04 Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik
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Item Open Access Effiziente und konsistente Strukturen - Rahmenbedingungen für die Nutzung von Wärmeenergie in Privathaushalten(2010) Koch, Andreas (Hrsg.); Jenssen, Till (Hrsg.)Der vorliegende Bericht fasst die Arbeiten zur Strukturanalyse des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Sozialökologischen Forschung (SÖF) geförderten Projektes „Energie nachhaltig konsumieren – nachhaltige Energie konsumieren: Wärmeenergie im Spannungsfeld von sozialen Bestimmungsfaktoren, ökonomischen Bedingungen und ökologischem Bewusstsein“ zusammen. Im Fokus dieses Projektes steht die Akteursebene mit der Erforschung der Hemmnisse und Anreize für nachhaltiges Konsumverhalten im Bereich der Wärmeenergie. Hierzu werden die auf der Mikroebene angesiedelten individuellen Wahrnehmungen, der Wissensstand sowie die Entscheidungs- und Handlungsstrategien von Akteuren in Bezug auf den Wärmekonsum analysiert. Individuelles Konsumverhalten im Wärmeenergiebereich ist sowohl von strukturellen Rahmenbedingungen, wie Siedlungs- und Gebäudestrukturen, rechtlichen Rahmenbedingungen, Förderinstrumenten und technologischen Systemen geprägt, als auch durch ein breit gestreutes Akteursgeflecht, wie z.B. Architekt/innen, Wohnungsbaugesellschaften, Handwerker/innen oder Wärmetechnologieanbieter im Umfeld der Konsument/innen beeinflusst. Dieses Struktur- und Akteursumfeld der Konsument/innen wurde daher im Vorfeld der eigentlichen Konsumentenanalyse systematisch im Hinblick auf Chancen und Hemmnisse für einen nachhaltigen Wärmeenergiekonsum analysiert und bewertet. Der vorliegende Bericht konzentriert sich darauf, das Strukturgeflecht, in welchem sich der/die Konsument/in bewegt, umfassend zu beschreiben, strukturelle Hemmnisse für nachhaltigen Wärmekonsum zu identifizieren und Ansätze auf der Strukturebene aufzuzeigen, die als Chancen für nachhaltiges Wärmekonsumverhalten zu interpretieren sind. Als strukturelle Rahmenbedingungen des Wärmekonsums werden im Projekt Gebäude- und Siedlungsstrukturen, Versorgungstechnologien sowie rechtliche und förderpolitische Instrumente erörtert. Diese Faktoren geben den Handlungsrahmen vor (bzw. beeinflussen diesen), innerhalb dem sich Konsument/innen nachhaltig verhalten können.Item Open Access Ganzheitliche Bilanzierung der Energie- und Stoffströme von Energieversorgungstechniken(2000) Marheineke, Torsten; Krewitt, Wolfram; Neubarth, Jürgen; Friedrich, Rainer; Voß, AlfredAnthropogen umgesetzte Energie- und Stoffströme können mit wesentlichen Auswirkungen für Mensch und Umwelt verbunden sein. Um diese Auswirkungen bei der Beurteilung von Energieversorgungstechniken berücksichtigen zu können, werden in dem vorliegenden Bericht für verschiedene Techniken zur Strom- und Wärmebereitstellung die Stoff- und Energieströme über den gesamten Lebensweg quantifiziert und die aus ihnen resultierenden Auswirkungen auf Mensch und Umwelt abgeschätzt. Berücksichtigte Wirkungskategorien sind der Treibhauseffekt, die Versauerung und Eutrophierung von Böden und Gewässern, Risiken für die menschliche Gesundheit, Ressourcenverzehr, Materialschäden und die Schädigung von Nutzpflanzen.Item Open Access Global resources and energy trade : an overview for coal, natural gas, oil and uranium(2007) Remme, Uwe; Blesl, Markus; Fahl, UlrichDespite efforts to improve energy effi-ciency and increase the usage of re-newable energy carriers, fossil fuels and nuclear energy will continue to be im-portant sources of global energy supply for the coming decades. Present global oil and gas supply is characterized by a concentration of production in a few world areas, mainly the Middle East and the Former Soviet Union, and a transport from these regions to the industrialized countries. Depletion of conventional reserves, especially oil, in combination with a surge for energy in emerging economies, as China and India, how-ever, is expected to change this picture in the future: unconventional resources in other world regions may be exploited to cover the surge energy demand, infrastructure for energy transport along new routes may have to be established. To provide a data