration of production, regardless of the load, coordination with network expansion necessary 3. Variability of primary energy (wind, solar) Possibility of high gradients of residual load: sufficient backup power, flexibility of the system 4. Limited forecast accuracy of Wind, solar radiation, precipitation, snowmelt, etc.: incorrect forecasts of the residual load, higher reserve power (vs. lowering the actual reserve requirements)*, flexibility of the system 5. Limited secured performance at a defined time: Conventional performance or storage and DSM required to ensure peak load timing 6. High investment costs, very low operating costs; still steep learning curves in some cases: in first position in the merit order, can often be interpreted as a negative burden; temporary in the future Surpluses, often dependent on funding
379
380
aktueller ausbauzustand wind onshore offshore
onshow 50 gw offshore 7,6
381
aktueller ausbauzustand pv
ca 50 gw
382
biomasse aktueller ausbauzustand
ca 8 gw
383
wasserkraft aktueller ausbauzustand
ca 6 gw aktueller ausbauzustand
384
ausbauziel PV
100GW in 2030 angestrebt nach EEG 2021 150 GW in 2030 für das Ziel der Klimaneutralität
385
ausbauziele Wind
71 GW in 2030 angestrebt nach EEG 2021 80 GW in 2030 für das Ziel der Klimaneutralität
386
Wie sind die aktuellen Zielsetzungen von 100 GW PV, 71 GW Wind Onshore und 20 GW Wind Offshore in 2030 zu bewerten… ▫ vor dem Hintergrund des 1,5 °C-Ziels aus dem Pariser Klimaabkommen? ▫ vor dem Hintergrund der aktuellen Ausbauentwicklung?
Vor dem Hintergrund des 1,5-°C-Ziels aus dem Pariser Klimaabkommen sind diese Ziele positiv zu bewerten. Die drastische Reduktion von Treibhausgasemissionen ist entscheidend, um die Erderwärmung auf maximal 1,5 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Der Ausbau erneuerbarer Energien wie PV und Wind ist eine Schlüsselkomponente in diesem Bemühen, da sie dazu beitragen, den Anteil fossiler Brennstoffe zu reduzieren und somit die Emissionen zu senken. Die festgelegten Zielwerte tragen dazu bei, die Energieerzeugung zunehmend kohlenstoffarm und nachhaltig zu gestalten, und sind daher im Einklang mit den langfristigen Klimazielen. Vor dem Hintergrund der aktuellen Ausbauentwicklung sind diese Ziele ebenfalls bedeutsam, aber möglicherweise anspruchsvoll. Die bisherige Entwicklung des Ausbaus erneuerbarer Energien hat gezeigt, dass Deutschland auf einem guten Weg ist, seine Ziele zu erreichen. Allerdings erfordern die festgelegten Zielwerte für PV und Wind eine beschleunigte Ausbauentwicklung im Vergleich zu bisherigen Trends. Es wird daher entscheidend sein, geeignete politische Maßnahmen und Anreize zu setzen, um Investitionen in erneuerbare Energien zu fördern und die Zielvorgaben zu erreichen. Dabei sind auch Fragen der Netzintegration und der Speicherung erneuerbarer Energiequellen zu berücksichtigen, um eine stabile und zuverlässige Energieversorgung sicherzustellen. Insgesamt stellen die festgelegten Ziele ambitionierte, aber erreichbare Meilensteine dar, um den Übergang zu einer nachhaltigen Energiezukunft voranzutreiben.
387
388
ungefähre anteil der stromerzeugung aus ee am bruttostromverbrauch und grobe verteilung auf ee sowie ungefähre ausbaustände für deutschland
aktuell 250 twh aus ee, also mehr als 50% bruttostromberbrauch größte anteile windenergie rhen pv then biomasse
389
weltweite situation der ee nutzung kann von der deutsvhen abgegrenzt werden
18% bruttoendenergieverbruach aus ee davon biogene brennstoffe 13% dann Wasserkraft dann wind und solar
390
preis und mengenbasierte förderung abgrenzen
preisbasiert: preis bestimmen -> menge generieren effekt sicher aber nicht in der höhe mengenbasierte förderung: menge von stromerzeugung oder installation fest (wie viele co2 emission zertifikate) -> preis generieren
391
förderung nach dem eeg kann in die kategorisierung von fördermodellen grob eingeordnet werden
technologiespezifische / regional differenzierte Modelle (wind, sonne biomasse) vs technologieneutrale modelle (cheapest price but unspecific to any tech - doesnt matter where ee comes from)
392
technolgiespezifische modelle - Finanzierung Grundmodell
Gleitende Marktprämie; bestimmt durch ausschreibungen
393
technolgiespezifische modelle - Finanzierung kleinere anlagen und altanlagen
Einspeisevergütung gleitend administrativ festgelegt treuhänderische vermarktung - someone else manages
394
technolgiespezifische modelle - Finanzierung biomasse
fixe kapazitätsprämie administrativ festgelegt
395
technolgieneutrale modelle - Finanzierung
fixe marktprämie gleitend administrativ festgelgt bzw. AUsschreibung
396
EEG 2023
Anhebung des Ausbauziels für 2030 auf 80% Strom bis 2035 nahezu klimaneutral stärkung der bürgerenergie
397
EEG 2021
Verankerung von ausbau und strommengenpfaden für 65% EE im Stromsektor 2030 Anschlussförderung für anlgen, deren 20 jährige vergütungsperiode abläuft (follow up funding)
398
Veräußerungsformen für EE strom im EEG
geförderte Direktvermarktung: Marktprämienmodell: Marktprämie = Anzulegender Wert - Marktwert Nicht geförderte Direktvermarktung Eigenverbrauch: Anteilige EEG Umlagenbelastung iHv 40% Einspeisevertügung: -kleinere Anlagen Ausnahmefälle Bestandsanlagen Mieterstromzuschlag
399
EEG Fördersysteme (direkte Kosten)
Jährliche differenzkosten zw Einspeisevergütungszahlungen und dem Marktwert des produzierten stroms finanzierung durch eeg umlage (share costs)
400
netzkosten (indirekte kosten)
zusätzliche investitionen für den ausbau des übertragungsnetzes zusätzliche investitionen für die verstärkung der verteilnetze anschlusskosten der offshore windparks finanzierung durch netzentgelte
401
backup kosten (indirekte kosten)
zusätzliche investitionen in flexible konventionelle kraftwerke und speicherkapazitäten zusätzlicher bedarf an regelenergie verschiedene finanzierungsmechanismen werden diskutiert
402
merit order effekt beschreiben
annährend grenzkostenfreie erzeugung aus windenergie und PV erhöht sich die merit order kurve verschiebt sich nach rechts, während die Nachfrage konstant bleibt x axis leistung in mw - nachfrage konstant y axis preis (spezifische kosten) - gleichgewichtspreis
403
die aus dem merit order effekt resultierende kannibalisierung dr vermarktungserlöse kann erklärt werden
durch den preissenkenden effekt kannibalisieren ee ihre eigenen vermarktungserlöse aktuell wird die differenz zum anzulegenden wert durch die marktprämienzahlung ausgeglichen
404
grenzkosten formel
brennstoffpreis/wirkungsgrad + zertifikatspreis* spez.Emissionsfaktor/wirkungsgrad + var. Betriebskosten
405
day ahead markt
preisfindung nach einheitspreisauktion nach prinzip der merit order -> leitmarkt
406
intraday auction
eröffnungsauktion für den kontinuierlichen intraday hendel
407
intraday continuous
preisfindung durch einen kontinuierlichen handel
408
Wertschöpfungskette von strom
primärenergiegewinnung / standorterschließung (wettbewerblich organisiert) erzeugung (wettbewerblich organisiert) handel (wettbewerblich organisiert) netze (reguliert): transport und verteilung vertrieb (wettbewerblich organisiert)
409
wie viel strom in deutschland erzeugt und verbraucht?
brutto 600 twh netto 530 twh
410
aufteilung stromnutzung in industrie, ghd und haushalte, verkehrssektor
44% Industrie 25% GHD; Haushalte Verekehrssektor gering
411
Großhandel strommarkt (wholesale)
börslich oder außerbörslich (over the counter) bilateral unterscheidung spot (immediate delivery) und terminnärkte (future markt) electricity producers, suppliers, traders, and large consumers buy and sell electricity in bulk quantities. EPEX Spot market and the European Energy Exchange (EEX), through various trading mechanisms, including day-ahead, intraday, and forward contracts. Prices in the wholesale market are determined by supply and demand dynamics, influenced by factors such as fuel prices, weather conditions, generation capacity, and transmission constraints.
412
einzelhandel strommarkt (retail)
unterscheidung standard und sonderverträge where electricity suppliers sell electricity to end consumers, such as households, businesses, and industries. Retail electricity suppliers purchase electricity from the wholesale market and sell it to end consumers, often offering various pricing plans, contracts, and services tailored to different customer needs. Retail electricity prices may include components such as energy costs, network charges, taxes, levies, and supplier margins, depending on regulatory and market conditions.
413
regelleistung strommarkt (balancing power)
transparente, diskriminierungsfreie ausschreibungen von fcr (frequency containment reserve), affr (frequency restoration reserve with automatic activation), mffr (frequency restoration reserve with manual activation) getrennte ausschreibung leistung und arbeit für srl ud mrl ausschreibung von sol (sofort abschaltbare lasten) und snl (schnell abschaltbare lasten) capacity reserved to ensure the balance between electricity supply and demand in real-time. Balancing power is used by transmission system operators (TSOs) to manage fluctuations in electricity consumption and generation, maintain grid stability, and prevent grid imbalances. Providers of balancing power offer their services through markets such as the Frequency Containment Reserve (FCR) market, where TSOs procure reserve capacity to manage frequency deviations in the grid. Balancing power can be provided through various mechanisms, including generation units, demand response, energy storage, and interconnection with neighboring grids.
