Energiewirtschaft
RUB - Maschinenbau - Prof. Wagner
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Struktur des Erdgaspreises eines Haushaltes
Berechnung der gelieferten Energiemenge (Gasabrechnung)
Zustandszahl z (Abhängigkeit von Gasdruck, Luftdruck und Temperatur)
Def.: Verhältnis zwischen Norm- und Betriebsvolumen
Gasdruck+ -> z+
Luftdruck+ -> z+
Temperatur+ -> z-
Konzessionsabgabe
Finanzielle Gegenleistung der Versorgungsunternehmen an die Gemeinden für Überlassung der Wegerechte (Konzessionsabgabenverordnung)
Tarifart (4+1) mit Prinzip
1) Eintarifzähler: ein Zähler für elektr. Arbeit (Wirkarbeit)
2) Zweizonentarif: zwei Zähler, die Hoch- und Schwachlastzeit messen
3) Leistungsmessung: elektr. Arbeit + Leistung
4) Blindarbeitszähler: zusätzl.: Blindarbeit (bei größeren Abnehmern)
Smart Metering: Mehrzonentarifzähler auf elektron. Basis mit Kommunikationskanälen
Struktur des Strompreises
Marktformen: OTC-Handel und Börse
Was is EEX und EPEX?
EEX: Terminmarkt 3Tage-6Jahre in die Zukunft (European Energy Exchange - Leipzig)
EPEX: Spotmarkt Intraday/Day-Ahead (Paris + Leipzig)
Stromvertriebswege
Strompreisbildung an der Börse
Unterschied Energy-Only-Markt <-> Kapazitätsmarkt
Energy-Only-Markt: Es wird ausschließlich die bereitgestellte Energiemenge vergütet
Kapazitätsmarkt: Das Vorhalten von Kraftwerksleistung, um sie bei Bedarf zur Verfügung zu stellen, wird vergütet
Demand Side Management
Es ist billiger Lastverlagerung vorzunehmen als Spitzenkraftwerke zu bauen
Demarkationsvertrag
Absprache zwischen Versorgungsunternehmen über Verteilung von Bereichen
Im liberalisierten Markt sind Dekarmationsverträge nicht mehr zugelassen.
Statische Reichweite
SK, BK, Erdöl, Erdgas, Uran
BK: 300
SK: 100
Uran: 60
Erdgas: 60
Erdöl: 50
Emissionsfaktoren von Öl, Erdgas und Kohle
Kohle: 95 kg CO2 / GJ Brennstoff
Erdöl: 75 kg CO2 / GJ Brennstoff
Erdgas: 55 kg CO2 / GJ Brennstoff
1kg SKE = ? kJ
1kg SKE = 29.000 kJ
1kg RÖE = ? kJ
1kg RÖE = 42.000 kJ
1m3 Erdgas = ? kJ
1m3 Erdgas = 32.000 kJ
1 US gallon in L?
1 US gallon = 3,785L
verschiedene Kohlen (3) -> H2O-Gehalt und C-Gehalt
Anthrazit: 11,7% (H2O), 73% (C)
Gaskohle: 2,6% (H2O), 78,5 (C)
Weichbraunkohle: 52,2% (H2O), 27% (C)
Energieträger
physikalische Erscheinungsformen und Stoffe, aus denen direkt oder nach Umwandlung Energie gewonnen werden kann.
Primär-, Sekundär-, Endenergieträger
Primärenergieträger
von der Natur in ihrer ursprüngl. noch nicht vom Menschen behandelten Form angebotenen Energieträger.
regenerative und nicht regenerative
Sekundärenergieträger
Alle Produkte nach ein- oder mehrmaliger Umwandlung
z.B.: Briketts, Gas aus Kohle, Kraftstoffe, Strom, Fernwärme
Endenergieträger
Energieträger, die vom Endverbraucher zur Deckung des Energiebedarfs einegsetzt werden
Energiebedarf
zukünftig erwartete Energiemenge
Energiedienstleistung
aus Einsatz von Nutzenergie befriedigte Bedürfnisse oder erzeugtes Gut
z.B.: temperierter Raum, Licht, Schmelzen von Aluminium, Fortbewegung
Gesamtressourcen
Ressourcen + Reserven = Vorräte
Unterschied zw. Ressourcen und Reserven
Reserve: wurde erfasst und kann wirtschaftlich gewonnen werden
Ressource: wurde nachgewiesen und kann noch nicht wirtschaftlich gewonnen werden (inkl. nicht identifizierter Vorräte - hypothetisch/spekulativ)
verschiedene Brenngase
- Stadtgas oder Leuchtgas (bis Mitte 20. Jh. für Wohnungen und Beleuchtung von Straßen)
- Kokereigas
- Gichtgas (Hochofen-Gas)
- Grubengas (Steinkohlebergwerke)
- Klärgas (Biogas)
- Schiefergas (Fracking)
Weltreserven (Kohle, Erdöl, Erdgas)
Kohle: 562 Mrd. t SKE
Erdöl: 354 Mrd. t SKE
Erdgas: 222 Mrd. t SKE
Globalstrahlung
-> Definition
-> Werte: Kalifornien und Deutschland