base for such ques-tions, this report gives an overview of the current global resource situation for coal, natural gas, oil and uranium. In the first part, an assessment of the con-ventional and unconventional reserves and resources as well as their supply costs is given for the different regions of the world. The second part describes the current energy trade infrastructure between world regions and estimates the costs for existing and new trade links between these regions.Item Open Access ExternE : externalities of energy : methodology 2005 update(Luxembourg : Office for Official Publications of the European Communities, 2005) Bickel, Peter; Friedrich, Rainer; Droste-Franke, Bert; Bachmann, Till; Greßmann, Alexander; Rabl, Ari; Hunt, Aaron; Markandya, Anil; Tol, Richard; Hurley, Fintan; Navrud, Stale; Hirschberg, Stefan; Burgherr, Peter; Heck, Thomas; Torfs, Rudi; De Nocker, Leo; Vermoote, Stijn; Int Panis, Luc; Tidblad, Johan; Bickel, Peter; Friedrich, RainerThe ExternE methodology provides a framework for transforming impacts that are expressed in different units into a common unit - monetary values. It has the following principal stages: 1) Definition of the activity to be assessed and the background scenario where the activity is embedded. Definition of the important impact categories and externalities. 2) Estimation of the impacts or effects of the activity (in physical units). In general, the impacts allocated to the activity are the difference between the impacts of the scenario with and the scenario without the activity. 3) Monetisation of the impacts, leading to external costs. 4) Assessment of uncertainties, sensitivity analysis. 5) Analysis of the results, drawing of conclusions. The ExternE methodology aims to cover all relevant (i.e. not negligible) external effects. The purpose of ongoing research is to cover more effects and thus reduce gaps and in addition refine the methodology to reduce uncertainties. Currently, the following impact categories are included in the methodology and described in detail in this report: 1) Environmental impacts: Impacts that are caused by releasing either substances (e.g. fine particles) or energy (noise, radiation, heat) into the environmental media air, soil and water. The methodology used here is the impact pathway approach. 2) Global warming impacts: For global warming, two approaches are followed. First, the quantifiable damage is estimated. However, due to large uncertainties and possible gaps, an avoidance cost approach is used as the recommended methodology. 3) Accidents: Accidents are rare unwanted events in contrast to normal operation. A distinction can be made between impacts to the public and occupational accident risks. Public risks can in principle be assessed by describing the possible accidents, calculating the damage and by multiplying the damage with the probability of the accidents. An issue not yet accounted for here is the valuation so-called ‘Damocles’ risks, for which high impacts with low probability are seen as more problematic than vice versa, even if the expected value is the same. A method for addressing this risk type has still to be developed.Item Open Access Energieprognose Bayern 2030(2007) Fahl, Ulrich; Rühle, Bastian; Blesl, Markus; Ellersdorfer, Ingo; Eltrop, Ludger; Harlinghausen, Diana-Claudia; Küster, Robert; Rehrl, Tobias; Remme, Uwe; Voß, AlfredIm Gutachten „Energieprognose Bayern 2030“ wird untersucht, wie sich die erfolgten Veränderungen der energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen auf die Entwicklung von Energieversorgung und -anwendung in Bayern auswirken und welche Folgen dies wiederum auf die Entwicklung der energiebezogenen Emissionen haben wird. Damit sollen Daten und Analysen vorgelegt werden, die eine belastbare Basis für die Ausgestaltung der energiepolitischen Rahmenbedingungen in Bayern darstellen, die sich an den Zielen einer sicheren, wirtschaftlichen, umwelt- und nachweltverträglichen, d. h. dem Leitbild der „nachhaltigen Entwicklung“ entsprechenden Energieversorgung orientiert, so dass sowohl die ökonomischen als auch die ökologischen Anforderungen an die Energieversorgung bestmöglich erfüllt werden können.Item Open Access