04 Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik
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Item Open Access Rationelle Stromanwendung in den Haushalten(1994) Baur, Jürgen F.; Bonhoff, Claudia; Fahl, Ulrich; Voß, AlfredDas Projekt "Klimaverträgliche Energieversorgung in Baden-Württemberg" soll in zwei Phasen durchgeführt werden. Ziel der ersten Phase des Projektes ist es, - vorwiegend technologisch orientierte - Gutachten zu erstellen, die die Basis für die in der zweiten Phase zu erarbeitenden Szenarien bilden sollen. Das Projekt gliedert sich in insgesamt 16 Einzelgutachten, in denen Energieträger, Energieumwandlung und Endnutzung der Energie näher untersucht werden. Im Einzelgutachten "Rationelle Stromanwendung im Haushalt" werden Technikanalysen für Haushaltsgeräte erstellt, die nicht der Raumwärme- oder Brauchwasserbereitstellung dienen. Die Analysen werden für sechs unterschiedliche Energiedienstleistungen (EDL) durchgeführt: Kühlen und Gefrieren (EDL "Kühlen und Gefrieren", vgl. Kapitel 4), Kochen (EDL "Warme Mahlzeit", vgl. Kap. 5), Waschen und Trocknen (EDL "Gewaschene Wäsche", "Getrocknete Wäsche", vgl. Kap. 6), Spülen (EDL "Gespültes Geschirr", vgl. Kap 7), Beleuchtung (EDL "Beleuchtete Wohnung", vgl. Kap 8), Betrieb von Kleingeräten (vgl. Kap. 9).Item Open Access Möglichkeiten der CO2-Emissionsminderung in der Elektrizitätsversorgung Baden-Württembergs(1992) Fahl, Ulrich; Fischedick, Manfred; Kaltschmitt, Martin; Voß, AlfredIn den aktuellen energiewirtschaftlichen Diskussionen werden die Möglichkeiten einer Verminderung der CO2-Emissionen insbesondere bei der Stromerzeugung sehr kontrovers diskutiert. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel dieses Beitrags, am Beispiel Baden-Württembergs die Möglichkeiten einer Reduktion der CO2-Emissionen unter Berücksichtigung der energiewirtschaftlichen und -politischen Rahmenbedingungen aufzuzeigen und das Minderungspotential sowie die Minderungskosten der Reduktionsmaßnahmen zu quantifizieren.Item Open Access Windenergie-Nutzung(1994) Wiese, Andreas; Albiger, Jonas; Kaltschmitt, Martin; Fahl, Ulrich; Voß, AlfredInnerhalb des Gesamtrahmens des Projektes "Klimaverträgliche Energieversorgung in Baden-Württemberg" ist es das Ziel des Gutachtens über die Windenergienutzung, die Möglichkeiten und Grenzen einer windtechnischen Stromerzeugung in Baden-Württemberg darzustellen und zu diskutieren. Gleichzeitig sollen die notwendigen technischen, ökonomischen, ökologischen und sonstigen Eckdaten für die in der zweiten Projektphase geplante Szenarioanalyse, deren Ausgangspunkt die politische Orientierung der CO2-Emissionsminderung um 30% im Zeitraum von 1987 bis 2005 ist, zur Verfügung gestellt werden.Item Open Access Das Kopernikus-Projekt ENavi - Die Transformation des Stromsystems mit Fokus Kohleausstieg(2019) Fahl, Ulrich; Gaschnig, Hannes; Hofer, Claudia; Hufendiek, Kai; Maier, Beatrix; Pahle, Michael; Pietzcker, Robert; Quitzow, Rainer; Rauner, Sebastian; Sehn, Vera; Thier, Pablo; Wiesmeth, Michael; Hufendiek, Kai; Pahle, MichaelIn diesem Bericht wird die Transformation des Stromsystems als zentrale Stellschraube zur Erreichung der Klimaziele analysiert. Dabei wird die Dekarbonisierung, insbesondere der Ausstieg aus der Kohleverstromung, in den Fokus gerückt. Anhand einer systematischen Vorgehensweise werden Transformationsszenarien für das deutsche Energiesystem identifiziert, analysiert und bewertet. Die Analyse erfolgt mithilfe unterschiedlicher computergestützter Modelle, um die Auswirkungen im gesamten System abschätzen zu können. Es werden sowohl Wechselwirkungen im Stromsystem und im Energiesystem, als auch im Wirtschaftssystem und im Bereich Ressourcen und Umwelt untersucht.Item Open Access Szenarien des Energiebedarfs und der Energieversorgung mit und ohne Kernenergie für Baden-Württemberg(1988) Fahl, Ulrich; Voß, Alfred; Friedrich, Rainer; Kaltschmitt, MartinVor dem Hintergrund der durch