414
sonstige teilmärkte strom
redispatch: kostenbasiert verlustenergie (ausschreibungen) blindleistung (bilaterale vereinbarungen) reserveb : kontrahierung durch ÜNB/BNetzA
415
416
besonderheiten des guts strom und deren rückwirkungen auf die stromsystemorganisation
homogenität: strom ist strom leitungsgebundenheit: grid bound nichtspeicherbarkeit
417
418
die planungs und einsatzentscheidungen im stromsystem können grob umrissenwerden
Zeitliche Ablauf: Investionen in Einsatzplanung -> Einsatz Rahmenbedingungen: Adequacy: having enough capacity to meet planned demand -> Security: having enough capacity to meet demand
419
spezifische emissionen fossile energieträger ordnen CO2
Braunkohle 1158 g CO2/ kWh Steinkohle 899 g Erdgas 369 g
420
bruttostromerzeugung deutschland stromerzeugungstechnologien
braunkohle wind onshore biomasse und mineralöl steinkohle, Erdgas Kernenergie PV wind offshore laufwasser
421
wie unterscheiden sich die Kostenstrukturen der EE von konventionellen Energieträger?
Windenergie und PV fluktuieren -> wesentlihen kapitalkosten und sind annährend grenzkostenfrei fossile kraftwerke haben geringere spezifisvhe kapitalkosten aber die erzeugung ist grenzkostenbehaftet
422
das konzept der jahresdauerlinie (der last) ist verstanden
x axis Zeit in Stunden y axis MWh/ h gibt an, in wie vielen Stunden des Jahres mindestens eine bestimmte Leistung nachgefragt wurde
423
vollaststunden- what is it and whats on the x and y axis?
x axis Zeit in Stunden y axis MWh/ h ergeben sich basierend auf ergebnissen der großhandelsmärkte, also kein rein technischces charakteristikum
424
how much does renewable energies make up of the installed leistung and how much in stromerzeugung? why is there a difference?
50% installed Leistung, over 33% stromerzeugung RE Jahresvolllaststunden (vor allem wegen der dargebotsschwankungen) sind im Vergleich zu konventionellen kraftwerken geringer
425
load duration curve
relationship between magnitude of electricity demand (load) and duration for which that load occurs over a year x axis: hours in a year y axis: starts at 100%, goes down to min. last (around 30%)
426
das konzept der screening curves ist verstanden
tool used in energy economics and project evaluation to assess the economic viability of potential investments or projects, quickly evaluate and compare the costs and benefits of different investment options to identify those with the highest potential for economic return. 1. **Costs and Benefits**: x axis hours in a year y axis yearly costs Costs may include initial investment costs, operation and maintenance costs, and any other relevant expenses 2. **Project Options**: Grundlastkraftwerke, mittellastkraftwerke, spitzenlastkraftwerke 4. **Analysis**: By comparing the costs and benefits of potential projects to the threshold lines or curves, decision-makers can quickly identify which projects are likely to meet the predefined criteria for economic viability. Projects that fall above the threshold lines are considered economically viable and may warrant further analysis or consideration, while those below the thresholds may be deemed less attractive or feasible. 5. **Decision Making**: Screening curves help decision-makers prioritize investment options based on their potential economic returns and select projects that offer the greatest value for money. By focusing on projects with the highest potential for economic return, resources can be allocated more efficiently and effectively to achieve energy and sustainability goals.
427
stromgestehungskosten levelized cost of elecriticty
kapitalkosten + betriebskosten pro kwh
428
stromgestehungskosten der technologien können ungefährt eingeordnet und konstrastiert werden
steinkohle kernenergie wasserkraft biomasse braunkohle erdgas wind offshore PV Wind onshore
429
How do you evaluate the argument that renewables are “too expensive”? Why do renewable energy companies have difficulty refinancing themselves exclusively in spot markets?
The argument that renewables are "too expensive" often stems from a comparison of the upfront costs of renewable energy technologies with those of conventional fossil fuel-based energy sources. However, this argument can be evaluated and challenged in several ways: 1. **Total Cost of Ownership**: While the initial capital investment for renewables may be higher, it's essential to consider the total cost of ownership over the lifetime of the renewable energy system. Renewables typically have lower operational and maintenance costs compared to fossil fuel-based generation, resulting in lower overall costs over time. 2. **Cost Decline**: The cost of renewable energy technologies, such as solar and wind, has been declining rapidly in recent years due to technological advancements, economies of scale, and increased competition. As a result, renewables are becoming increasingly cost-competitive with conventional energy sources, especially when considering long-term trends and projections. 3. **External Costs**: Fossil fuel-based energy sources often impose significant external costs on society in the form of air pollution, greenhouse gas emissions, and negative health impacts. These externalities are not reflected in the market price of fossil fuels but have substantial economic, environmental, and social consequences. Renewables, on the other hand, have minimal external costs, making them more economically attractive when considering the broader societal benefits. 4. **Policy and Regulatory Support**: Many governments around the world have implemented policies and incentives to promote renewable energy deployment, such as feed-in tariffs, tax credits, renewable portfolio standards, and carbon pricing mechanisms. These policy measures help level the playing field and make renewables more competitive in the energy market. Regarding the difficulty renewable energy companies face in refinancing themselves exclusively in spot markets, several factors contribute to this challenge: 1. **Revenue Uncertainty**: Spot markets for electricity can be volatile, with prices fluctuating based on factors such as supply and demand dynamics, weather conditions, and regulatory changes. This revenue uncertainty makes it challenging for renewable energy companies to forecast and secure stable revenues to support financing and investment. 2. **Long-Term Contracts**: Renewable energy projects often rely on long-term power purchase agreements (PPAs) to provide revenue certainty and mitigate market risks. These contracts typically guarantee a fixed price for electricity generated by the renewable facility over an extended period, providing stability for project financing. 3. **Investor Confidence**: Investors and lenders may prefer the predictability and stability offered by long-term contracts over exposure to spot market price fluctuations. Renewable energy projects with secured revenue streams from PPAs are generally seen as lower-risk investments, attracting more favorable financing terms and lower interest rates. 4. **Project Viability**: The ability of renewable energy projects to secure financing exclusively in spot markets depends on various factors, including project size, technology, location, regulatory environment, and market conditions. While some projects may be able to operate profitably in spot markets, others may require long-term contracts or additional revenue streams to be financially viable. In summary, while renewables may face challenges related to upfront costs and revenue uncertainty, they are becoming increasingly cost-competitive and offer significant long-term benefits in terms of economic, environmental, and social sustainability. Additionally, the ability of renewable energy companies to refinance themselves exclusively in spot markets depends on various factors, including revenue certainty, investor confidence, and project viability.
430
Abgesehen von der Endlagerproblematik und den Betriebsrisiken – Warum passt Kernenergie nicht in ein von fluktuierenden erneuerbaren Erzeugern dominiertes Stromsystem?
Die Kernenergie passt nicht gut in ein von fluktuierenden erneuerbaren Erzeugern dominiertes Stromsystem aus mehreren Gründen: 1. **Unflexible Energieerzeugung**: Kernkraftwerke sind für den kontinuierlichen Betrieb konzipiert und können nicht schnell an die sich ändernde Nachfrage oder die Einspeisung von fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne angepasst werden. Dies führt zu einer mangelnden Flexibilität im Stromnetz und kann zu Überkapazitäten oder Engpässen führen, wenn die Stromproduktion aus erneuerbaren Quellen schwankt. 2. **Mangelnde Kompatibilität mit Speicherlösungen**: Die Integration von Kernkraftwerken mit Energiespeichersystemen zur Kompensation von Schwankungen in der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ist technisch und wirtschaftlich herausfordernd. Kernkraftwerke sind darauf ausgelegt, kontinuierlich Strom zu erzeugen, und ihre Leistung kann nicht einfach angepasst werden, um die Speicherung von überschüssigem Strom aus erneuerbaren Quellen zu unterstützen. 3. **Konkurrenz um Netzressourcen**: In einem Stromsystem, das von fluktuierenden erneuerbaren Erzeugern dominiert wird, konkurrieren Kernkraftwerke um begrenzte Netzressourcen wie Netzkapazität und Netzausbauprojekte. Dies kann zu Engpässen im Netz führen und die Integration von erneuerbaren Energien behindern. 4. **Hohe Fixkosten und Trägheit**: Kernkraftwerke haben hohe Fixkosten und lange Vorlaufzeiten für den Bau und die Inbetriebnahme. Sie sind daher weniger flexibel und reagieren träge auf Veränderungen in der Stromnachfrage oder -erzeugung im Vergleich zu flexibleren und schneller einsetzbaren erneuerbaren Energien. 5. **Sicherheitsrisiken und Endlagerung**: Neben den bekannten Sicherheitsrisiken und der Endlagerproblematik ist die Kernenergie mit langfristigen und ungelösten Problemen verbunden, die ihre Akzeptanz und ihre Rolle in einem modernen Stromsystem beeinträchtigen.
431
die einteilung in übertragungs und verteilnetze sowie spannungsebenen ist bekannt, die netzbetreiberstruktur ebenso
Stromtransport über große distanzen über höchstspannungsnetze (380 bzw 220 kv) die von übertragungsnetzbetreibern (systembetreiber) betrieben werden
432
was machen verteilnetzbetriebern
kleinteiligere stromverteilung über hoch mittel und niederspannungsnetze (110, 20, 0,4 kV) sstörungsfreien betrieb der netzte system dienstleistungen
433
bilanzkreiswesen
zentraler organisationsgrundsatz des deutschen und europäischen stromsystems alle erzeuger und verbraucher sind einem bilanzkreis zuzuordnet virtuelles energiemengenkonsto, das stets ausgeglichen zu führen ist "Bilanzkreiswesen" is a term used in the energy sector in Germany, referring to the system of balancing groups or balancing areas. It plays a crucial role in ensuring the stability and reliability of the electricity grid by managing the balance between electricity generation and consumption in real-time. Here's how the concept works: 1. **Balancing Groups**: Electricity market participants, such as generators, suppliers, traders, and large consumers, are organized into balancing groups. Each balancing group is responsible for balancing the electricity they produce or consume within a specific geographical area or network zone. 2. **Balancing Responsibility**: Members of a balancing group are responsible for ensuring that the total electricity injected into the grid matches the total electricity withdrawn from the grid within their designated area. This involves continuously monitoring and adjusting their generation or consumption to maintain balance and avoid grid imbalances. 3. **Balancing Energy**: In cases where there is a mismatch between electricity generation and consumption within a balancing group, grid operators use balancing energy to restore balance. Balancing energy can be provided through various mechanisms, including adjusting the output of flexible power plants, activating demand response measures, or importing/exporting electricity from neighboring regions. 4. **Balancing Markets**: Balancing energy is traded in balancing markets, where grid operators procure reserve capacity and balancing services to manage grid imbalances in real-time. Market participants offer their balancing services, such as frequency regulation, load shedding, or load shifting, and receive payments based on their contributions to grid stability. 5. **Settlement and Imbalance Charges**: At the end of each balancing period, grid operators settle imbalances between electricity injections and withdrawals within balancing groups. Members of a balancing group may incur imbalance charges or receive payments based on their actual electricity consumption or generation compared to their scheduled or contracted amounts. Overall, the concept of "Bilanzkreiswesen" is essential for maintaining grid stability, ensuring the reliable operation of the electricity system, and facilitating the integration of renewable energy sources and other decentralized generation units into the grid. It relies on the cooperation and coordination of market participants, grid operators, and regulatory authorities to manage grid imbalances and maintain system reliability in an efficient and cost-effective manner.
