Energiewirtschaft

• Unbundling der Wertschöpfungskette
• wertoptimierte Bewirtschafung von Kraftwerken
• Optimierung Long/Short Aktivitäten am Großhandelsmarkt
• neue Geschäftspartner und Stromprodukte
• Preisbildung: Volatilität -> Flexibilität ist wichtig
• Risikooptionen werden gesteuert

Differenz zwischen var. Kosten und Preis

1. Terminmarkt - Jahr
2. Beschaffung von Regelleistung - Monat
3. day-ahead
4. intra-day
5. Abruf von Regelenergie nach "gate closure"

• Feiertage (Demand)
• Sonne und Wind (Supply)
• Ausfälle in Nachbarländern
  • Streik
  • KW-Ausfall
  • ÜGH

• Herstellerengspass / Neubauverzögerung
• Anstieg der Nachfrage in Europa
• Anstieg der Brennstoffe
• Einführung des CO2-Handels

- zuerst Anstieg auf ca 70€ und dann Stabilisierung

Unsicherheiten:

• Neubau konventioneller Kraftwerke
• Ausbau EE
• Netzkapazität
• Abgaben und Umlagen

• gesteigerte Energieeffizienz (Primärenergieverbrauch von 2007 auf 2030 um 21%)
• Abhängigkeit von Importen fossiler Energieträger wirt ansteigen (auf 87% an Nettoimporten)
• NRW zentrale Rolle
  • zentraler Stromproduzent
  • 90% Steinkohlegewinnung (22k MA und 2,4 Mrd. Subventionen)
  • 50% Braunkohlegewinnung (12k MA)
  •  

• Verfügbarkeit
• Eignung der Anwendung
• Politische Situation (Subventionen)
• Kosten von Förderung und Transport
• Kosten der Verarbeitung
• Wirkungsgrad der Umwandlung
• Umweltverträglichkeit

• große Vorkommen im Nahen Osten (Gas und Erdöl)
• Peak Oil: the consumtion at the current time is way higher than the discovery of new sources
• DE bezieht Erdgas wie Eröl zum größten Teil aus Russland und Norwegen
• in EU mehr Braun-als Steinkohle

• Seismik und Geologie
• Bohrung
• Lagerstättensimulation
• Förderung

Daas konventrionelle Kraftwerksportfolio der RWE besteht aus Braun und Steinkohle

Drei Arten von Erzeugungskosten:

1. einsatzrelevant (zB Brennstoff, Wirkungsgrad)
2. stillegungsrelevant (zB Instandhaltung)
3. investitionsrelevant (zB Nutzungsdauer)

• SPREAD: erzielbare Deckungsbeiträge ausreichend?
• POLITIK: Rahmenbedingungen klar und sicher?
• ANLAGEPREIS: können Anlagen güngstig beschaffen werden?
• ANLAGEQUALITÄT: geplanter Betrieb über 40 Jahre möglich?

• Laufwasser und EE
• Kernenergie
• Braunkohle
• Steinkohle
• GuD
• Gasblöcke
• Gasturbine

• Ausbau dezentraler KWK
• Breite Einführung von Smart Metering
• Höherer Strombedarf im Energiesektor
• Verlagerung energieintensiver Industrie (Papier, Chemie)
• Erschließung von Luftdruckspeichern
• Import/ Exportverschiebung

Left Shift! Da Atomenergie als zweitgünstiger Rohstoff entfällt

ca. 0,6-6,4 im Schnitt 3-4%

• Gletscherschmelze und Anstieg des Meeresspiegels
• Trockenheit und Wassermangel
• Höhere Volatilität von Temperaturen (Hitzetage und Frosstage)
• Stärkere Wetterextreme (Stürme, Sturmfluten, Dürren, etc)
• Einschränkung des Wintertourismus
• Verbreitung Malaria

mit 10% IrrtumsWSK. ist die Klimatheorie ziemlich wahrscheinlich!

• Ursache: Bevölkerungswachstum
• Konzept EU: 20-20-20
• durch EE-Ausbau
• EE Anteil
  • Strom 23,5
  • Wärme 10,2
  • Kraftstoff 5,7

• EE haben hohe Investitionskosten und sind abhängig von Volllaststunden, dafür aber nicht von Brennstoffkosten wie konventionelle KW
• Problem der Volatilität: enorme Differenz zwischen Prognose und Realwerten

Windkraft

• max. Wirkungsgrad 59%
• hohe Invest., aber sehr geringe Grenzkosten der Stromerzeugung
• Leistung steigt mit der Windgeschwind., der Turmhöhe und Rotordurchmesser
• zum Teil hohe Netzanschlusskosten

• direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elekt. Energie durch Solarzellen aus Solizium
• hohe Lebensdauer (20-30 Jahre)
• Wirkungsgrade von bis 20%
• sinkende Preise
• Subventionierung durch EEG
• ca 900 Volllaststunden pro Jahr in DE - wenig

