Definition Energie
Definition Energieträger
Energieträger werden Stoffe, Impulse, Strahlung oder Felder bezeichnet, die Energie enthalten oder übertagen
Beispiel Sonne
Kernfusion = Energiequelle
Strahlung = Energieträger
Definition Primärenergieträger
kommen in der Natur vor, wie Stein- und Braunkohle, Erdöl oder -gas, sowie erneuerbare Energiequellen
keiner Umwandlung unterworfen
Definition Sekundärenergieträger
meistens muss Primärenergie in Kraftwerken, Raffinerien etc. in Sekundärenergieträger umgewandelt werden
ist Energie, die als Ergebnis eines Umwandlungsprozesses und unter Energieverlust aus Primärenergie gewonnen wird (zB Koks, Briketts, Strom, Fernwärme, Heizöl oder Benzin)
Definition Endenergieträger
Träger, der von dem Verbraucher bezogenen Energie, welche Sekundär- oder Primärenergie vermindert um Umwandlungs- und Verteilungsverluste entspricht
Definition Nutzenergie
ist diejenige Energie, welche nach der letzten Umwandlung in den geräten des Endverbrauchers zur Verfügung steht (zB Licht)
Definition Erneuerbare Energien
auch regenerative Energien
sind Energie aus Quellen, die sich entweder kurzfristig von selbst erneuern oder deren Nutzung nicht zur Erschöpfung der Quelle beiträgt
sind nachhaltig zur Verfügung stehende Energieressourcen
auch erneuerbare Energien sind erschöpflich
Einheiten
Joule ist Grundeinheit von Energie
1 Joule =/= 1 Kalorie
> schwierig bei internationalen Geschäften
BTU = internationale Einheit für flüssiges Gas
in Deutschland kWh 1J = 3,6*10^6 kWh
tonne of coal equivalent = Energie, die aus 1t Kohle gewonnen wird
tonne of oil equivalent = Energie, die aus 1t Öl gewonnen wird
Energieeffizienz / Wirkungsgrad
Definition Wirkungsgrad
ist das Verhältnis vom erreichten Nutzen zum erforderlichen Aufwand der Zustandsänderung in einer Maschine oder Anlage
Wirkungsgrade Maschinen/ Prozess
Energiepolitisches Trilemma
Dreieck mit Preis, Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit
Je höher die Versorgungssicherheit, desto höher der Preis!
Je höher die Versorgungssicherheit, desto niedriger die Nachhaltigkeit!
Je höher der Preis für Kraftwerke, desto höher die Nachhaltigkeit
> Was ist für einen Selbst das Wichtigste? Reihenfolge?
Parameter versch. Energieträger
Investitionen für Kraftwerke
Merit Curve und Nachfrage
Zunahme erneuerbarer Elektrizitätsproduktion
Verringerung der C02-Preise
Abschaltung von Kernkraftwerken
Verringerung der Kohlepreise
Erhöhung der Erdgaspreise
Änderung der Nachfrage(-struktur)
Strompreiszusammensetzung
Größenvorteile
= Skaleneffekte (“Economies of Scale”)
bezeichnen Größenvorteile, die darin zum Ausdruck kommen, dass die Selbstkosten je Stück mit steigender Produktionsmenge (und damit der Unternehmensgröße) sinken
bezeichnen somit die Kostenvorteile einer Massenproduktion und stellen eine Grundlage für die Wettbewerbsstrategie der Kostenführerschaft (dem Anstreben der geringsten Kosten aller Wettbewerbe)
Bedeutung für das Unternehmen: höhrere Gewinne bzw größere Marktanteile
Messung der Größenvorteile
Verbundvorteile / Verbundeffekte
= “economies of scope”
bestehen, wenn der gemeinsame Output eines einzelnen Unternehmens größer ist als die Gütermenge, die von zwei Unternehmen, erzielt werden könnte, die jeweils eine einzelne Gütermenge produzieren
liegen dann vor, wenn es kostengünstiger ist, wenn ein Unternehmen alle Pordukte produziert im Vergleich zur Situation, dass spezialisierte Unternehmen jeweilss eines dieser Produkte produzieren
resultieren aus der gemeinsamen Nutzung von Inputs zur Erbringung von versch. Dienstleistungen
Arbeitskräfte, Fahrzeuge oder Werkstätten können gemeinsam genutzt werden
Verwaltungseinrichtungen (Management, Marketing) können auch gemeinsam genutzt werden
