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| Format: | Hochschulschrift/Dissertation Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2006
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte / VDI : Reihe 16, Technik und Wirtschaft
177 |
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| Umfang: | VII, 222 S. graph. Darst., Kt. |
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| adam_text | FORTSCHRITT-BERICHTE VDI REIHE 16 TECHNIK UND WIRTSCHAFT NR. 177
DIPL.-WIRTSCH.-ING. MICHAEL BALL, KARLSRUHE INTEGRATION EINER
WASSERSTOFF WIRTSCHAFT IN EIN NATIONALES ENERGIESYSTEM AM BEISPIEL
DEUTSCHLANDS OPTIONEN DER BEREITSTELLUNG VON WASSERSTOFF ALS KRAFTSTOFF
IM STRASSENVERKEHR BIS ZUM JAHR 2030 VDI VERLAS INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 AUSGANGSLAGE UND PROBLEMSTELLUNG 1
1.2 ZIELSETZUNG UND METHODISCHES VORGEHEN 3 2 BEREITSTELLUNG UND
KUENFTIGE VERFUEGBARKEIT FOSSILER ENERGIETRAEGER 6 2.1 BISHERIGE UND
ZUKUENFTIGE ENTWICKLUNG DER WELTWEITEN ENERGIENACHFRAGE 6 2.2
METHODISCHER RAHMEN DER ANALYSE DER RESSOURCENVERFUEGBARKEIT 9 2.3
ALLGEMEINE BEWERTUNG DER KLASSIFIKATION VON RESERVEN UND RESSOURCEN 10
2.4 ERDOEL 12 2.4.1 ABGRENZUNG ZWISCHEN KONVENTIONELLEM UND
UNKONVENTIONELLEM ERDOEL 12 2.4.2 KONVENTIONELLES ERDOEL . P . 14 2.4.2.1
PRODUKTION, VERBRAUCH UND HANDEL 14 2.4.2.2 RESERVEN UND RESSOURCEN 15
2.4.3 UNKONVENTIONELLES ERDOEL 17 2.4.3.1 OELSANDE : 17 2.4.3.2 SCHWERSTOEL
20 2.4.3.3 OELSCHIEFER 21 2.4.4 SZENARIEN ZUR BESTIMMUNG DES *MID
DEPLETION POINT VON ERDOEL 22 2.5 ERDGAS 26 2.5.1 ABGRENZUNG ZWISCHEN
KONVENTIONELLEM UND UNKONVENTIONELLEM ERDGAS 26 2.5.2 KONVENTIONELLES
ERDGAS 27 2.5.2.1 PRODUKTION, VERBRAUCH UND HANDEL 27 2.5.2.2 RESERVEN
UND RESSOURCEN 29 2.5.3 UNKONVENTIONELLES ERDGAS 30 2.5.3.1 *STRANDED
GAS 30 2.5.3.2 KOHLEFLOEZGAS 33 2.5.3.3 ERDGAS AUS DICHTEN LAGERSTAETTEN
34 2.5.3.4 AQUIFERGAS 34 2.5.3.5 GASHYDRATE 35 2.5.4 SZENARIEN ZUR
BESTIMMUNG DES *MID DEPLETION POINT VON ERDGAS 36 2.6 KOHLE 38 2.6.1
HARTKOHLE 38 2.6.2 WEICHBRAUNKOHLE 39 2.7 DIE
ENERGIEVERSORGUNGSSITUATION IN DEUTSCHLAND 40 3 ALTERNATIVE KRAFTSTOFFE
UND FAHRZEUGANTRIEBE 45 3.1 GESETZLICHE RAHMENBEDINGUNGEN 45 3.2
ALTERNATIVE KRAFTSTOFFE 48 3.2.1 KRAFTSTOFFBEREITSTELLUNGSPFADE 48 3.2.2
LPG (FLUESSIGGAS) 50 3.2.3 ERDGAS 52 3.2.4 KONVENTIONELLE BIOKRAFTSTOFFE