434
die systemdienstleistungen sind bekannt
betriebführung, versorgungswiederaufbau, spannungshaltung, frequenzhaltung (va durch bereitstellung bon regelleistung)
435
regelleistungsarten sowie beschaffungs und abrechnungsmechanismen für regelleistung (und regelarbeit) sind bekannt. ausgleichsenergie (bilanzielle abrechnung von individuellen bilanzkreisabweichungen) kann von regelenergie (einsatz der regelleistung für gesamtsystembilanzausgleich) abgegrenzt werden
von den systemdienstleistungen ist nur die beschaffung von regelleistung als wettbewerblicher markt organisiert die kosten für die regelleistungsvorhaltung und die restlichen systemdienstleistungen tragen alle netzkunden über die netzentgelte die kosten für die regelenergie, sogenannte ausgleichsenergiekosten, werden den bilanzkreisverantwortlichen, die das ungleichgewicht verstärken, in rechnung gestellt
436
Warum ist die Finanzierung der Vorhaltung der Regelleistung über Netzentgelte so festgelegt worden?
Die Finanzierung der Vorhaltung der Regelleistung über Netzentgelte wurde aus mehreren Gründen festgelegt: 1. **Kostentransparenz und -gerechtigkeit**: Die Finanzierung der Vorhaltung von Regelleistung über Netzentgelte ermöglicht eine transparente Zuordnung der Kosten für die Bereitstellung von Regelleistung. Da die Netzentgelte von den Endverbrauchern gezahlt werden, tragen sie die Kosten für die Infrastruktur und Dienstleistungen, die zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität erforderlich sind. Dies stellt sicher, dass diejenigen, die das Stromnetz nutzen, auch für die damit verbundenen Kosten aufkommen. 2. **Anreiz zur Effizienz**: Indem die Kosten für die Vorhaltung von Regelleistung in die Netzentgelte integriert werden, werden Netzbetreiber und Energieversorger dazu motiviert, effiziente Lösungen für die Bereitstellung von Regelleistung zu finden und Kosten zu senken. Durch den Wettbewerb um günstige und effektive Angebote zur Regelleistungsbereitstellung können die Gesamtkosten für die Stromnetzstabilität reduziert werden. 3. **Technologieneutralität**: Die Finanzierung der Regelleistung über Netzentgelte schafft einen technologieneutralen Rahmen, der verschiedene Ansätze zur Bereitstellung von Regelleistung unterstützt. Dies ermöglicht es verschiedenen Akteuren, einschließlich konventioneller Kraftwerke, erneuerbarer Energien, Speicherlösungen und Demand-Response-Technologien, ihre Dienste zur Netzstabilisierung anzubieten, basierend auf ihrer Effizienz und Wirtschaftlichkeit. 4. **Flexibilität und Skalierbarkeit**: Netzentgelte bieten eine flexible und skalierbare Methode zur Finanzierung der Regelleistungsvorhaltung, da die Kosten entsprechend dem tatsächlichen Bedarf und der Nutzung des Stromnetzes verteilt werden können. Dies ermöglicht es, die Kosten gerecht auf diejenigen zu verteilen, die den größten Nutzen aus der Netzstabilität ziehen, und die Finanzierung der Regelleistung an die dynamischen Anforderungen des Stromnetzes anzupassen. Insgesamt bietet die Finanzierung der Vorhaltung von Regelleistung über Netzentgelte eine effektive Möglichkeit, die Kosten für die Netzstabilität zu verteilen, Anreize für die Effizienz zu schaffen und verschiedene Technologien zur Bereitstellung von Regelleistung zu fördern.
437
die stromgroßhandelsmärkte und deren zeitliche abfolge sind bekannt
Terminmarkt: mit einem zeitlivhen Vorlauf von bis zu drei Jahren gehandelt, erfüllung lieg tmehr als 2 Tag ein der Zukunft Spotmärkte: day ahead und intradaymärkte Erfüllung innerhalb von 2 Tagen
438
Strombörsen vs bilateral in otc over the counter
strombörsen: eex (terminmarkt), epex spot (spotmarkt), nord pool spot otc: größeres handelsvolumen
439
wesentliche produkte (einzelstunden und blöcke) können benannt werden
einzelstunden: one hour of konstant leistung blöcke: base and peak base: constant 24 hours peak: constant as block of werktags von 8 bis 20 uhr
440
das konzept der merit order und der (annährend) grenzkostenbasierten preisbildung (der day ahead auktion) ist bekannt
anhand der grenzkosten wird entschieden, welvhe kraftwerkstechnologien zur benötigten stromproduktion eingesetzt werden -> Reihenfolge in der realität können gebote von den tatsächlichen grenzkosten abweichen (markups / markdowns)
441
die unterscheidung in standard und sonderverträge kann erläutert werden
1. **Standardverträge**: - Standardverträge sind typischerweise die allgemeinen Verträge, die Energieversorger mit Privat- und Kleingewerbekunden eingehen. - Sie werden oft als "Grundversorgungstarife" bezeichnet und bieten eine grundlegende Versorgung mit Strom oder Gas zu standardisierten Bedingungen und Preisen. - Die Vertragsbedingungen und Preise für Standardverträge werden häufig von den Regulierungsbehörden festgelegt, um einen gewissen Schutz für Verbraucher zu gewährleisten und faire Wettbewerbsbedingungen auf dem Energiemarkt sicherzustellen. - Kunden haben das Recht, zu jedem Zeitpunkt aus einem Standardvertrag auszusteigen und zu einem anderen Anbieter zu wechseln oder einen Sondervertrag abzuschließen, ohne eine Kündigungsfrist einhalten zu müssen. 2. **Sonderverträge**: - Sonderverträge sind individuelle Verträge zwischen Energieversorgern und Kunden, die spezifische Vereinbarungen bezüglich Preisen, Vertragslaufzeiten und Leistungen enthalten. - Diese Verträge werden oft zwischen Energieversorgern und größeren Gewerbe- oder Industriekunden abgeschlossen, die einen höheren Energiebedarf haben und maßgeschneiderte Lösungen benötigen. - Die Bedingungen und Preise für Sonderverträge werden in der Regel durch Verhandlungen zwischen dem Energieversorger und dem Kunden festgelegt und können von den Standardtarifen abweichen. - Kunden, die einen Sondervertrag abgeschlossen haben, können möglicherweise von individuell angepassten Tarifen, Rabatten oder anderen Zusatzleistungen profitieren, die nicht in Standardverträgen verfügbar sind.
442
die ungefähre zusammensetzung des stromendkundenpreises für haushaltskunden kann angegeben werden
setzt sivh aus einer reihe weiterer preisbestandteile neben den beschaffungskosten am großhandelsmarkt zusammen bei haushaltskunden haben staatlich regulierte preisbestandteile einen anteil von etwa drei verteln des preises
443
Warum stimmt Kapazitts und Ergeugungsmix nicht miteinander und welcher Zusammenhang besteht? compare renewables, steinkohl, erdgas, braunkohle, kernenergie
bei renewables geringere anteile an stromerzeugung las an installierter Leistung, weil geringe vollaststunden wegen dargebotsabhängigkeit (dpeendence on supply= Steinkohl und erdgas mit ungefähr gleich hohen anteilen an kapazität und stromerzeugung, weil mittlere bzw. höhere grenzkosten braunkohle und kernenergie doppelt so hohe anteile an stromerzeugung als kapazität,n weil hohe vollaststunden wegen geringer grenztkosten
444
Geben Sie an, welche Kraftwerke historisch typischerweise in welchem Lastbereich eingesetzt wurden und warum. Gehen Sie dabei auf technische und auf wirtschaftliche Merkmale der Kraftwerkstypen ein. Nennen Sie die Kritikpunkte, warum diese Einteilung nicht mehr zeitgemäß erscheint.
– Kernenergie und Braunkohle als „Grundlastkraftwerke“ mit sehr hohen Volllaststunden (ca. 6.000 - 8.000 h/a) ▫ Grund: geringe Grenzkosten (tendenziell hoher Investitionsaufwand) ▫ Technische Charakteristika: hohe Nennleistungen (Leistungsbereiche bis > 1 GW); schlechtere Flexibilitätseigenschaften – Steinkohle als „Mittellastkraftwerke“ mit mittleren Volllaststunden (ca. 3.500 – 6.000 Stunden pro Jahr) ▫ Grund: mittlere Grenzkosten (mittlerer Investitionsaufwand) ▫ Technische Charakteristika: geringere Nennleistungen (ca. 600 MW), bessere Flexibilitätseigenschaften als Grundlastkraftwerke – Erdgas und z.T. ölgefeuerte als „Spitzenlastkraftwerke“ (insbesondere Gasturbinen) (ca. 1.000 – 3.000 Stunden pro Jahr) ▫ Grund: hohe Grenzkosten (geringer Investitionsaufwand) ▫ Technische Charakteristika: geringe Nennleistungen und Skalierbarkeit (< 100 MW bis 2 x 400 MW), schnelles An- und Abfahren und sehr gute Flexibilitätseigenschaften – Kritik: ▫ Die Charakterisierung Grund-, Mittel- und Spitzenlast ist eigentlich rein nachfrageseitig. ▫ Durch die Energiewende nimmt die Auslastung der Kraftwerke ab und diese müssen flexibel betrieben werden. Die Trennung zwischen Grund-, Mittel- und Spitzenlast verschiebt sich zunehmend zugunsten der Residuallastdeckung, die nur begrenzt tageszeitliche Ausprägungen aufweist (tageszeitliches Profil der Photovoltaik, zufällige Fluktuationen bei Wind).