Messen der Verbundvorteile
Preisbestimmung
Energieinfrastruktur
Öl (Derivate)
Erdgas
Kohle
Uran
StromS
Schema thermisches Kraftwerk
Schema Elektrizitätsproduktion
Erdöl und Erdgas
Verarbeitung von Erdölprodukte
Verwendung von Erdölprodukten
Definition Transport
ist die Übertragung von Objekten im Raum
“transportare” = (hinüber) tragen
Elemente eines Transportsystems:
Infrastruktur
Fahrzeug
Betriebszentrale
Rohöltransport
(Übersee-)Schiffe
(Binnen-)Schiffe
Bahn
LKW
Leitungen
(Übersee-)Schiffe 800.000-1.000.000 bbl/Schiff
(Binnen-)Schiffe 10.000-30.000 bbl/Schiff
Bahn 200 bbl/Waggon
LKW bis zu 750bbl/LKW
Leitungen bis zu 1.500.000 bbl/Tag
Vorteile versch. Transportarten - Pipeline Transport
Schiffstransport
Geringe Kosten
Örtliche Flexibilität
Hohe Kapzitäten
Flexible Kapazitäten (versch. Schiffsgrößen)
Vorteile versch. Transportarten - Schiffstransport
Vorteile versch. Transportarten - Bahn
vorhandene Infastruktur > kurzeitige Errichtung
kurze Lieferzeiten
kurzfristige Anpassung an Konjuktur
(geringerer) Kapitalbedarf
Vorteile versch. Transportarten - LKW
Flexibilität
Öffentliche Infrastrukur
Erdgastransport - Transport über…
Transport über
Leitungen (gasförmig)
Schiffe (verflüssigt)
Fahrzeuge (verflüssigt oder gasförmig; seltener)
Erdgastransport - Leitungen
Länge: bis zu 6000km
Durchmesser: bis zu 1400mm (selten auch höher)
Druck: bis zu 100 bar
Erdgastransport - Kompressoren/Verdichter
Funktion: Aufrechterhaltung des Druckes
Abstand: 80 bis 500km
Energie: Erdgas oder Strom
Verbrauch: bis zu 0,5%/100km (stark schwankend) des transportierten Erdgases
Erdgastransport - Hydraulik
Transport (schematisch)
Speicher
= Raum, in dem Objekte zu Zeiten platziert werden, zu denen sie nicht direkt oder unmittelbar verwendet oder benötigt werden
= (quasi-) dauerhafte Eingrenzung von Gütern oder Gegenständen einschließlich eines (leicht zugänglichen) Ein- und Auslaufs zu verstehen
Transport = Übertragung von Objekten im Raum
Speicherung = zeitliche Übertragung von Objekten
Erdgasspeicher
Erdgasspeicherarten - Porenspeicher
- Erdgaslagerstätte
- Gas in einem porösen Gestein gespeichert
Erdgasspeicherarten - Kavernenspeicher
- Kavernen = Hohlräume im Untergrund
- werden künstlich hergestellt und kann nur in Salzstock hergestellt werden
- Wasser bringt Salz hoch (Sole) und höhlt Untergrund aus
- größter Salzstock in D. 120 Kavernen in einem Salzstock
- in Zukunft: Wasserstoffspeicherung in Kavernen
- durch hohen Druck im Erdreich kann bei entferntem Gas > Kavernenkonvergenz > schrumpft 1% im Jahr
Funktionen der Erdgasspeicher
Ausgleich zeitlicher Verbrauchsschwankungen
Mittelfristig (unterjährig)
Kurzfristig (Stunde, Tag, Woche)
Lieferausfallsicherheitsreserve
Wirtsschaftliche Zielsetzung > Arbitrage
Funktion: LIeferausfallsicherheitsreserve
Funktion: Ausgleich von Schwankungen
Funktion: Optimierung
Transport und Speicher
Klassifikationsansatz von Umweltproblemen
Aufbau Laufwasserkraftwerk und Speicherkraftwerk
Pumpspeicherkraftwerke
Prinzip
bei geringer Nachfrage wird nicht benötigte elektrische Energie in Lageenergie des Wassers umwandeln und später für den Spitzenbedard zu nutzen
> überschüssige Energie des Verbundnetzes wird für Antrieb der Kraftwerkspumpen und somit das Befördern des Wassers in das höhergelegene Becken
Abfangen extremer Leistungsschwankungen
(auch) Frequenzhaltung
Wirkungsgrad und Verluste von Pumpspeicherkraftwerken
Speicherkraftwerke - Sekundäre Effekte
+ Regulierung von Hoch- und Niedrigwasser
+ Beitrag zur Wasserversorgung
+ Schaffung von Freizeit- und Erholungsgebieten
- Zerstörung von Landschaften und Städten
- Potenielle Gefahrenquelle
- Eingriff in Fauna und Flora
- Induzierte Erdbeben (?)