das Reaktorunglück in Tschernobyl erneut ausgelösten Diskussion um die Kernenergie hat die Landesregierung von Baden-Württemberg in Wahrnehmung ihrer energiepolitischen Verantwortung im Sommer 1986 ein Gutachten mit der folgenden Zielsetzung in Auftrag gegeben: Ziel des Gutachtens ist es, technisch mögliche Wege einer langfristig gesicherten Energieversorgung Baden-Württembergs umfassend zu analysieren und hinsichtlich ihrer ökologischen und gesellschaftlichen Auswirkungen zu bewerten. Dabei ist insbesondere zu untersuchen, ob und in welchem Umfang und in welchen Schritten auf den Einsatz der Kernenergie verzichtet werden kann und welche Konsequenzen damit verbunden wären. Im Rahmen dieses umfaßenden Gutachtens wurde eine systematische Analyse möglicher energetischer Zukunftsperspektiven sowie der energiepolitischen Gestaltungs- und Handlungsmöglichkeiten durchgeführt.Item Open Access CO2-Minderungspotential der Kraft-Wärme-Kopplung : ein Rückblick auf die Arbeiten der Enquete-Kommission(1992) Fahl, Ulrich; Pfeifer, Thomas; Voß, AlfredVon einem verstärkten Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wird ein wesentlicher Beitrag zur Bewältigung gegenwärtiger bzw. in naher Zukunft drohender Umwelt- und Klimaprobleme erwartet. Dies äußert sich auch darin, daß die KWK einen der Eckpfeiler des CO2-Minderungsprogramms der Bundesregierung bildet. Wie die folgende Analyse der Arbeiten zur KWK im Rahmen des Studienprogramms der Enquete-Kommission "Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre" des 11. Deutschen Bundestages zeigt, sind aber trotz erheblichen Forschungsaufwandes in diesem Bereich noch sehr viele Fragen offen geblieben. Derartige Lücken könnten geschlossen werden, wenn das Potential der KWK zur CO2-Minderung über die Erzeugungsmöglichkeiten von Fern- und Nahwärme sowie der industriellen Eigenerzeugung zusammen mit den Wärmeanwendungen und -einsparmöglichkeiten ermittelt wird.Item Open Access Bedarfsszenario(1994) Bonhoff, Claudia; Fahl, Ulrich; Voß, AlfredBei dem vorliegenden Teilgutachten "Bedarfsszenario" werden drei Hauptarbeitspunkte unterschieden: Festlegung der globalen Rahmendaten: Im ersten Arbeitsschritt werden die für die energiewirtschaftliche Entwicklung in Baden-Württemberg wesentlichen globalen Rahmendaten für die Projektion der exogenen Bestimmungsfaktoren beschrieben. Im einzelnen handelt es sich hierbei um - die demographische Entwicklung in Baden-Württemberg (Bevölkerung, Haushalte) - die Entwicklung der Energieträgerpreise auf den Weltenergiemärkten (Rohöl, Importkohle) sowie die Entwicklung des Wechselkurses DM/US-Dollar - die wirtschaftliche Entwicklung in Baden-Württemberg Herleitung der Rahmendaten: Aufbauend auf den im ersten Arbeitsschritt ermittelten Rahmendaten wird im zweiten Arbeitsschritt eine feinere Struktur der Rahmendaten ermittelt. Dies betrifft insbesondere - die Struktur der Haushalte nach Haushaltsgrößenklassen, - die Entwicklung der Energieträgerpreise im Inland, - die wirtschaftliche Struktur nach Branchen. Herleitung der energiebedarfsbestimmenden Indikatoren: Im dritten Arbeitsschritt werden die letztlich energiebedarfsbestimmenden Indikatoren ermittelt. Dabei wird zwischen den einzelnen Verbrauchergruppen und einzelnen Anwendungszwecken differenziert. So ist z. B. bei der Raumwärmenutzung der Haushalte die Anzahl der Wohnungen/Häuser sowie die Entwicklung der Wohnfläche für die Energiebedarfsentwicklung bestimmend. Für einzelne Bereiche des Kleinverbrauchssektors sind dagegen z. B. die Beschäftigten ein Indikator für den Energieverbrauch. Des weiteren ist es in einigen Sektoren der Industrie notwendig, die Produktion von einzelnen Gütern (z. B. Olefine, Chlor, Zement, Glas, Papier usw.) vorzugeben, für andere Sektoren wird der Nettoproduktionswert als Indikator angesetzt. Schließlich sind für den Verkehrssektor die nachgefragten Wege für die einzelnen Verkehrszwecke im Personenverkehr (z. B. Ausbildung, Urlaub, Einkauf