445
Wie unterscheiden sich die Kostenstrukturen und spezifischen CO2-Emissionen (CO2-Emissionen bezogen auf die erzeugte Strommenge) von konventionellen und fluktuierenden erneuerbaren Erzeugungsanlagen?
– Konventionelle Kraftwerke: ▫ Grenzkostenbehaftet (u.a. Brennstoffkosten & CO2-Zertifikatskosten); unterschiedliche Höhe der Grenzkosten je nach Technologie → Kernenergie und Braunkohle mit den geringsten, Erdgas und Öl mit den höchsten Grenzkosten ▫ Kapitalkosten unterschiedlich ausgeprägt, bezogen auf die erzeugte Strommenge geringer als bei fluktuierenden erneuerbaren Energien ▫ Spezifische CO2-Emissionen abhängig vom Brennstoff (und Wirkungsgrad) → bei Gas ca. 300-400 g CO2/kWh, bei Steinkohle ca. 900 g CO2/kWh, bei Braunkohle mehr als 1.000 g CO2/kWh – Fluktuierende erneuerbare Energien (Wind, PV, Laufwasser): ▫ Annähernd grenzkostenfrei (bis auf Kosten für Wartung, Anlagenbetrieb) ▫ Kapitalkosten sehr hoch bezogen auf die erzeugte Strommenge ▫ Keine spezifischen CO2-Emissionen (bezogen auf die erzeugte Strommenge; CO2-Emissionen zur Anlagenherstellung nicht erfasst)
446
▪ Erläutern Sie den Begriff „Merit Order“ und zeigen Sie grafisch und stichwortartig auf, ▪ inwiefern sich die folgenden Ereignisse beziehungsweise Maßnahmen auf den Verlauf der Merit Order auswirken. a) Erhöhung des Gaspreises b) Langfristiger Rückgang der Stromnachfrage c) Erhöhte Einspeisung aus Windenergie d) Erhöhung der Investitionsaufwendungen von Steinkohlekraftwerken e) Technologischer Fortschritt führt zu Wirkungsgradverbesserungen aller Kraftwerkstypen ▪ Wie lassen sich mit Hilfe der Merit Order Aussagen bezüglich der Refinanzierung von Kraftwerken mit Blick auf die Deckungsbeiträge treffen?
– Die Merit Order sortiert die Kraftwerke (genauer: die Verkaufsgebote der Stromhändler) nach aufsteigenden Grenzkosten (genauer: nach aufsteigender Gebotshöhe). Sie stellt somit die Angebotskurve des Day-ahead-Markts dar und bildet eine Art Treppenfunktion ab. – Durch Bildung des Schnittpunkts mit der kurzfristigen Nachfragekurve (die sich aus der Aggregation der Kaufgebote zusammensetzt) ergibt sich der Preis am Day-ahead-Markt für die jeweilige Stunde. Durch Bildung dieses Schnittpunkts für alle Stunden des Tages ergeben sich die stündlichen Preise. – Das letzte Kraftwerk (sog. Grenzkraftwerk) setzt mit seinen Grenzkosten den Preis, der somit in einer Einheitspreisauktion bestimmt wird (uniform pricing) und für alle zum Zuge kommenden Marktteilnehmer gilt. Zum Zuge kommen erzeugungsseitig alle Marktteilnehmer mit geringeren Grenzkosten als das Grenzkraftwerk (bzw. mit geringeren Verkaufsgeboten als das letzte bezuschlagte Verkaufsgebot). Alle Kraftwerke mit niedrigeren Grenzkosten als der Preis des Grenzkraftwerks erwirtschaften in der jeweiligen Stunde einen Deckungsbeitrag. – Hinweis: Es handelt sich um eine Modellvorstellung. In der Realität sind Blockgebote etc. zu berücksichtigen
447
Effekt on Merit Order wenn technologischer Fortschritt führt zu Wirkungsgradverbesserungen aller Kraftwerkstypen
Senkung der Grenzkosten aller kraftwerkstechnologien -> verschiebung Merit Order nach unten Geringerer Strompreis leichte verlängerung der stufenbreite da kraftwerke eine höhere leisten einspeisen können
448
How can statements be made regarding the refinancing of power plants with regard to the contribution margins using the Merit Order?
Those power plants with lower marginal costs than that marginal power plants (or with lower bids) achieve contribution margins that can be used to cover capital costs. – If sufficiently often, sufficiently high contribution margins can be achieved, refinancing the capital costs is possible.
449
a) Wie lassen sich die Großhandelsmärkte für Strom weiter untergliedern? Unterscheiden Sie dabei zwischen dem OTC- und dem Börsenhandel.
– Identische Unterscheidung Börse und OTC: ▫ Terminmärkte: langfristige Märkte mit Erfüllung in mehr als zwei Tagen in der Zukunft ▫ Spotmärkte: kurzfristige Märkte mit Erfüllung innerhalb von zwei Tagen in der Zukunft – Untergliederung der Terminmärkte: ▫ Börse: Futures mit unterschiedlichen Fälligkeiten sowie ausschließlich finanzieller Erfüllung (Barausgleich) und Optionen ▫ OTC: Forwards mit unterschiedlichen Fälligkeiten sowie meist physischer Erfüllung* (physische Stromlieferung) und Optionen – Untergliederung der Spotmärkte ▫ Day-ahead und Intraday ▫ Unterscheidung: Handelsschluss Intraday an der Börse 15 Minuten vor Lieferung, regelzonenintern bis 5 Minuten vor Lieferung – Weitere Unterscheidung ▫ Börsenprodukte standardisiert ▫ OTC-Produkte entweder standardisiert und an Börsenprodukte angelehnt oder individuell → auch individuelle Fahrplanlieferung ist OTC möglich
450
b) Wie bildet sich der Preis am Day-ahead-Markt für Strom? Wie lassen sich die bestehenden Kraftwerke hierdurch refinanzieren? Wie könnten große Anbieter auf diesem Markt die Preise theoretisch zur eigenen Gewinnmaximierung beeinflussen?
Preisbildung Day ahead: Nach dem Merit-Order-Prinzip in uniform pricing Auktion. – Möglichkeit 1: Strategische Zurückhaltung von Kraftwerken mit mittleren Grenzkosten zugunsten von Kraftwerken mit höheren Preisen – Effekt: höhere Preise und höhere Deckungsbeiträge für Kraftwerke mit niedrigen Grenzkosten – Voraussetzung: Preissetzungsmacht und Marktdominanz (heute nach aktuellen Sektoruntersuchungen nicht mehr gegeben) – Möglichkeit 2: Bildung von Preisaufschlägen (markups) auf die Grenzkosten der Kraftwerke → etablierte Praxis
451
c) Am Spotmarkt für Strom konnten in den letzten Jahren teilweise negative Preise beobachtet werden. Was sind die technischen, wirtschaftlichen und organisatorischen Gründe, die zu einem solchen Marktergebnis führen?
– Technische und ökonomische Ursachen: ▫ Inflexibilität konventioneller Kraftwerke: Strategie, Kraftwerk durchlaufen zu lassen kann wegen hoher An- und Abfahrkosten ökonomisch sinnvoller sein als Kraftwerk herunterzufahren ▫ Thermische Kraftwerke, insbesondere Kohlekraftwerke besitzen lange An- und Abfahrdauern, auch bei einem Warmstart. KWK-Kraftwerke haben oftmals Wärmelieferverpflichtungen. ▫ Erneuerbare Energien in der Einspeisevergütung erhalten eine preisunabhängige Vergütung und speisen daher auch bei negativen Preisen ein (Vertiefung in VL 10 und ER-M) ▫ Erneuerbare Energien im Marktprämienmodell regeln ökonomisch erst bei Preisen ab, die in etwa der negativen Marktprämie entsprechen und akzeptieren daher negative Preise bis zu diesem Betrag (Vertiefung in VL 10 und ER-M) – Organisatorische Gründe: ▫ Mangelnde Bewirtschaftung von Bilanzkreisen: In der Vergangenheit waren einige Handelsabteilungen nicht 24/7 besetzt, sodass es insbesondere an den Weihnachtsfeiertagen zu negativen Preisen kam.
452
d) Welche Folgen haben temporär negative Spotmarktpreise auf die Elektrizitätswirtschaft? Unterscheiden Sie zwischen Auswirkungen auf Erzeuger und Verbraucher.
– Erzeuger: ▫ Erzeuger zahlt für die Stromabnahme: primäres Interesse des Stromtransports liegt damit auf Seiten des Erzeugers und nicht mehr auf Seiten des Verbrauchers ▫ Negative Preise setzen Flexibilisierungsanreize für Erzeuger → Flexibilisierung des Kraftwerks, um in Zeiten negativer Preise vom Netz gehen zu können ▫ Besonderheit bei neuen EEG-Anlagen: längere Phasen negativer Preise können zum Verlust des EEG-Vergütungsanspruchs führen („6-Stunden-Regel“, neu „4-Stunden-Regel“; Vertiefung in ER-M) – Verbraucher: ▫ Verbraucher besitzen einen Anreiz, den Bezug auszuweiten. Durch weitere Preisbestandteile für Letztverbraucher (Abgaben, Umlagen, Entgelte) kann dieser abgeschwächt werden.
453
e) Warum erleiden große Erzeugungsunternehmen mit überwiegend konventionellen Erzeugungskapazitäten in Deutschland derzeit massive Verluste?
– Großhandelsstrompreisniveau ist infolge zunehmender erneuerbarer Erzeugung, niedriger CO2- Preise und niedriger Brennstoffpreise derzeit sehr niedrig und unterliegt nur geringen Ausschlägen nach oben. Trendumkehr zeichnet sich langsam ab, geht aber auch mit steigenden CO2-Preisen einher. – Die hierdurch erwirtschafteten Deckungsbeiträge reichen im Regelfall nicht für die Refinanzierung neuer Kapazitäten. – Nach Aussagen der Kraftwerksbetreiber ist die Refinanzierung bzw. der Weiterbetrieb bestehender Erzeugungsanlagen gefährdet. → ca. 11,8 GW Kraftwerkskapazität aktuell zur Stilllegung angezeigt in Kraftwerksstilllegungsanzeigenliste der BNetzA
454
f) Wie wird sich die Jahresdauerlinie der Residuallast in Zukunft entwickeln?