Bilanz und Perspektiven der Holzenergienutzung in Baden-Württemberg(2006) Eltrop, Ludger; Moerschner, Johannes; Härdtlein, Marlies; König, AndreasFür Baden-Württemberg mit rund 14.000 km² Wald auf etwa 39 % der Landesfläche kann die energetische Nutzung von Holz aus ökologischen, ökonomischen und strukturellen Gründen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung einer nachhaltigen Forst- und Energiewirtschaft spielen. Die Analyse der Potentiale, die für die Holzenergienutzung in Baden-Württemberg zur Verfügung stehen, hat ergeben, dass ausreichende Mengen des Rohstoffes Holz zur Verfügung stehen. Die Gesamtmenge an Waldholz hat sich nach den Ergebnissen der Waldinventur 2002 trotz verstärkter Nutzung und Sturmkalamitäten sogar weiter vergrößert. Die Berechnungen der vorliegenden Untersuchung haben darüber hinaus deutlich gemacht, dass die Menge an frei verfügbarem Holz in Baden-Württemberg derzeit nicht limitierend ist, um z.B. den Anteil der Holzenergie am Ausbauziel der Verdoppelung des Anteils Erneuerbarer Energien am Primärenergiebedarf in Baden-Württemberg sicherzustellen.Item Open Access Effective policy instruments for energy efficiency in residential space heating : an international empirical analysis (EPISODE)(2000) Schaefer, C.; Weber, C.; Voss-Uhlenbrock, H.; Schuler, A.; Oosterhuis, F.; Nieuwlaar, E.; Angioletti, R.; Kjellsson, E.; Leth-Petersen, S.; Togeby, M.; Munksgaard, J.A broad variety of instruments like standards, taxes, subsidies and informational campaigns is used in Europe to influence the energy consumption for residential space heating. Within the project EPISODE the existing instruments in countries in the northern and moderate climatic zones have been analysed with a focus on The Netherlands, France, Denmark, Sweden and Germany have been analysed. In these countries space heating accounts for about 70% of the residential energy consumption. The effectiveness of the applied instruments has been analysed by an international empirical analysis based on survey data. Additionally the results of the empirical analysis have been compared with the results of a building simulation model in order to confirm or negate the empirical results. The analysed instruments lead to a decrease in energy consumption per square meter dwelling area. Especially standards have shown a strong influence on the energy reduction in the past. The analysis has also shown that the influence of taxes is very small in the short-term. A comparison of the energy consumption for space heating between the participating countries has also shown that there is still a considerable potential for energy savings. Future policies in the field should combine a bundle of instruments to achieve substantial emission reductions at low costs. Emission taxes as economically efficient instrument play thereby an important role, but also flexible standards are important for new dwellings. Subsidies and informational measures are particular important to activate energy efficiency potentials in the existing building stock.Item Open Access Integrierte Szenarioanalysen zu Energie- und Klimaschutzstrategien in Deutschland in einem Post-Kyoto-Regime(2011) Blesl, Markus; Bruchof, David; Fahl, Ulrich; Kober, Tom; Kuder, Ralf; Götz, Birgit; Voß, AlfredIm Rahmen des Forschungsvorhabens „Integrierte Szenarioanalysen zu Energie- u. Klimaschutzstrategien in Deutschland in einem Post-Kyoto-Regime“ wird analysiert, wie sich die unterschiedlichen energie- u. klimapolitischen Zielvorstellungen in Deutschland, in Europa u. weltweit auf die Entwicklung von Energieversorgung u. -anwendung in Deutschland auswirken u. welche Folgen dies wiederum auf die Entwicklung der energiebezogenen Emissionen haben wird. Damit sollen Daten u. Analysen vorgelegt werden, die eine belastbare Basis für die Ausgestaltung der energiepolitischen Rahmenbedingungen in Deutschland darstellen, die sich an den Zielen einer sicheren, wirtschaftlichen, umwelt- u. nachweltverträglichen, d. h. dem Leitbild der „nachhaltigen Entwicklung“ entsprechenden Energieversorgung orientiert, so dass sowohl die ökonomischen als auch die ökologischen Anforderungen bestmöglich erfüllt werden können.Item Open Access Ökonomische