• Erhitzen von Wärmeträgerfluids
• Desertec
• Proleme
  • hoher Landbedarf
  • Netzanbindung
  • sehr hohe Investionsbedarfe
  • politische Instabilität der Erzeugungsregionen

Merit-Order bedeutet, dass KW mit geringen K_v steigend von links nach rechts angeordnet werden. Da Erzeuger EE sehr geringe Kv haben werden sie ganz links angeordnet - sprich noch vor Atomenergie, Braunkohle, Steinkohle, Gasblöcke, Gasturbinen. Das letzte KW bildet den clearing-price, d.h. bestimmt den Preis für alle andere KW. Die Differenz zwischen Kv und den clearing-price ist der Gewinn einzelner KW.
Dadurch verschiebt sich die Nachfragekurve nach links und Gaskraftwerke werden nicht benötigt bzw. ihre Kv liegen am höchsten, wodurch sie nicht bedient werden. 

Ökonomische Herausforderung

• sinkender Großhandelspreis macht Betriebe von konventionellen Kraftwerken relativ unrentabel
  -> steigender Anteil EE an der Stromerzeugung führt aufgrund von Merit-Order-Effekt zu sinkenden Börsenpreisen
  -> Strompreise für energieintensive Industrie im int. Vergleich wettbewerbsfähig
  -> captured customers - wir zahlen

Deutschland ist Vorbild! Blueprint.

Die Energiewende war nötig aufgrund: präventiv

• Atomenergie
  • Müllentsorgung
  • Risiken und Folgen
• Umwelt
  • THG, Temperatursteigung, Meeresspiegelanstieg
• Ressourcenknappheit und die damit evtl. verbundene ökonom. und ...
• Polit. Abhängigkeit
  • Erdöl wie -gas werden importiert (Russland und Norwegen)

aber durch Innovationen und hohe Standards kann D. sich als Vorbild und Vorreiter positionieren und somit Image machen, sowie Einkünfte aus Technologie-Export generieren.

1. Erfahrungsaustausch kann helfen, die Umsetzung zubeschleunigen
2. viele notw. Tech. in letzten Jahren günstiger und marktfähig und das nicht zuletzt Dank Deutschland und des EEGs

EEG hat auch seine Schattenseiten, denn zur Zeit ist Strom so billig wie noch nie, aber durch das EEG leider kommt nicht beim Endverbraucher an.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Energiewende positive externe Effekte für alle hat (zb saubere Luft, weniger Lärm) 

• Strom und Wärme am Ort des Verbrauchers
• geringer Bedarf an Transportnetzen
• Nutzung von Verfahren ohne Skaleneffekte
• mehr Flexibilität bei der Erzeugung

• Umwandlung von H₂ in Strom und H₂O
• Wirkungsgrade ca. 60% (gut)
• Anwendungsgebiete
  • Fahrzeuge zB Toyota Mirai
  • Raumfahrt: Apollo 13
  • Militär: Drohnen
  • Flugzeuge: Motorsegler 

Herausforderungen: 

• Lagerung und Transport von Wasserstoff
• hohes Gewicht des Tanks
• Stromerzeugung erfordert auch Energieeinsatz
  (H2 als theoret. Stromspeicher)

Idee: gleizeitige Erzeugung von Strom und Wärme

Vorteile:

• hohe Wirkungsgrade
• skalierbare Leistung (5KW - 5MW)
• wenig Transport- und Umspannverluste
• Förderung durch das KWK-Gesetz von 2009

Herausforderungen:

• Nutzung der Volllast
• Kostenaufteilung zwischen Strom und Wärme
• relativ hohe Invest.kosten

Netzstruktur

• internationale Anbindung an andere Netze
• zunehmende Einspeisung auf der Niederspannungsebene
• Leitungsbedarf Nord-Süd, großer gesell. Widerstand

Netzsteuerung

• Ausgleich von Einspeisung und Last (momentan)
• Prognose des Bedarfs / der Erzeugung
• ggf. Zuschalten Reserve bzw. Abschalten von Erzeugern
• Übertragungsnetzbetreiber: Tennet, Ampirion, 50Hertz, TransNetBW
  -> Stromnetze als natürl. Monopol

Ziel:

• Wettbewerbspreise
• Effizienzsteigerung
• Netzstabilität
• Bundesnetzagentur -> Instrument: Preisregulierung

Regulierungsmethoden:

• Cost-Plus Regulierung
• Rate of Return
• Price-Cap
• Revenue-Cap
• Anreizregulierung : Gewinne sind möglich, wenn ein Netzbetreiber die Effizienz stärker steigert als andere
  -> Benchmark-Studien
  • Wie sichere ich in der Welt der Anreizregulierung die Versorgungssicherheit?
  • Lösung: Bonus-Malus-System