Zunehmende EE-Anteile am Bruttostromverbrauch bewirken eine Niveauverschiebung der Residuallastdauerlinie in negativer Richtung – Positive Residuallastspitzen nehmen wegen der Erzeugungscharakteristik der fluktuierenden erneuerbaren Energien in geringerem Umfang ab, als negative Residuallastspitzen (betragsmäßig) zunehmen → auf der rechten Seite sinkt die Jahresdauerlinie weiter ab als links ▫ Grund: positive Residuallastspitzen meist um den Zeitpunkt der Jahreshöchstlast im Winter (höchste Lastinanspruchnahme eines Jahres) zu Zeiten mit geringer Sonneneinstrahlung und niedriger Windstromerzeugungen; negative Residuallastspitzen resultieren bei gleichzeitig hoher Windstrom- und Solarenergieerzeugung sowie typischerweise geringen Lasten
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a) Weshalb werden neben den Großhandelsmärkten für Strom noch Regelleistungsmärkte bzw. ein Mechanismus zur Beschaffung von Regelleistung benötigt?
– Strom ist nur in begrenztem Umfang speicherbar, daher müssen im Stromsystem Erzeugung und Verbrauch zu jedem Zeitpunkt gleich hoch sein. – Abweichungen von diesem Gleichgewicht führen zu Frequenzabweichungen. – Erzeuger und Verbraucher (bzw. genauer: deren Bilanzkreisverantwortliche) müssen Erzeugung und Verbrauch vorab prognostizieren und dem jeweiligen Übertragungsnetzbetreiber mitteilen, sodass eine ausgeglichene Systembilanz – zumindest nach den gemeldeten Prognosewerten – resultiert. – In Echtzeit können sich Abweichungen von den gemeldeten Werten geben. Dies kann vielfältige Ursachen haben (Erzeugung: Kraftwerksausfall, FEE-Prognose nicht treffgenau, …; Verbrauch: Ausfall einer Produktionslinie, kurzfristiger Zusatzauftrag, …). Durch das resultierende Ungleichgewicht ergeben sich Frequenzabweichungen. Wenn diese einen gewissen engen Toleranzbereich überschreiten, ist ein Mechanismus zu aktivieren, der einen Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch herbeiführt und so die Sollfrequenz wiederherstellt. – Um die Frequenzabweichungen abfedern zu können werden Erzeugungs- und/oder Verbrauchskapazitäten für die Vorhaltung von Regelleistung kontrahiert. Werden diese abgerufen und stellen aktiv Energie für den Ausgleich der Systembilanz zur Verfügung (beziehungsweise beziehen diese Energie für den Ausgleich der Systembilanz) spricht man von Regelenergiebereitstellung.
456
b) Welche Regelleistungsarten werden auf dem Markt für Regelleistung gehandelt?
– Primärregelleistung (PRL bzw. FCR) – Sekundärregelleistung (SRL bzw. aFRR) – Minutenreserve(leistung) [meist technisch auch: „Tertiärreserve“] (MRL bzw. mFRR) – Außerdem: Regelarbeitsmarkt für aFRR Arbeit und mFRR Arbeit
457
c) Wie sind die Märkte für Regelleistung organisiert? Wer ist Anbieter, wer Nachfrager?
Übertragungsnetzbetreiber über die Plattform https://www.regelleistung.net – Getrennte Ausschreibungen für Primärregelleistung, Sekundärregelleistungsprodukte und Minutenreserveprodukte (jeweils kalendertäglich vor Handelsschluss des Day-ahead-Marktes) – Anbieter: ▫ Konventionelle Erzeuger ▫ erneuerbare Erzeuger (derzeit nur Minutenreserve) ▫ Verbraucher ▫ Pool-Betreiber (Pool: Zusammenschluss von kleineren Erzeugungs- und Verbrauchseinheiten) – Typische Erbringer je nach Regelleistungsart: ▫ Primärregelleistung (PRL): Pumpspeicher, thermische Kraftwerke, Batteriespeicher ▫ Sekundärregelleistung (SRL): Pumpspeicher, thermische Kraftwerke ▫ Minutenreserve (MRL): Pumpspeicher, thermische Kraftwerke, MRL-Pools / virtuelle Kraftwerke: Biomasse, abschaltbare Lasten, zukünftig auch Windenergieanlagen
458
d) Was unterscheidet die Preisbildung an den Regelenergiemärkten von der Preisbildung am Day-ahead-Markt der Strombörse?
– Day-ahead: Einheitspreisauktion (uniform pricing) → „gleicher Preis für alle“ – Regelleistungsmärkte: preisdiskriminierende Auktion (pay as bid) → „jeder erhält Preis nach individuellem Gebot“ – Weitere Unterscheidung: bei SRL und MRL separate Gebote für Leistungs- und Arbeitspreis – Weitere Unterscheidung: separate Märkte für Regelarbeit
459
e) What is balancing energy?
– Balancing energy is the energy that a balancing group manager must obtain (in terms of balance) in order to balance its balancing group. – If the balancing group increases the imbalance in the system balance, the balancing group manager must pay the balancing energy price for its balancing energy purchase to the transmission system operator. If he mitigates the imbalance, he receives a payment from the transmission system operator.
460
f) Was beeinflusst den Preis für Ausgleichsenergie
Kosten des Regelenergieeinsatzes – Menge der abgerufenen Regelenergie bzw. Saldo der Bilanzkreisabweichungen
461
g) Wie kann ein Unternehmen Ausgleichsenergiekosten minimieren?
Kurzfristiger Ausgleich am Day-ahead und Intraday-Markt – Maßnahmen zur Verbesserung der Prognosen für Erzeugung und Verbrauch im Bilanzkreis
462
a) Welche Aufgaben hat ein Stromvertriebsunternehmen?
– Belieferung von Kunden mit Elektrizität (bilanziell) – (in der Regel) Bilanzkreisverantwortung: Prognose der Kundenverbräuche und Beschaffung der Energiemengen zur Bedarfsdeckung; Mitteilung der (ausgeglichenen) Bilanzsalden an Übertragungsnetzbetreiber – Abrechnung der Kunden und Weiterleitung von regulierten Zahlungen an die Netzbetreiber (Netzentgelte, Umlagen) bzw. Abführung von Steuern – Weitere umfangreiche Pflichten, wie beispielsweise Stromkennzeichnung
463
b) Which customer categories and billing types can be distinguished?
– Customer categories: ▫ Standard customers (standard contracts, mostly “all-inclusive”) ▫ Special customers (individual contract design) – Billing types: ▫ recording power measurement (RLM) → recording quarter-hour power averages ▫ Standard load profiles (SLP; < 100,000 kWh annual consumption) → Recording of annual consumption and assumption of an average load profile for the customer based on experience about demand behavior and mixing ▫ [also: meter reading measurement (ZSG) → similarities to RLM]
464
c) Wie setzt sich der Strompreis für Haushaltskunden zusammen?
50% Stromerzeugung 20% Netzentgelte 20% Mehrwertsteuer, sonsitge abgaben 4% Stromsteuer
465
How does a distribution company determine the amount of electricity to purchase on the wholesale market?
– Forecasting customer consumption quantities based on standard load profiles or their historical load profiles – Purchase of exchanges or OTC products for the forecast total load profile future futures market + baseload block +peak load block + total customer load profile + hourly contract
466
Unterschiede zwischen gas und fernwärmemarkt
467
Gasmarkt value chain
import, production handel, fortleitung, verteilung, speciherung endverbruach
468
gasmarktstufen
förderugn ausland inland fernleitungsnetzbetreiber, importeure, speichermarkt, regionalgesellschaften industrie raum und prozesswärme haushalte raum und prozesswärme
469
gas zu gas wettbewerb - großhandel
Liberalisierung ab 1998 durch die novellierung des enwg (öffnung der netze) gasanbieter direktem wettbewerb mit konkurrierenden lieferanten
470
potenzial von wasserstoff in der energiewende
einige industrielle und verkehrsbezogene anwendungen nur durch wasserstoff langfristig defossilisierbar weil kaeine elektrische alternativen e.g. schifffahrt, fliegen, schwerlastverkehr, industrieanwendungen (stahl, zement, chemie, raffinerien)
471
Fernwärme value chain
wärme erzeugung (heizkraftwrk, kraftwärmekopplung, solarthermie) fernwärmenetz zum transport lieferung zum kunden/vertrieb
472
fernwärmenetze
geschlossene, local water or steam based systems häufig nur ein anbieter innerhalb eines netzgebiets meistens vertikal integrierte unternehmen (verteilnetzbetreiber und lieferant das gleiche unternehmen) häufig stadtwerke
473
Gebäudeenergiegesetz aus 2020
energetische Gebäudesanierung und energieeffizienten neubau einsatz von ee in der gebäudewärme e.g. austausch von öl und gas standardheizkesseln verpflichtende nuetzung mindestens einer form ee
474
technologien für dekarbnisierung im gebäudewärme
solarthermie wärmepumpen fernwärme
475
notwendigkeit der energieeffizienz im gebäudesektor
Wärme hat den größten Anteil am Endenergieverbrauch in Deutschland. ▪ Die Bereitstellung von Wärme und Kälte ist für ca. 50 % der CO2-Emissionen in Deutschland verantwortlich, das entsprechend hohe Einsparpotential in Bezug auf CO2-Emissionen wurde in der Vergangenheit noch nicht ausreichend genutzt.
476
möglichkeiten von EE in der wärme
Solarenergie durch Solarthermieanlagen: Warmwasserbereitung Biomasse: Biogas (Nutzung der vorhandenen Infrastruktur möglich) Geothermie: Wärmepumpen Power to Gas: Nutzung von (überschüssigem) Strom aus erneuerbaren Quellen (Nutzung von vorhandener Gasinfrastruktur möglich) Power to Heat: Nutzung von (überschüssigem) Strom aus erneuerbaren Quellen, sinnvoll als Hybridsystem, aktuell meistens in Kombination mit KWK-Fernwärme
477
Direktelektrische Wärmeerzeugung PtH Wirkungsgrad und verluste
ee strom Transportverluste Elektrodenkesselverluste 97%
478
Wärme aus Wasserstoff Wirkungsgrad und verluste
EE strom Transportverluste Gleichrichterverluste Elektrolyseurverluste Gaskesselverluste 63%
479
Wräme aus synthetischem methan PtGtH Wirkungsgrad und verluste
EE Strom Transportverluste Gleichrichterverluste Elektrolyseurverluste Methanisierungverluste Gaskesselverluste 50%
480
Welche Aspekte sind bezüglich der Speichereigenschaften von Wasserstoff zu berücksichtigen?