und ökologische Bewertung der elektrischen Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizungssystemen(2001) Leven, Bernd; Neubarth, Jürgen; Weber, ChristophIn dieser Studie werden unterschiedliche Wärmepumpen-Heizungsanlagen im Vergleich zu anderen Heizungssystemen anhand ökologischer und ökonomischer Kenngrößen bewertet. Einleitend erfolgt eine Beschreibung wesentlicher technologischer Merkmale von Wärmepumpenanlagen sowie eine Analyse des aktuellen Wärmepumpenmarktes und des Stands der Technik. Die Marktrecherchen zeigen als wesentliches Ergebnis, dass in Deutschland derzeit nur etwa 2 % der Neubauten mit Wärmepumpenheizungen ausgestattet sind. Vergleicht man dies mit anderen Ländern wie der Schweiz, wo 35 % der neugebauten Einfamilienhäuser mit Wärmepumpen ausgestattet werden, so lässt sich ein sehr großes Marktpotenzial für Wärmepumpen-Heizungsanlagen in Deutschland ableiten. Die zur Ermittlung des Stands der Technik von Wärmepumpenanlagen durchgeführte Herstellerbefragung zeigt, dass ein breites Angebot an Wärmepumpen in Deutschland vorhanden ist, das kontinuierlich weiterentwickelt wird. Die technische Weiterentwicklung wird u. a. in einer höheren Effizienz von Wärmepumpenanlagen und im Ausstieg aus der Anwendung von umweltschädigenden chlorierten Kältemitteln sichtbar. Der ökologische und ökonomische Vergleich von Wärmepumpen-Heizungsanlagen mit anderen Systemen zur Raumwärmebereitstellung und Trinkwassererwärmung wird für vier ausgewählte Versorgungsaufgaben im Neu- und Altbaubereich durchgeführt. Als Versorgungssysteme werden hierbei Wärmepumpenanlagen mit den Wärmequellen Erdreich, Grundwasser und Außenluft sowie konventionelle öl- und gasbefeuerte Anlagen und Holzpellet-Systeme betrachtet. Die ökologische Betrachtung der untersuchten Versorgungssysteme erfolgt anhand von Lebenswegbilanzen für den Endenergiebedarf, den Bedarf an erschöpflichen Energieträgern sowie für die CO2- und SO2-Äquivalent-Emissionen. Die ökonomische Analyse wird anhand der Annuitäten bzw. jährlichen Kosten sowie der Wärmegestehungskosten der einzelnen Versorgungssysteme durchgeführt. Bei dieser ökologischen und ökonomischen Analyse zeigt sich, dass Wärmepumpen-Systeme niedrigere CO2-Äquivalent-Emissionen als ölbefeuerte Systeme aufweisen. Wird als Wärmequelle das Erdreich oder Wasser verwendet, so sind die CO2-Äquivalent-Emissionen der Wärmepumpenanlagen auch niedriger als bei gasbefeuerten Anlagen. Hinsichtlich der SO2-Äquivalent-Emissionen liegen die Wärmepumpen-Systeme geringfügig über den gasbeheizten Systemen, jedoch deutlich unter denen der Ölheizung und Holzpelletsysteme, die die höchsten SO2-Äquivalent-Emissionen aufweisen. Die Wärmegestehungskosten der Wärmepumpen-Systeme liegen etwa im Bereich der ölbefeuerten Anlagen. Im Vergleich zu gasbefeuerten Systemen sind sie jedoch tendenziell höher. Holzpellet-Systeme weisen zwar die mit Abstand niedrigsten CO2-Äquivalent-Emissionen auf, jedoch sind ihre Wärmegestehungskosten deutlich höher als bei den anderen untersuchten Systemen.Item Open Access Messung und Bewertung der Schadstoffemissionen von Holzfeuerungen in Innenräumen(Stuttgart : Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, 2019) Li, Naixin; Huang, Ganlin; Friedrich, Rainer; Vogt, Ulrich; Schürmann, Stefan; Straub, DieterHolzöfen in Wohnräumen verursachen nicht nur Emissionen von Schadstoffen über den Schornstein in die Außenluft, vielmehr tragen sie auch zur Schadstoffkonzentration in Innenräumen bei. Diese gelangen insbesondere beim Öffnen der Ofentür beim Anfeuern oder beim Nachlegen von Holzscheiten in die Innenraumluft. Allerdings liegen hierfür bisher noch keine Emissionsfaktoren vor. In diesem Bericht werden Ergebnisse von Messungen an einem modernen Holzofen vorgestellt, die die Emissionen von Feinstaub (PM1, PM2.5, PM10, UFP) und Stickoxiden für Prozesse wie Anfeuern und Nachlegen mit verschiedenen Türöffnungsgeschwindigkeiten repräsentieren. Mit den so gewonnenen Emissionsfaktoren werden dann die entstehenden Gesundheitsschäden ermittelt und monetarisiert. Wird nur mit Holzöfen geheizt, steigen die Gesundheitsrisiken durch Feinstaub um ca. 5%, bei gelegentlicher Nutzung des Holzofens ergibt sich ein um ca. 1% höheres Risiko.