usw.) bzw. die transportierten Güter nach Wegelängen und Gütergruppen im Güterverkehr für die Entwicklung charakteristisch.Item Open Access C02-Minderungsmöglichkeiten im Kraftwerkssektor(1991) Fahl, Ulrich; Schaumann, Peter; Voß, AlfredUnter Klimatologen besteht weitgehende Übereinstimmung, daß die durch menschliche Tätigkeit freigesetzten Spurengase das Klima verändern. Unter diesen Spurengasen nimmt Kohlendioxid eine herausragende Rolle ein. Es gilt also, den CO2-Ausstoß zu verringern. Vorgestellt werden die im Kraftwerkssektor entstehenden CO2-Emissionen und mehrere Möglichkeiten der CO2-Minderung. Dabei werden auch die CO2-Minderungspotentiale in den fünf neuen Bundesländern analysiert.Item Open Access Energie- und gesamtwirtschaftliche Auswirkungen veränderter Rahmenbedingungen auf die Nutzung von Erdgas in Deutschland : Studie für dasZentrum für Energieforschung Stuttgart (ZfES)(2013) Blesl, Markus; Beestermöller, Robert; Kuder, Ralf; Fahl, UlrichAusgehend von der aktuellen Diskussion über die zukünftige Ausrichtung der deutschen Energiepolitik und Energiewirtschaft stellt sich auch die Frage nach der zukünftigen Rolle der einzelnen Energieträger. Die Option eines höheren Anteils von Erdgas an der Energieversorgung ist im Zusammenhang mit einer neuen Ausrichtung der nationalen Energiepolitik, geprägt von Klimaschutzambitionen, der verstärkten Nutzung erneuerbarer Energien und dem Ausstieg aus der Kernenergie, eine der Lösungsmöglichkeiten. Eine entscheidende Rolle bei diesen Überlegungen spielen dabei die Fragen, welchen Gestaltungsspielraum es für einen denkbaren zukünftig höheren Anteil von Erdgas gibt. Der Einsatz von Erdgas im Energiesystem hängt von den energie- und klimapolitischen Rahmenbedingungen ab. Zu den wichtigsten Maßnahmen und Zielen in diesem Bereich zählen die Reduktion der Treibhausgas(THG)-Emissionen und der Ausbau der erneuerbaren Energien. Eine Reduktion der THG-Emissionen wie auch der Ausbau der erneuerbaren Energien sind Teil der europäischen 20/20/20-Ziele. Diese sind Teil des von der Kommission im Jahr 2008 vorgeschlagenen Klima- und Energiepakets (European Commission 2008). Oftmals wird dem Energieträger Erdgas dabei die Rolle einer Brückentechnologie auf dem Weg zu einer Dekarbonisierung des Energiesystems zugeschrieben. Es stellt sich somit die Frage, welche Auswirkungen unterschiedliche THG-Ziele und Ausbaupfade für erneuerbare Energien auf den Gaseinsatz haben. Um die zukünftige Rolle von Erdgas zu bestimmen, gilt es zudem, die Preissensitivität der Erdgasnachfrage zu untersuchen. In Deutschland stellt sich zudem die Frage, ob Neubauprojekte für Großkraftwerke in Zukunft realisiert werden können oder ob ein verstärkter Ausbau erdgasbetriebener Erzeugungsanlagen mit einer geringeren Leistung verfolgt wird. Ein Verzicht auf den Neubau von Großkraftwerken hätte spürbare Folgen für die Energiewirtschaft, die verarbeitende Industrie oder die Haushalte. Eine dezentrale, von industrieller, kommunaler und/oder privater Eigenerzeugung geprägte Struktur würde eine größere Koordinierung der Netze erfordern - sowohl der Erdgasnetze als auch der Stromnetze und Fernwärmeleitungen -, da Erdgas verstärkt in Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) eingesetzt würde. Die Einsatzpotenziale für dezentrale KWK-Anlagen hängen stark von den Abnahmemöglichkeiten für die darin erzeugte Prozess- und Nah-/Fernwärme in der Industrie bzw. in den Haushalten und dem Gewerbe-, Handels-, Dienstleistungs- (GHD-)Sektor ab. Hinzu kommt, dass strukturelle Veränderungen in der Stromerzeugung von Großkraftwerken hin zu räumlich verteilten, erdgasbasierten KWK-Anlagen zu einem Anstieg der Stromerzeugungskosten sowie der Strompreise führen können. Strompreiserhöhungen bedeuten eine Kostensteigerung für energieintensive Industrien. Fallen diese Kostensteigerungen zu hoch aus, kann es passieren, dass Standorte unrentabel werden und aufgrund günstiger