– Temporal transfer of renewable electricity production – Hydrogen as long-term storage – Reconversion capacities are required – Electrolysis is not only designed for renewable energy surpluses (overall demand is very high) ▫ Base load for use in production processes ▫ Seasonal compensation requires large amounts of hydrogen – Scope depends on the development of the energy system and prices – Use dependent on competing technologies
481
einsatzmöglichkeiten von wasserstoff
wasserstoffnetz aus erdgasleitungen gebildet aber separater transportaufgaben ch4 und h2 f+ür die gewährleistung der transportaufgabe
482
aktuelle forschung zu wasserstoffinfrastruktur
PEM
483
Energieeffizienz
angemessenes verhältnis zwischen eingesetzten mitteln und wirkung (output zu energieeinsatz unter erfüllung des ursprüunglichen energiedienstleistungsbedürfnis)
484
Energieeinsparung
reduzierten nutzenniveau durch bewussten verzeiht
485
Suffizienz
vermeintlichen bedarf an produkten und dienstleistungen hinsichtlich möglivher minderungsoptionen überprüft und im ergebnis zu mehr klasse stattt masse führen soll addressiert konsum und nutzerverhalten, wertvorstellungen und bedürfnisse -> benötigen wir bestimmte konsumgüter, dienstleistungen, technische funktionen überhaupt und wenn ja, in diesem umfagn? bewusster verziech auf gewisse energieinanspruchnahme
486
Elastizität
bezeichnet die relative #mderung des angebots oder der nachfrage im anschluss an eine preisänderung
487
Energieeffizienzindikatoren
volskwirtschaftlivh: energieproduktivität technische energieeffizienzindikator: wirkungsgrad
488
energieproduktivität
volkswirtschaftlicher energieeffizienzindikator BIP/PEV primärenergieverbrauch
489
Wo sehen Sie einfach zu realisierende Suffizienzpotenziale?
1. **Energieeffiziente Geräte:** - Nutzen Sie energieeffiziente Haushaltsgeräte, Beleuchtung und Elektronik. Achten Sie auf das EU-Energielabel und bevorzugen Sie Produkte mit hoher Energieeffizienz. 2. **Verhaltensänderungen im Haushalt:** - Schalten Sie elektronische Geräte komplett aus, wenn sie nicht in Gebrauch sind, anstatt sie im Standby-Modus zu lassen. - Waschen Sie Kleidung mit niedrigen Temperaturen, um den Energieverbrauch der Waschmaschine zu reduzieren. - Vermeiden Sie übermäßiges Heizen oder Kühlen in Ihren Wohnräumen durch geeignete Kleidung und gezielte Nutzung von Heiz- und Kühlsystemen. 3. **Wärmedämmung und Isolierung:** - Verbessern Sie die Isolierung Ihres Hauses, um den Wärmeverlust zu minimieren. Dies kann den Bedarf an Raumheizung oder -kühlung reduzieren. 4. **Nutzung erneuerbarer Energien:** - Wenn möglich, nutzen Sie erneuerbare Energien wie Solar- oder Windenergie für die Stromerzeugung. Installation von Solaranlagen auf Dächern ist eine Möglichkeit, den Eigenverbrauch von erneuerbarer Energie zu steigern. 5. **Bewusster Energieverbrauch:** - Sensibilisieren Sie sich für Ihren Energieverbrauch und überlegen Sie, wie Sie diesen reduzieren können. Dies kann auch Verhaltensänderungen wie bewusstes Nutzen von elektronischen Geräten und Licht einschließen. 6. **Förderung von Energiesparmaßnahmen am Arbeitsplatz:** - Arbeitgeber können Energiesparmaßnahmen am Arbeitsplatz fördern, z. B. durch die Nutzung von energieeffizienten Bürogeräten, die Implementierung von Energiesparmaßnahmen in Gebäuden und die Sensibilisierung der Mitarbeiter für einen bewussteren Energieverbrauch. Diese Maßnahmen können nicht nur den Energieverbrauch reduzieren, sondern auch zu Kosteneinsparungen führen und einen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Die Umsetzung solcher Suffizienzpotenziale erfordert oft kein umfassendes Umdenken, sondern vielmehr bewusstes Handeln und die Bereitschaft, Gewohnheiten anzupassen.
490
Welche Möglichkeiten sehen Sie zur Energieproduktivitätssteigerung?
1. **Energieeffizienzsteigerung:** - Investitionen in energieeffiziente Technologien und Ausrüstungen können den Energieverbrauch pro Einheit Output reduzieren. Dies kann sowohl in der Industrie als auch im Dienstleistungssektor umgesetzt werden. 2. **Innovative Technologien:** - Einführung innovativer Technologien, die effizientere Energieumwandlung und -nutzung ermöglichen, kann die Energieproduktivität steigern. Dies schließt fortschrittliche Fertigungstechnologien, intelligente Energiemanagementsysteme und dezentrale Energieerzeugung ein. 3. **Prozessoptimierung:** - Durch die Optimierung von Produktionsprozessen können Unternehmen den Energieverbrauch senken. Das schließt die Identifizierung von Engpässen, die Verbesserung von Arbeitsabläufen und die Minimierung von Energieverlusten ein. 4. **Erneuerbare Energien nutzen:** - Die Integration von erneuerbaren Energien in den Energiemix kann die Energieproduktivität verbessern. Photovoltaik, Windenergie und andere erneuerbare Quellen können direkt oder indirekt genutzt werden, um den Bedarf an konventionellen Energiequellen zu verringern. 5. **Energieeffiziente Gebäude:** - Die Implementierung von energieeffizienten Gebäudetechnologien, wie Wärmedämmung, effiziente Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK), sowie intelligente Gebäudesteuerungssysteme kann die Energieproduktivität in Wohn- und Geschäftsgebäuden steigern. 6. **Kreislaufwirtschaft und Abwärmenutzung:** - Die Implementierung von Kreislaufwirtschaftsprinzipien, bei denen Abfälle als Ressourcen betrachtet werden, und die Nutzung von Abwärme aus industriellen Prozessen können die Gesamtenergieeffizienz verbessern. 7. **Bewusstseinsbildung und Schulung:** - Mitarbeitertraining und Bewusstseinsbildung für einen effizienten Energieverbrauch können zu einer kulturellen Veränderung beitragen und die Energieproduktivität steigern. 8. **Politische Anreize und Regulierung:** - Die Einführung von politischen Anreizen, Steuervergünstigungen oder regulativen Maßnahmen, die die Energieeffizienz fördern, kann Unternehmen dazu motivieren, in energieeffiziente Technologien zu investieren.
491
Bsp für Marktversagen bei der energieverwendung mit fokus auf energieeffizienz und Lösung - externe effekte
Schadstoffemissionen werden nur teilweise eingepreist -> internalisierung durch emissionshandel, mineralösteuer -> energieeffizienanreiz
492
Bsp für Marktversagen bei der energieverwendung mit fokus auf energieeffizienz und Lösung - Informationsasymmetrien, Principle agent problem
effizienz der heizungsanlagen von mietwohnungen ->information als öffentliches gut, energieberatung, informationsprogramme
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Bsp für Marktversagen bei der energieverwendung mit fokus auf energieeffizienz und Lösung - marktbarrieren
irreversibilität der investition, lange amortisationsdauern ->contracting:investor calculates with long term effects of energieeffizienz
494
Bsp für Marktversagen bei der energieverwendung mit fokus auf energieeffizienz und Lösung - marktmacht
produkte unterschiedlicher energieeffizienz für kunden mit hoher bzw. niedriger implizierter zinsrate unterschiedliche bewertung von künftigen erträgen der energieersparnis -> mindeststandards
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vorteile von energieeffizienz können benannt werden
ökonomisch: wirtschaftlichkeit, kosteneffizienz sozial: verteilungswirkung, akzeptanz, , systemisch: system flexibilisierung, verlässlichkeit, , ökologisch sinnvoll: thg minderung, ressourcen einsatz
496
die wichtigsten energieeffizienzziele und instrumente auf eu ebene
energieeffizienz richtlinie: 32,5% für energieeffizienz bis 2030 energieeffizienzsteigerung bis 2030 anforderungen an gebäudeenergie ökodesign richtlinie (energielabel)
497
energieeffizienzziele und instrumente de und nationaler ebene
ziel, primärenergieverbrauchbis 2050 zu halbieren und endenergieverbrauch im gebäudebereich um 80% zu senken ziel der energieproduktiitässteigerung um 2,1% pa nationaler aktionsplan energieeffizienz NAPE 2.0
498
Nationaler Aktionsplan Energieeffizienz maßnahmen
energieeffizienz im Gebäudebereich energiesparen als rendite und geschäftsmodell eigenverantwortlivhkeit für energieeffizienz weiterentwicklung der maßnahmen im verkehr
499
NAPE Bspmaßnahmen - energieeffizienz im Gebäudebereich
Qualitätssicherung und Weiterentwicklung Energieberatung Steuerliche Förderung von energetischen Sanierungen Heizungscheck und energieeffizienzlabel für Heizungsaltanlagen
500
NAPE Bspmaßnahmen - energiesparen als rendite und geschäftsmodell
Einführung eines wettbewerblichen ausschreibungsmodells für energieeffizienzförderungen Förderung abwärmenutzung in industriellen prozessen
501
NAPE Bspmaßnahmen -eigenverantwortlivhkeit für energieeffizienz
EU energieeffizienzlabelling und ökodesign (reskalierung A-G statt a+, a++, a+++)
502
NAPE Bspmaßnahmen -weiterentwicklung der maßnahmen im verkehr
förderung des verstärkten einsatzes elektrischer antriebe stärkung des schienengüterverkehrs ausweiterung der lkw maut aursharing unterstützung
503
Welche Barrieren adressiert das sogenannte Contracting?