54 3.2.4.1 BIODIESEL 55 3.2.4.2 BIOETHANOL : 56 3.2.5 SYNTHETISCHE
FISCHER-TROPSCH-KRAFTSTOFFE 57 3.2.6 METHANOL 58 3.2.7 DIMETHYLETHER
(DME) 58 3.3 VERBESSERTE UND ALTERNATIVE KONZEPTE DES FAHRZEUGANTRIEBS
60 VI INHALTSVERZEICHNIS 4 RAHMENBEDINGUNGEN FUER WASSERSTOFF ALS
ENERGIETRAEGER 62 4.1 DIE ENTKARBONISIERUNG DER ENERGIETRAEGER 62 4.2
ENERGIEPOLITISCHE RAHMENBEDINGUNGEN IN DEUTSCHLAND 66 4.2.1 POLITISCHE
DISKUSSION ZUR ZUKUENFTIGEN KERNENERGIENUTZUNG 66 4.2.2 GEPLANTER AUSBAU
ERNEUERBARER ENERGIEN 67 4.2.3 KLIMASCHUTZPOLITISCHE RAHMENBEDINGUNGEN
68 4.3 WASSERSTOFF IN DER INDUSTRIELLEN ANWENDUNG 69 4.4 EXKURS:
BRENNSTOFFZELLEN 71 4.4.1 FUNKTIONSPRINZIP UND ELEKTROCHEMISCHE
GRUNDLAGEN 71 4.4.2 TYPEN VON BRENNSTOFFZELLEN UND EINGESETZTE
BRENNSTOFFE 76 4.5 EINSATZ VON WASSERSTOFF IM FAHRZEUG 79 4.6
INSTRUMENTE ZUR BEWERTUNG VON WASSERSTOFFEINFUEHRUNGSSTRATEGIEN 81 4.6.1
BESTEHENDE ANSAETZE UND MODELLE ZUR ANALYSE DER
WJASSERSTOFFBEREITSTELLUNG... 81 4.6.2 ANFORDERUNGEN AN EIN MODELL ZUR
ANALYSE EINER WASSERSTOFFENERGIEWIRTSCHAFT 84 5 OPTIONEN DER
WASSERSTOFFBEREITSTELLUNG IM KONTEXT DER MODELLIERUNG 85 5.1
WASSERSTOFFPRODUKTION : 85 5.1.1 VERFAHRENSUEBERBLICK 85 5.1.2
DAMPFREFORMIERUNG VON ERDGAS 86 5.1.3 VERGASUNG VON KOHLE UND BIOMASSE
88 5.1.4 ELEKTROLYSE 92 5.1.5 WEITERE VERFAHREN DER WASSERSTOFFERZEUGUNG
94 5.1.6 NEBENPRODUKT-WASSERSTOFF 97 5.1.7 KAPAZITAETSERWEITERUNG
BESTEHENDER ANLAGEN 99 5.2 WASSERSTOFFREINIGUNG 99 5.3
WASSERSTOFFVERFLUESSIGUNG 101 5.4 WASSERSTOFFSPEICHERUNG 104 5.5
TRANSPORT VON WASSERSTOFF 105 5.5.1 PIPELINETRANSPORT 106 5.5.2
TRAILERTRANSPORT 107 5.6 WASSERSTOFFTANKSTELLEN 108 6 MODELLBESCHREIBUNG
MOREHYS 111 6.1 KURZDARSTELLUNG DES ENTWICKELTEN MODELLANSATZES 111 6.2
DAS BASISMODELL BALMOREL 112 6.3 MODELLERWEITERUNG MOREHYS 114 6.3.1
MODELLIERUNG EINER WASSERSTOFFVERSORGUNGSINFRASTRUKTUR 116 6.3.2
EINBINDUNG EINES GIS ZUR BESTIMMUNG VON TRANSPORTENTFERNUNGEN 117 6.3.3
MODELLIERUNG DER KOPPLUNG VON WASSERSTOFF- UND STROMPRODUKTION 117 7
MATHEMATISCHE IMPLEMENTIERUNG MOREHYS 119 7.1 MODELLELEMENTE, PARAMETER
UND VARIABLEN 119 7.2 METHODISCHE IMPLEMENTIERUNG EINER
WASSERSTOFFVERSORGUNGSINFRASTRUKTUR 124 7.3 ZIELFUNKTION 127 7.4
NEBENBEDINGUNGEN 132 7.4.1 BILANZGLEICHUNGEN DER STROM- UND
WAERMEERZEUGUNG 132 7.4.2 BILANZGLEICHUNGEN FUER WASSERSTOFF 135 7.4.2.1
PRODUKTION 135 7.4.2.2 TRANSPORT UND VERTEILUNG 135 7.4.2.3