Energiewirtschaftlich
Speicherung/ Abrufbarkeit der Energieerzeugung
Einsatz zur Spitzenlast möglich
Speicherkraftwerke Wirkungsgrade
Aufbau und Wirkungsweise eines Windgenerators
Wesentliche Parameter bei Nutzung der Windenergie
Räumliche Windverteilung (regional, lokal, Richtung)
Rauigkeit der Erdoberfläche (Hügel und Berge stoppen den Wind, Wind ist ungleichmäßiger)
Geländestruktur
Zeitliche Windverteilung (Saisin, Monat, Woche, Tag, Stunde) inkl. Windcharakteristika (Böen, konstanter Wind, Dauer etc.)
Wetterlage zB Niederschlag
Windgeschwindigkeit (als Vektor: Betrag, Richtung)
Temperatur (und somit Dichte der Luft)
Dichte der Luft
Schema Solarenergie
Strahlungsleistung im Zeitvergleich
Strahlungsleistung der Sonne: 3,845*10°26 W
Tägliche Strahlungsenergie der Sonne: 0,9228*10°25 kWh
Maßeinheit W/m^2
Solarkonstante 1367 W/m^2 (außerhalb der Atmosphäre)
Bestrahlungsstärke ist sehr stark vom Breitengrad abhängig
in Aqäutatornähe wird jährlich die 2,5 fache Einstrahlungsenergie erreicht (Vergleich Deutschland)
Auch innerhalb von D. gibt es ein Nord-Süd-Gefälle
Versorgungsicherheit - Definitionen
die langfristige EU-Strategie für die Energieversorgungssicherheit muss sicherstellen, dass Energieträger fortlaufend und für alle Verbraucher zu verkraftbaren Preisen auf dem Markt zur Verfügung steht
ist gewährleistet, wenn jederzeit die gewünschte Menge an Energie mit der erforderlichen Qualität im gesamten Stromnetz zu angemessenen Preisen erhältlich
die IEA versteht unter Sicherheit den Schutz gegen widrige Eventualitäten (adverse contingencies), wobei sie damit im Gasmarkt insbesondere die Absicherung gegen eine Unterbrechung bzw Nicht-Verfügbarkeit von gas meint
Lieferausfallsicherheit: Security of Supply
Einflussfaktoren bei Ausfall von Lieferungen
Unterbrechung
Umfang
Dauer
Ort
Zeitpunkt
Zuverlässigkeit der Infrastruktur: Transport und Speicher
Kundenverhalten, v.a. Zwischenhändler
Konsistenz der politischen Maßnahmen
Information und Transparenz
Kooperation der Transporteure und Speicherbetreiber
Wetter, insb. Temperatur
Verhalten und Möglichkeiten alternativen Erdgaslieferanten
Verfügbarkeit alternativer Energieträger
Nennen Sie die Merkmale/ Besonderheiten der Ölpreiskurve
Begriff “Nominell konstanter Ölpreis”
Ein nominell konstanter Ölpreis bezieht sich auf den Preis von Öl, der unverändert bleibt, wenn man die Inflation berücksichtigt. Das bedeutet, dass der Preis des Öls in absoluten Zahlen gleich bleibt, auch wenn sich die allgemeine Preisniveaus durch Inflation ändern. Dies kann bedeuten, dass der nominelle Ölpreis in Wirklichkeit steigt oder fällt, je nachdem, wie stark die Inflation ist. Ein nominell konstanter Ölpreis wird oft verwendet, um den tatsächlichen Wert des Öls über einen bestimmten Zeitraum zu vergleichen und um Veränderungen im realen Wert des Öls zu analysieren.
> Die reale Preislinie zeigt, dass trotz kurzfristiger Spitzen und Täler im nominalen Preis, wenn man Inflation berücksichtigt, die langfristigen Trends etwas geglättet werden. Dennoch bleibt erkennbar, dass bestimmte historische Ereignisse tiefgreifende Auswirkungen auf den realen Wert von Öl hatten.
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