The so-called contracting, in particular energy contracting, refers to an agreement in which a service provider (contractor) provides the financing,takes over the installation and operation of energy-efficient technologies and charges the customer the savings achieved in the form of a contractually agreed fee. This form of contracting aims to realize energy savings, optimize energy consumption and facilitate investments in energy-efficient measures. However there are also barriers that can stand in the way of this approach: 1. **Financing hurdles:** - Energy contracting often requires significant investments for the implementation of energy efficient measures. Companies may be hesitant to make these investments, especially if they are already burdened with other financial obligations. 2. **Uncertainties regarding savings:** - Customers may have uncertainty as to whether predicted savings will actually be achieved. This can lead to a reluctance to commit to long-term energy contracting agreements. 3. **Lack of knowledge about contracting models:** - Some companies and organizations may not be sufficiently informed about the different types of contracting models and their advantages. A lack of knowledge may result in not considering this option. 4. **Legal and Contractual Complexities:** - The development and implementation of contracting agreements can be legally and contractually complex. This could deter companies, especially if they do not have specialized legal support. 5. **Short-Term Budget Cycles:** - Companies that focus on short-term budget cycles may be reluctant to make long-term commitments, even if doing so would prove cost-effective in the long term. 6. **Resistance to Change:** - Resistance to change in companies can lead to innovative approaches such as energy contracting not being accepted. This can be due to an unwillingness of employees to accept new technologies or due to existing internal structures and processes.
504
es kann angegeben werden bei welchen sektoren und anwendungen energieeffizienzpotenziale vorhanden sind
Gebäuden, fahrzeugantrieben, undustriellen querschnittstechnologien
505
flexibilität
Characteristics of generation, consumption, or storage units that adapt power extraction or output in response to external signals
506
flexibilisierung
erhöhung der flexibilität
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einsatzzwecke - flexibilität
einsatz in teilmärkten oder und für netzstabilisierung
508
flexibilitätsoptionen
sammelbegriff für alle optionen der residuallastdeckung, dh flexible (steuerbare) erzeuger, flexible verbraucher (nachfrage), speicher und leistungsfähige netzinfrastruktur
509
anforderungen an flexibilitätsoptionen
schnelle lastwechsel und steile gradienten (zur reaktion auf schnell ansteigende(abfallende fluktuierende eerneuerbare energien erzeugung) schwankende und tendenziell geringere auslastung (in bezug auf positive residuallastdevkung) durch fluktuationen der EE flexibilitätsoptionen zur gezielten abdeckung negativer residuallasten
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Kategorie und optionen der Flexibilitätsoptionen - leistungsfähige netze
netze stromnetze: optimierung, verstärkung, ausbau kopplung mit gas und wärmenetzen
511
Kategorie und optionen der Flexibilitätsoptionen - flexible verbraucher
nachfrageflexibilisierung und steuerung lastmanagement industrie, ghd, haushalte insbesondere elektrische wärmepumpen und elektro fahrzeuge power to heat als sektorenkopplungstechnologie
512
Kategorie und optionen der Flexibilitätsoptionen - relxible erzeuger
EE flexibel eingesetzte biomasse und biogas netzbedingte abregelung von wind und pv Konventionelle kraftwerke bestehende kraftwerke neubau flexibler kraftwerke
513
Kategorie und optionen der Flexibilitätsoptionen - speivher
stromspeivher -pumpspeivher in DE Druvkluftspeivher batteriespeivher wärme und gasspeivher power to gas als sektorenkopplungstevhnologie ausbau wärmespeivher
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exmplarisvhe hemmnisse der flexibilisierung können angegeben werden
informationsmangel, finanzielle restriktionen, priorität betrieblivher investitionen fehlende steuerungsinfrastruktur (smart meter) hohe investitionskosten (kurzzeitspeicher) power to gas: geringer gesamtwirkungsgrad und hohe kosten Due to the rigid and often time-invariable tariff structures, many customers only receive weakened or no current signals from the spot market. Heat delivery obligations lead to inflexibility of CHP systems.
515
What challenges arise with regard to the future coordination of Flexibility options?
Coordinating flexibility options in the energy sector poses several challenges, including: 1. **Diverse Sources of Flexibility**: Flexibility options come from various sources, such as demand-side management, energy storage, flexible generation, and interconnection with neighboring grids. Coordinating these diverse sources requires interoperability standards and communication protocols to ensure seamless integration. 2. **Complexity of Market Structures**: Energy markets often have complex structures with different stakeholders, including generators, utilities, aggregators, and consumers. Coordinating flexibility options requires aligning incentives and regulatory frameworks to encourage participation while ensuring fair compensation for flexibility services. 3. **Technical Constraints**: Integrating flexibility options into the grid involves technical challenges such as voltage regulation, frequency control, and grid stability. Ensuring compatibility and reliability of flexibility resources with existing infrastructure requires careful planning and investment in grid modernization. 4. **Data Management and Analytics**: Coordinating flexibility options requires real-time monitoring, data exchange, and analytics to optimize resource allocation and utilization. Managing large volumes of data from diverse sources while ensuring data privacy and security is a significant challenge. 5. **Behavioral and Institutional Barriers**: Adoption of flexibility options may face resistance due to factors such as inertia, risk aversion, and lack of awareness or trust among stakeholders. Overcoming these barriers requires effective communication, stakeholder engagement, and education on the benefits and opportunities of flexibility. 6. **Interoperability and Standardization**: Ensuring interoperability and standardization of technologies and protocols is essential for seamless coordination of flexibility options across different systems and regions. Lack of common standards can hinder integration and scalability of flexibility solutions. Addressing these challenges requires collaboration among industry stakeholders, policymakers, regulators, and technology providers to develop comprehensive strategies and frameworks for the effective coordination of flexibility options in the future energy landscape.
516
prozesse zur lastverschiebung - haushalte
Wärmepumpen, Nachtspeicherheizungen, Klimaanlagen ▪ Umwälzpumpen, Warmwasseraufbereitung ▪ Kühl- und Gefrierschränke
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prozesse zur lastverschiebung - ghd
Prozesswärme und Prozesskälte ▪ Belüftung, Klimatisierung, … (Querschnittstechnologien) ▪ Raumwärmebedarf ▪ Kühlanwendungen
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prozesse zur lastverschiebung - industrie
Process flexibility: − Paper, cardboard and cardboard production − Aluminum, copper and zinc electrolysis − Production of electrical steel − Cement and raw mills − Chlorine electrolysis ▪ Process heat applications ▪ Air conditioning, pumps, Drives, …(cross-sectional technologies)
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Energieeffizienz kann definiert werden
Reduktion des Energieeinsatzes zur Deckung des Bedarfs
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Wichtige Energieeffizienzindikatoren sind bekannt.
Energieproduktivität: BIP/Energieeinsatz Energieintensität: Energieeinsatz/Produktionswert Wirkungsgrad Nutzungsgrad
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Difference between Wirkungsgrad und Nutzungsgrad
zeitpunktbezogen: unter standardisierten bedingungen erfasst zeitraumbezogen: gemittelte größe anhang des tatsächlichen anlagenbetriebs
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Wichtige EU-weite und nationale Zielsetzungen sind bekannt.
Energieeffizienzgesetz: 26,5% EEV minderung bis 2030 Endenerieverbrauch 39,3% PEV minderung bis 2030
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Annahme: Preise werden für Haushalte 80% des Vorjahresverbrauchs gedeckelt auf 12 ct/kwh bei gas bzw. 40 bei strom Diskutieren Sie, ob und inwiefern es sich hierbei um eine Energieeffizienzmaßnahme handelt. Warum bzw. warum nicht?
Charakter einer Energieeffizienzmaßnahme: o Preisdeckelung gilt nur für 80 % des Vorjahresverbrauchs → Insofern gilt weiter Einsparanreiz für jede gesparte Kilowattstunde! o Wenn Verbrauch reduziert wird und Energiedienstleistungsbedürfnis trotzdem (!) befriedigt ist, dann Effizienzmaßnahme → Beispiel: Heizung der Wohnung auf 19 °C statt auf 22 °C o Wenn Verbrauch reduziert wird, ohne (!) dass Energiedienstleistungsbedürfnis noch erfüllt ist, dann keine Effizienzmaßnahme → Beispiel: Kein Beheizen und keine Nutzen des Swimming-Pools; Drosselung der Produktion im produzierenden Gewerbe
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Assumption: Prices for households are capped at 80% of the previous year's consumption 12 ct/kwh for gas or 40 for electricity What other measures can you think of to encourage economical consumption behavior? What implemented measures are you aware of?
Implemented: Some distributors have offered savings bonuses Further measures: tightening of product requirements (ecodesign / top runner approach), Obligations/incentives for energy efficiency in the building (e.g. building efficiency directive) and/or transport sector, Financing/information offers, Expansion of the savings requirements in the Building Energy Act (GEG), Increase in energy taxation / CO2 pricing, ...
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Es besteht eine Sensibilisierung für den Status quo und die Herausforderungen bei Energieeffizienzzielen.
entenergieproduktivität projected to go up but following expected not to reach goal: wärmebedarf Gebäude verkehr PEV Treibhausgasemission
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Die Herausforderungen an das zukünftige Stromsystem (in Bezug auf Flexibilität und Residuallastdeckung) sind bekannt.
strong fluctuations / changing workload decreasing utilization Cover positive residual load increasing utilization Cover negative residual load Hardly any positive changes Residual load peak Significant increase in negative ones Residual load peak Increase in high gradients (positive and negative)
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Wie unterscheiden sich die Begriffe Energieeffizienz und Energiesparen?
Energieeffizienz: Bereitstellung der gewünschten Energiedienstleistung / Wertschöpfung (Output) mit möglichst geringem Energieeinsatz → Bedarfsdeckung erfolgt Energiesparen: Energiesparen kann auch mit einem Verzicht auf (einen Teil der) Energiedienstleistungen einhergehen (Suffizienz), ist also weiter gefasst als Energieeffizienz.
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Welche Kenngrößen lassen sich für Energieeffizienz definieren und in welchem Zusammenhang werden diese verwendet?
− Volkswirtschaftlich: Energieproduktivität (bzw. Energieintensität) − Technisch / techno-ökonomisch: Wirkungsgrad und Nutzungsgrad − Konsumseitig: Verhältnis zwischen Energiedienstleistungen bzw. Nutzenergie und Energieeinsatz
529
Inwiefern besteht bei Energieeffizienzzielen eine Umsetzungslücke? Welche Maßnahmen könnten zur Schließung selbiger unternommen werden?
