1. Übung
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Lernkarten
Reserven:
Teil der Energieressourcen, der derzeit technisc und wirtschaftlich abbaubar ist
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nachgewiesene zu heutigen Preisen und mit heutiger Technik wirtschaftlich gewinnbare Rohstoffe
Ressourcen:
alle nachgewiesenen und vermuteten Rohstoffe, auch wenn sie aktuell noch nicht wirtschaftlich gewinnbar sin
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nachgewiesen, aber aktuell nicht technish und/oder wirtschaftlich gewinnbar
Potential:
statische Reicweite
P: Reserven + Ressourcen
stat. Reichweite: Reserven / aktuelle Förderung
Arbeitsverfügbarkeit + Arbeitsausnutzung (Nennzeit, Nennarbeit, verfügbare Arbeit, Arbeitsverfügbarkeit, Arbeitsausnutzung)
Nennzeit: gesamte zusammenhängende Berichtszeit ohne Unterbrechnung
Nennarbeit: Nennleistung x Nennzeit
verfügbare Arbeit: in Nennzeit erzeugbare elektr. Leistung
Arbeitsverfügbarkeit: verfügbare Arbeit / Nennarbeit
Arbeitsausnutzung : Stromerzeugung / Nennarbeit
Förderung und Stromkauf durch EEG
ÜNB verkaufen gesamte Strommenge auf Spotmarkt zu Börsenpreis
Einnahmen auf EEK-Konto des ÜNB
(werden it geleisteten Zahlungen der Einspeisevergütung saldiert, -- Rest durch bundesweiten EEG - Aufschlag
Quotenmodell:
Verpflichtung für Erzeuger eine bestmmmte Menge grüner Zertifikate entsprechend einer Quote an Gesamtproduktion zu erwerben
Wie wirkt sich ein steigender Marktpreis auf die Zuordnung Ressource / Reserve aus?
kostenintensive Verfahren werden wirtschaftlich
weltweite Reserven steigen
Wie wirkt sich eine neue Technik auf diese Zuordnung aus?
Ressourcen werden zu Reserven, wenn wirtschaftlichere Technik (Fracking, Tiefseebohrungen etc...)
Besonderheiten von Strom?
leitungsgebunden
nicht in gr. Menge speicherbar
Commodity (keine Farbe, Geruch, Form)
besondere Herausforderungen der Stromproduktion
nicht speicherbar, Produktion muss IMMER = Nachfrage
Woher kommen deutsche PrimärET
BK (D - Rheinische Revier...)
SK (USA, SA, Polen)
Öl (Russland, Norwegen)
Gas (Russland, Norwegen)
Uran (Australien, SA)
Heizwert
der auf die Masse des BS bezogene Energieunterschied zw. Brennstoff-Luft-Gemisch ud Verbrennungsgas bei gleicher Temp.
Warum verbrauchft ein KKW geringere BS-Menge als Kohle?
höhere Energiedichte, Energiefreisetzung bei Kernspaltung ca. 50 Mio x höher als bei C + O2
50-60 kg/t Kernbrennstoff tragen zur Energiegewinnung bei
Möglichkeiten zur Wirkungsgradsteigerung bei Dampf KW
Steigerung der Frischdampftemp. auf 700-750°
Steigerung Frischdampfdruck
Erhöhung Anzahl an Vorstufen
Herausforderungen zum Einsatz von CO2-Abtrennung?
Verbesserung der Technik, besonders bein Wirkungsgrad
höherer Brennstoffbedarf (= höhere Kosten)
Herausforderung zum Einsatz von CO2-Transport und Speicherung
gesellschaftl. Akzeptanz
- Auffinden geeigneter Lagerstätten mit genügend Speicherpotential
- Langzeitsicherheit des Speichers
- pol. rechtl. Rahmenbed.
- technolog. Entwicklung
GasTurbinen KW
+: geringe Investkosten, hohe Flexibilität
- : hohe Arbeitskosten (BS-Kosten), hoher Instandhaltungsaufwand (Turbinenschaufel-Erosion)
Unterschied SiedewasserR ud DruckwasserR
DWR: zusätzlicher Kreislauf, da Dampf nicht im Reaktorkern erzeugt
SWR: Dampf im Reaktorkern erzeugt, direkt zur Turbine weitergeleitet - diese gehört somit auch zum nuklearen Anlagenteil
Strahlungsarten + Teilchen im Kernreaktor
Kernbruchstrücke
alpha; betta; gamma-Strahlung
Neutronen
Antineutrinos
Warum muss der Kernreaktor nach Abschalten weiterhin gekühlt werden?