Energiepreise im Ausland eine Abwanderung der entsprechenden Industrie vollzogen wird. Neben der Produktion würden dadurch auch das produktionstechnische Know-how und Arbeitsplätze ins Ausland verlagert. Dies kann aufgrund der volkswirtschaftlichen Verflechtung negative Rückkopplungseffekte auf andere Sektoren ausüben, so dass es unter Umständen zu einer weiteren Schwächung des Industriestandorts Deutschland kommt. Hieraus ergibt sich die Frage, wo die Schwellenwerte von Strompreiserhöhungen hinsichtlich derartiger Abwanderungen liegen bzw. welche Kostensteigerungen verkraftbar sind und welche nicht. Ziel dieser Studie ist die energie- und gesamtwirtschaftliche Analyse der Bedeutung von Erdgas für die Energiewirtschaft Deutschlands, insbesondere hinsichtlich einer zunehmend dezentraleren Stromerzeugung. In der einführenden Analyse sollen dazu die Auswirkungen von veränderten energie- und klimapolitischen Rahmenbedingungen in Form der THG-Ziele und Ausbaupfade für erneuerbare Energien untersucht werden. Weiterhin soll die Preissensitivität der Erdgasnachfrage näher betrachtet werden. Anschließend werden aktuelle Entwicklungstendenzen im Stromsektor in Deutschland hin zu einer zunehmenden Nutzung kleinerer und räumlich verteilter Erzeugungseinheiten näher analysiert. In der energiewirtschaftlichen Betrachtung soll untersucht werden, inwiefern ein Ausbleiben zukünftiger Großkraftwerksneubauprojekte zu einer Zunahme dezentraler erdgasbasierter Stromerzeugungs- und KWK-Anlagen führt. Mittels der Betrachtung verschiedener Szenarien mit und ohne Investitionen in neue Großkraftwerksprojekte sollen strukturelle Veränderungen in der Stromerzeugung und eventuell damit einhergehende Veränderungen der Strompreise aufgezeigt werden. Im Weiteren sind eine stärkere dezentrale Ausrichtung der Stromerzeugung und die sich dadurch ergebenen Konsequenzen für die Strom-, Gas- und Fernwärmeversorgung zu untersuchen. Aufbauend auf den Ergebnissen der energiewirtschaftlichen Analyse sollen in einer gesamt-wirtschaftlichen Betrachtung die Auswirkungen möglicher strompreisinduzierter Kostensteigerungen auf die Wettbewerbsfähigkeit energieintensiver Industrien analysiert werden. Zudem werden unterschiedliche Kostenumlagekonzepte auf Haushalte, Wirtschaft und Industrie untersucht. Dabei geht es um die Frage, wie sich die Wettbewerbsfähigkeit der energieintensiven Industrie verändert, in welcher Höhe Produktionsverlagerungen zu erwarten sind und welche Besonderheiten sich bei einer unterschiedlichen Verteilung möglicher Strommehrkosten auf bestimmte Stromverbraucher, wie Haushalte, Wirtschaft und Industrie, ergeben. Letzteres ist besonders vor dem Hintergrund der aktuellen Diskussion über die Verteilung der Kosten der Erneuerbaren Energien (EEG-Umlage) auf die Stromverbraucher und damit verbundener Ausnahmeregelungen für einzelne Branchen von Relevanz.Item Open Access Abschätzung der technischen und wirtschaftlichen Kohlendioxid-Reduktionsmöglichkeiten durch eine verstärkte Nutzung kohlenstoffarmer Energieträger in der Bundesrepublik Deutschland : Studie A.3.2(1990) Fahl, Ulrich; Voß, AlfredDa die bei der Verbrennung freigesetzten spezifischen CO2-Emissionen für die verschiedenen fossilen Energieträger unterschiedlich sind, besteht folglich die Möglichkeit, durch eine Substitution unter den fossilen Energieträgern die Gesamtemission an CO2 zu verändern. Im Rahmen des Studienschwerpunktes A.3.2 des Studienprogramms der Enquete-Kommission Vorsorge zum Schutz der Erdatmosphäre sollen diese Möglichkeiten analysiert werden, indem die daraus resultierenden CO2-Minderungspotentiale, die bei der Substitution entstehenden Kosten und die Effizienz der Maßnahmen ermittelt werden. Die Blickrichtung der Analyse ist dahingehend formuliert, daß die Substitutionsmöglichkeiten - von Braunkohle durch Steinkohle, Mineralöle und Gas, - von Steinkohle durch Mineralöle und Gas, - von Mineralölen durch Gas untersucht werden sollen.