− Die bisherige Zielerreichung (Einsparung & Energieproduktivitätssteigerung) liegt weit hinter den Zielvorgaben zurück. − Mögliche Maßnahmen: Einführung eines Verpflichtungssystems nach Artikel 7 EED, Verschärfung von Produktanforderungen (Ökodesign / Top Runner-Ansatz), Pflichten / Anreize für Energieeffizienz im Gebäude- und/oder Verkehrssektor, Finanzierungs- / Informationsangebote, Ausweitung der Einsparanforderungen im GEG, Erhöhung der Energiebesteuerung, …
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Welche abweichenden Begriffsverwendungen finden sich in der Energieforschung und -politik?
− Grundlegend: Flexibilität als technische Eigenschaft zur Anpassung der Wirk- und/oder Blindleistungsabgabe bzw. -aufnahme als Reaktion auf externe Steuerungsanreize − Flexibilität aus Marktsicht (kurzfristige Stromgroßhandelsmärkte) mit Fokus auf Residuallastdeckung − Flexibilität aus Netzsicht (Reaktion auf lokale Netzengpässe / Erbringung von Systemdienstleistungen) − Flexibilität ausschließlich auf Verbrauchseinheiten bezogen (z.T. mit Fokus auf Regelleistungsbereitstellung)
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Was sind Flexibilitätsoptionen und wie lassen sie sich einteilen?
− Flexibilitätsoptionen sind technische und/oder organisatorische Maßnahmen zur Abdeckung oder Verminderung des Betrags der Residuallast. − Sie lassen sich in die Kategorien leistungsfähige Netze, flexible Verbraucher, flexible Erzeuger und Speicher untergliedern. Alternativantwort: Einteilung nach der zeitlichen Verfügbarkeit / nach der Richtung der Residuallastdeckung
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Welche nicht ausschließlich technischen, sondern organisatorischen Ansätze gibt es zur Residuallastdeckung?
− Lastmanagement / Demand Side Management (Steuerung von Verbrauchslasten) − grenzüberschreitender Stromhandel und -austausch − Änderung der Einsatzstrategien von KWK- und Biomasseanlagen (stromgeführt) − Abregelung fluktuierender erneuerbarer Energien (nachrangig zu sonstigen Maßnahmen)
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Wie grenzen sich Netze von sonstigen Flexibilitätsoptionen ab?
Sie ermöglichen eine Reduktion des Bedarfs an sonstigen Flexibilitätsoptionen („Enabler“)
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Why is the potential to cover positive residual loads lower than that to cover negative residual loads?
In the electricity sector, the potential to cover positive residual loads (demand) is generally lower than the potential to cover negative residual loads (supply) due to several reasons: 1. **Demand-Side Flexibility Constraints**: While demand response programs and technologies exist to reduce electricity consumption during peak periods or shift it to off-peak times, the flexibility to adjust demand is limited compared to the flexibility to curtail supply. Consumers may have constraints on their ability to reduce or shift electricity usage, such as operational requirements, comfort needs, and behavioral habits, which can restrict the extent of demand-side response. 2. **System Balancing Requirements**: Electricity grids must maintain a delicate balance between supply and demand in real-time to ensure grid stability and reliability. Grid operators have mechanisms in place to curtail excess supply (negative residual loads) through measures like curtailment of renewable generation or dispatch of flexible generation resources. However, managing positive residual loads (sudden increases in demand) can be more challenging, as it may require rapid deployment of additional generation capacity or demand-side resources to meet unexpected spikes in electricity consumption. 3. **Infrastructure Limitations**: The electricity infrastructure, including generation, transmission, and distribution systems, is typically designed to accommodate expected levels of demand with limited flexibility to respond to sudden increases. While there are mechanisms to ramp up generation capacity in response to demand surges, such as peaking power plants or energy storage systems, there are practical limitations on the speed and scale of these responses, particularly during periods of high demand or system stress. 4. **Economic Considerations**: From an economic perspective, it may be more cost-effective to curtail excess supply (negative residual loads) than to invest in additional capacity or resources to cover sudden increases in demand (positive residual loads). Grid operators and energy market participants often prioritize measures that minimize costs while maintaining grid reliability, which may favor curtailment of excess supply over investment in demand response or capacity expansion. Overall, while both positive and negative residual loads pose challenges for grid management and system balancing, the potential to cover positive residual loads is generally lower due to constraints on demand-side flexibility, system balancing requirements, infrastructure limitations, and economic considerations. Effective management of both positive and negative residual loads is essential to ensure the reliability, stability, and efficiency of electricity systems.
535
Welche Optionen kommen nach heutigem Forschungsstand kurz-, mittel- bzw. langfristig aus technischer, ökonomischer und ökonomischer Sicht zur Deckung der positiven Residuallast in Betracht?
− Kurzfristig: bestehende Kraftwerke, Biomasseanlagen, (Pumpspeicher), Stromimporte − Mittelfristig: Retrofits bestehender Kraftwerke, neue (brennstoff-)flexible Kraftwerke, flexibilisierte Biomasse, Pumpspeicher, Stromimporte − Langfristig: Power-to-gas in Kombination mit (brennstoffflexiblen) Gaskraftwerken und/oder Brennstoffzellen, Pumpspeicher, Batterien, Druckluftspeicher (?), Stromimporte
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Herausforderungen im Stromsektor - Ausbau EE
Weiterer, perspektivisch ambitionierterer Ausbau zur Erreichung der Klimaschutzziele Substitution fossiler Einspeisung: Kohleausstieg, längerfristig Ausstieg aus fossilem Erdgas
537
Herausforderungen im Stromsektor - Energieeffizienz
Deutliche Fortschritte benötigt, insbesondere auf der Verbraucherseite Optimierung des Teillastverhaltens von Erzeugern
538
Herausforderungen im Stromsektor - Stromnetze
Erzeugungsschwerpunkte verschieben sich: Übertragungsnetzausbau Einspeiseebenen verändern sich: Verteilnetzausbau fortschreitende europäische Binnenmarktintegration Bereitstellung von Systemdienstleistungen
539
Herausforderungen im Stromsektor - Sektorenkopplung
Aus der „Stromwende“ eine Energiewende machen, um Dekarbonisierung in allen Energie- und Wirtschaftssektoren zu ermöglichen
540
Herausforderungen im Stromsektor - Flexibilisierung und Speicherung
Ausgleich der fluktuierenden Erzeugung aus erneuerbaren Energien durch Flexibilitätsoptionen Entwicklung und Einsatz von Speichertechnologien
541
Herausforderungen im Wärmesektor - Ausbau EE
Weiterer ambitionierter Ausbau Substitution fossiler Bereitstellung in Gebäudewärme und Prozesswärme: Öl, fossiles Gas, Steinkohle
542
Herausforderungen im Wärmesektor - Energieeffizienz
Deutliche Fortschritte benötigt Gebäudedämmung, effiziente Prozessgestaltung Abwärmenutzung
543
Herausforderungen im Wärmesektor - Wärmenetze
Umrüstung von Bestandsnetzen auf erneuerbare Einspeisungen Bau neuer erneuerbarer Wärmenetzinfrastrukturen Nutzung / Rückbau der vorhandenen Gasnetze und / oder Aufbau neuer Infrastrukturen für Wasserstoff
544
Herausforderungen im Wärmesektor - Sektorenkopplung
Die schwierig zu defossilisierenden Bereiche des Wärmesektors können durch Strom auf erneuerbare Energien umgestellt werden (Power-to-Heat, Power-to-Liquids, ggf. Power-to-Gas) →insbes. Prozesswärme
545
Herausforderungen im Wärmesektor - Wärmespeicherung
Flexibilisierung von erneuerbaren Kraft-Wärme- Kopplungsanlagen Nutzung von existierenden Gasspeichern
546
547
Herausforderungen im Mobiliätssektor - Einsatz EE
Einsatz von nachhaltigen Biokraftstoffen auf Biomassebasis Indirekte Nutzung erneuerbarer Energien durch Strom oder strombasierte Kraftstoffe (s. Sektorenkopplung)
548
Herausforderungen im Mobiliätssektor - Energieeffizienz
Deutliche Fortschritte benötigt Effizientere Antriebstechnologien (Elektromotoren)
549
Herausforderungen im Mobiliätssektor - Mobilitätskonzepte
Verkehrsvermeidung, insbesondere im Individualverkehr Stärkung des ÖPNV und des Schienenverkehrs Reduktion des Güterverkehrsaufkommens durch stärker regionale Wirtschaftskreisläufe Reduktion des Flugverkehrs
550
Herausforderungen im Mobiliätssektor - Sektorenkopplung
Der Verkehrssektor kann nach aktuellem Kenntnisstand nur durch stärkeren Stromeinsatz dekarbonisiert werden (Elektromobilität, strombasierte Kraftstoffe für Schwerlast- und Flugverkehr→Power-to- Liquids / Power-to-Gas)
551
Notwendigkeit der Sektorenkopplung und Auswirkungen verstehen
Sektorenkopplung ermöglicht die Defossilisierung mittels: – Direkter Elektrifizierung durch Vernetzung der Sektoren über erneuerbaren Strom – Indirekter Elektrifizierung durch Vernetzung der Sektoren über synthetische Energieträger
552
elektromobilität advantages disadvantages, applications
+ hohe energieeffizienz -geringe volumetrische energiedichte pkw bus lkw
553
strombasierte kraftstoffe advantages disadvantages, applications
+mittlere (PtG) bis hohe (PtL) volumetrische energiedichte -derzeit in erforschung -umwandlungsverluste pkw bus klw flugzeug schiff
554
biokraftstoffe advantages disadvantages, applications
+hohe volumetrisvhe energiedichte +nachhaltig -flächenkonkurrenzen im anbau bus lkw flugzeug schiff
555
Einfluss der Digitalisierung auf die Energiewirtschaft benennen
möglichkeit, defossilisierung zu unterstützuen effiziente integration erneuerbarer erzeugungsanlagen verbesserte netzsteuerung durch vernetzungs und steuerungsmöglichkeiten eg smart meter, smart home, virtuelle kraftwerke, cloud lösungen
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Was verstehen wir unter dem Begriff Verbundkraftwerk? Conponentns
Strom: Windenergie, Solarenergie, Transformer, Netzanschluss, Großbatterie, Brennstoffzelle, Wärme: Elektrolyse, Industriewärmepumpe, Brennstoffzelle Wasserstoff: Wasserstoffspeicher, Spitzenlastkessel, Mobiliät, Lokale Industrie, Pipeline
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Inwieweit verbinden Verbundkraftwerke Sektoren?
Verbindung zw Strom, Wasserstoff, Hydrogen
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