Globalstrahlung: direkte und diffuse Strahlung auf waagerechte Erdoberfläche
Kalifornien: 2.200 kWh/(m2*a)
Deutschland: 1.000 kWh/(m2*a)
- Solarkonstante
- max. Wert der Globalstrahlung
- Solarkonstante 1,36 kW/m2 = Solarleistung außerhalb der Erdatmosphäre
- Barstow (Kalifornien): 2700 kWh/(m2*a)
Anteil Weltprimärenergieverbrauchs (USA, EU, GER, China)
USA: 17,8%
EU: 21,9%
GER: 2,4%
China: 23%
Wovon hängt die Reichweite der Primärenergieträger ab? (8)
- Entwicklung der Bevölkerung der Erde
- Entwicklung der Wirtschaft
- technische Entwicklung der Energienutzung
- politische Verfügbarkeit der einzelnen Energieträger
- Preisentwicklung bei den Energieträgern
- Ausmaß der Realisierung einer rationellen Energieanwendung
- technische Erschließung neuer Energiequellen
- Fortschritt in Exploration und Fördertechnik
Dichte (Heizöl L, Heizöl S, Erdgas)
Heizöl L: 0,84 kg/L
Heizöl S: 1 kg/L
Erdgas: 0,76 kg/m3
Heizwert (SK, BK, Erdgas, Heizöl)
SK: 29,3 MJ/kg
BK: 21,6-21,9 MJ/kg
Erdgas: 45,3 MJ/kg
Heizöl: 40,7-42,6 MJ/kg
Globale CO2-Emissionen
- absolut (Welt, GER)
- prozentual
Welt: 35,5 Mrd. t
GER: 800 Mio t (2%)
Maßnahmen für Versorgung im Störfall (Kraftwerkseinspeisung)
5-Stufen-Plan:
Einsatz von noch nicht mobilisierter Kraftwerksleistung -> Lastabwurf -> Abtrennen der Kraftwerke vom Netz
Frequenz ist die Regelgröße für die erforderliche Kraftwerkseinspeisung
-> Verhältnis f - fsoll
f= fsoll Ins Netz eingespeiste Elektrizitätsmenge = vom Verbraucher benötigte Elektrizität plus den Leistungsverlusten
f>fsoll Es wird zu viel elektrische Energie ins Netz eingespeist
f<fsoll Es wid zu wenig elektrische Energie ins Netz eingespeist
Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ)
Vorteile und Nachteile
Vorteile:
- keine Blindleistungsverluse
- keine Frequenzgleichheit erforderlich
- hohe Übertragungsspannungen möglich
- weniger Leitungsmaterial erforderlich
Nachteile:
- hohe Kosten für Stromrichter
- wenig Erfahrung mit Lebensdauer
- bei Erdkabeln ist die Oberfläche von tiefwurzelndem Bewuchs freizuhalten
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Flashcards
Energieträger
physikalische Erscheinungsformen und Stoffe, aus denen direkt oder nach Umwandlung Energie gewonnen werden kann.
Primär-, Sekundär-, Endenergieträger
Primärenergieträger
von der Natur in ihrer ursprüngl. noch nicht vom Menschen behandelten Form angebotenen Energieträger.
regenerative und nicht regenerative
Sekundärenergieträger
Alle Produkte nach ein- oder mehrmaliger Umwandlung
z.B.: Briketts, Gas aus Kohle, Kraftstoffe, Strom, Fernwärme
Endenergieträger
Energieträger, die vom Endverbraucher zur Deckung des Energiebedarfs einegsetzt werden
Energiebedarf
zukünftig erwartete Energiemenge
Energiedienstleistung
aus Einsatz von Nutzenergie befriedigte Bedürfnisse oder erzeugtes Gut
z.B.: temperierter Raum, Licht, Schmelzen von Aluminium, Fortbewegung
Gesamtressourcen
Ressourcen + Reserven = Vorräte
Unterschied zw. Ressourcen und Reserven
Reserve: wurde erfasst und kann wirtschaftlich gewonnen werden
Ressource: wurde nachgewiesen und kann noch nicht wirtschaftlich gewonnen werden (inkl. nicht identifizierter Vorräte - hypothetisch/spekulativ)
verschiedene Brenngase
- Stadtgas oder Leuchtgas (bis Mitte 20. Jh. für Wohnungen und Beleuchtung von Straßen)
- Kokereigas
- Gichtgas (Hochofen-Gas)
- Grubengas (Steinkohlebergwerke)
- Klärgas (Biogas)
- Schiefergas (Fracking)
Weltreserven (Kohle, Erdöl, Erdgas)
Kohle: 562 Mrd. t SKE
Erdöl: 354 Mrd. t SKE
Erdgas: 222 Mrd. t SKE
Globalstrahlung
-> Definition
-> Werte: Kalifornien und Deutschland
Globalstrahlung: direkte und diffuse Strahlung auf waagerechte Erdoberfläche
Kalifornien: 2.200 kWh/(m2*a)