Aufgrund der Nachzerfallsleistung der Brennelemente (1s ca 10% .... 1 a ca 0,05%)
Phasen Neubauprojekte
Projektentwicklung (Projektinitiierung Vorprojekt)
Projektabwicklung (Beschaffung, Genehmigung, Bau u Inbetriebnahme)
Betrieb (Restabwicklung)
Beschaffungsstrategien beim Neubau eines KWs
komponentenweise Vergabe - schlüsselfertige Vergabe (beides Extremstrategien)
paketische Vergabe
Unterschied wirtschaftliches Pot Erneuerbarer Energien zu Erwartungspotential
wirtschaftl: = wirtschaftlich gewinnbarer Teil des techn. Pot.
Erwartungspot: = tatsächlich erwarteter Betrag eines Energieträgers zur Versorgung (kann durch Subvention größer als wirtschaftl. Pot. sein)
Unterschied Laufwasser zu (Pump)-SpeicherKW
Laufwasser: geringe Fallhöhe, großes Durchflussvolumen, Grundlast
Pump,Specher: rel. hohe Fallhöhe, Spitzenlast (Regelenergiebereitstellung)
Funktionsweise ParabolrinnenKW
Spiegel fokussieren Strahlung auf Absorberrohr - im Rohr Wärmeträgerflüssigkeit - Flüssigkeit erhitzt und durchläuft WT - dort H2 erzeugt, der T antreibt - durch Wärmespeicher kann auc nachts, oder bei schlechtem Wetter betrieben werden
Vorteile Off zu Onshore:
+ : Windgeschw. , weniger Turbulenz, mehr Platz, höhere Akzeptanz, großes Potential
- : Entfernung, Wassertiefe, raue Umwelt, Zugänglichkeit, Finanzierung
Meeresenergie Varianten
Gezeiten - Wellen - Strömungs - Meereswärme - Osmose
Hauptziel KW-Instandhaltung
mit möglichst geringem Aufwand eine hohe Verfügbarkeit der Anlagenteile zum richtigen Zeitpunkt (Strommarkt)
Aufgabenbereiche der Instandhaltung
Wartung - Inspektion - Instandhaltung - Verbesserung
Instandhaltungsstrategien
vorbeugende Instandhaltung: (zustandsabh // zeitabh.) (def. Abnutzungsgrenze, def. Zeitintervall)
störungsbedingte Instandhaltung : bei Ausfall einer Komponente
Netzebenen D
Ü-Netz: Höchststpannung (380-220 kV)
Verteilnetz: Hoch(110) - Mittel (10-20) - Niederspannung (230-400 V)
Warum wird zum Stromtransport über große Entfernungen hohe Spannung?
da die ohmschen Verluste proportional zu I² ( daher I sehr klein und U sehr groß)
Flexibilitätseigenschaften von KW
Midestlast
Leistungsgradient
Anfahrzei
maximale Anzahl Lastwechsel
Kategorien für KW zur Einteilung nach Volllaststunden
Grund (>6.000) Mittel (2.000-6.000) Spitzenlast (<2.000)
Möglichkeiten zur Reduktion von Arbeitskosten
- Brennstoffkosten: Wechsel des BS / Verringerung BS-Bedarf durch Wirkungsgradsteigerung / Betrieb im optimalen Wirkungsgradbereich
- CO2-Zertifikatskosten: gleiche Gründe
Möglichketen zur Reduktion von Leistungskosten
- Betriebskosten: personalabh. (vereinfachte Betriebsabläufe, bessere Leittechnik)
- Instandhaltungskosten: Beseitigung von Störungen, Laufzeitoptimierung zw. Revision
- Hilfs/Verwaltungskosten: optimale Gestaltung von Verwaltung, Werkstatt...
Wozu wird Regelenergie benötigt?
kurzfristiger Ausgleich zw. Stromnachfrage und Angebot
-> Ziel: Gewährelistung eines sicheren Betriebs des Stromnetzes
Produkte am Regelenergiemarkt
Primär- Sekundär- Minutenreserve
Käufer von Regelenergie
ÜNB
Anbieter von Regelenergie
Stromerzeuger (Anlagen, die Präqualifikation erreicht haben)