VERFLUESSIGUNG 136 INHALTSVERZEICHNIS VN 7.4.2.4 BETANKUNG VON
FLUESSIGWASSERSTOFF 137 7.4.3 KAPAZITAETSRESTRIKTIONEN 137 7.4.4
WASSERSTOFFPRODUKTION MITTELS ELEKTROLYSE 139 7.4.5 KOPRODUKTION VON
STROM UND WASSERSTOFF DURCH IGCC 140 7.4.6 VERFUEGBARKEITSRESTRIKTIONEN
VON ENERGIETRAEGERN 141 7.4.7 EMISSIONSRESTRIKTIONEN 142 7.4.8 JAEHRLICHE
AKKUMULATION INSTALLIERTER KAPAZITAETEN 142 7.5 MODELLEINSATZ IM RAHMEN
EINER SZENARIOANALYSE 143 7.6 KRITISCHE REFLEXION DES MODELLANSATZES 144
8 MODELLAUFBAU UND VERWENDETE DATENBASIS 147 8.1 GEOGRAPHISCHE ABBILDUNG
DER WASSERSTOFFINFRASTRUKTUR 147 8.2 ENTWICKLUNG VON STROM- UND
WAERMENACHFRAGE UND LASTSTRUKTUR 151 8.3 ZUKUENFTIGE WASSERSTOFFNACHFRAGE
151 8.3.1 ALLGEMEINE ENTWICKLUNG DES VERKEHRSSEKTORS 151 8.3.2
ENTWICKLUNG DES KRAFTSTOFFVERBRAUCHS VON WASSERSTOFFFAHRZEUGEN 152 8.3.3
SZENARIEN ZUR PENETRATION VON WASSERSTOFFFAHRZEUGEN 153 8.4
ENERGIETRAEGERVERFUEGBARKEIT 155 8.5 ENERGIEPREISENTWICKLUNG 156 8.6
TECHNOLOGIEDATEN 157 8.7 ZINSSATZ 159 9 MODELLGESTUETZTE ANALYSE EINER
WASSERSTOFFWIRTSCHAFT IN DEUTSCHLAND 161 9.1 SZENARIEN ZUR
GEOGRAPHISCHEN VERTEILUNG DER WASSERSTOFFNACHFRAGE 161 9.2 DEFINITION
DER MODELLSZENARIEN 164 9.3 ERGEBNISSE DER INFRASTRUKTURSZENARIEN 167
9.4 AUSWIRKUNGEN EINER VORGABE DER NACHFRAGE NACH FLUESSIGWASSERSTOFF 174
9.5 SENSITIVITAETSANALYSE ZU ENERGIEPREISVARIATIONEN 175 9.6 POTENTIALE
ERNEUERBARER ENERGIEN ZUR WASSERSTOFFPRODUKTION 178 9.7 BEDEUTUNG DER
KERNENERGIE FUER DIE WASSERSTOFFBEREITSTELLUNG 182 9.8 AUSWIRKUNGEN DER
BEREITSTELLUNG VON WASSERSTOFF AUF DIE CO2-EMISSIONEN 184 9.9 EINFLUSS
VON WASSERSTOFF AUF DEN RESSOURCENVERBRAUCH 185 10 SCHLUSSFOLGERUNGEN
UND AUSBLICK 188 10.1 DAS ENTWICKELTE MOREHYS MODELL 188 10.2
SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEN SZENARIOANALYEN 190 10.2.1 ENTWICKLUNG DES
AUFBAUS EINER WASSERSTOFFINFRASTRUKTUR 190 10.2.2 ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE
AUSWIRKUNGEN DER WASSERSTOFFPRODUKTION 192 10.3 AUSBLICK AUF ZUKUENFTIGE
FORSCHUNGSVORHABEN 193 11 ZUSAMMENFASSUNG 195 ANHANG 1:
UMRECHNUNGSFAKTOREN 199 ANHANG 2: EIGENSCHAFTEN AUSGEWAEHLTER KRAFTSTOFFE
UND GASE 200 ANHANG 3: TRANSPORT- UND VERTEILUNGSMATRIX DER
WASSERSTOFFGEBIETE 201 ANHANG 4T ABKUERZUNGEN * 202
LITERATURVERZEICHNIS..... 205
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