Deutschland: 1.000 kWh/(m2*a)
- Solarkonstante
- max. Wert der Globalstrahlung
- Solarkonstante 1,36 kW/m2 = Solarleistung außerhalb der Erdatmosphäre
- Barstow (Kalifornien): 2700 kWh/(m2*a)
Anteil Weltprimärenergieverbrauchs (USA, EU, GER, China)
USA: 17,8%
EU: 21,9%
GER: 2,4%
China: 23%
Wovon hängt die Reichweite der Primärenergieträger ab? (8)
- Entwicklung der Bevölkerung der Erde
- Entwicklung der Wirtschaft
- technische Entwicklung der Energienutzung
- politische Verfügbarkeit der einzelnen Energieträger
- Preisentwicklung bei den Energieträgern
- Ausmaß der Realisierung einer rationellen Energieanwendung
- technische Erschließung neuer Energiequellen
- Fortschritt in Exploration und Fördertechnik
Dichte (Heizöl L, Heizöl S, Erdgas)
Heizöl L: 0,84 kg/L
Heizöl S: 1 kg/L
Erdgas: 0,76 kg/m3
Heizwert (SK, BK, Erdgas, Heizöl)
SK: 29,3 MJ/kg
BK: 21,6-21,9 MJ/kg
Erdgas: 45,3 MJ/kg
Heizöl: 40,7-42,6 MJ/kg
Globale CO2-Emissionen
- absolut (Welt, GER)
- prozentual
Welt: 35,5 Mrd. t
GER: 800 Mio t (2%)
Maßnahmen für Versorgung im Störfall (Kraftwerkseinspeisung)
5-Stufen-Plan:
Einsatz von noch nicht mobilisierter Kraftwerksleistung -> Lastabwurf -> Abtrennen der Kraftwerke vom Netz
Frequenz ist die Regelgröße für die erforderliche Kraftwerkseinspeisung
-> Verhältnis f - fsoll
f= fsoll Ins Netz eingespeiste Elektrizitätsmenge = vom Verbraucher benötigte Elektrizität plus den Leistungsverlusten
f>fsoll Es wird zu viel elektrische Energie ins Netz eingespeist
f<fsoll Es wid zu wenig elektrische Energie ins Netz eingespeist
Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ)
Vorteile und Nachteile
Vorteile:
- keine Blindleistungsverluse
- keine Frequenzgleichheit erforderlich
- hohe Übertragungsspannungen möglich
- weniger Leitungsmaterial erforderlich
Nachteile:
- hohe Kosten für Stromrichter
- wenig Erfahrung mit Lebensdauer
- bei Erdkabeln ist die Oberfläche von tiefwurzelndem Bewuchs freizuhalten
Arten der Förderung von Öl
1) Primäre Förderung (natürlicher Druck) - Entölungsgrad: 10-40% (GER: 18%)
2) Sekundäre Förderung (Wasser-, Dampf-, CO2-Einleitung) - Entölungsgrad: 32%
3) Tertiäre Förderung (Dampf - Chemikalieneinleitung) - Entölungsgrad: 45%
Endenergie in Deutschland
Primärenergie in Deutschland
Stromerzeugungsstruktur in Deutschland
650 TWh
Importländer von Rohöl und Erdgas (inkl. eigene Förderung):
Weg der Braunkohle vom Abbau bis zum Kesselbunker
Schema der Erdgasaufbereitung (7)
1) Bohrloch
2) Abscheiden von flüssigen höheren CxHy
3) Abtrennung von Schwefel
4) CO2-Entfernung, N2-Abscheidung
5) Trocknung
6) Konditionierung
7) Abgabe ins Netz
Technische Kette des Urans
Struktur des Erdgaspreises eines Haushaltes
Berechnung der gelieferten Energiemenge (Gasabrechnung)
Zustandszahl z (Abhängigkeit von Gasdruck, Luftdruck und Temperatur)
Def.: Verhältnis zwischen Norm- und Betriebsvolumen
Gasdruck+ -> z+
Luftdruck+ -> z+
Temperatur+ -> z-
Konzessionsabgabe
Finanzielle Gegenleistung der Versorgungsunternehmen an die Gemeinden für Überlassung der Wegerechte (Konzessionsabgabenverordnung)
Tarifart (4+1) mit Prinzip
1) Eintarifzähler: ein Zähler für elektr. Arbeit (Wirkarbeit)
2) Zweizonentarif: zwei Zähler, die Hoch- und Schwachlastzeit messen
3) Leistungsmessung: elektr. Arbeit + Leistung
4) Blindarbeitszähler: zusätzl.: Blindarbeit (bei größeren Abnehmern)
Smart Metering: Mehrzonentarifzähler auf elektron. Basis mit Kommunikationskanälen
Struktur des Strompreises
Marktformen: OTC-Handel und Börse
Was is EEX und EPEX?
EEX: Terminmarkt 3Tage-6Jahre in die Zukunft (European Energy Exchange - Leipzig)
EPEX: Spotmarkt Intraday/Day-Ahead (Paris + Leipzig)
Stromvertriebswege
Strompreisbildung an der Börse
