Verfügbarkeit: Systemeffizienz bei regenerativer Stromerzeugung

Systemeffizienz bei regenerativer Stromerzeugung: Strategien für effiziente Energieversorgung bis 2050

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Bibliographische Detailangaben
Beteilige Person:	Brauner, Günther 1942- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Wiesbaden Springer Vieweg [2019]
Schlagwörter:	Erneuerbare Energien Gebäude Dezentrale Energieversorgung Elektromobilität Energieeffizienz Lastganglinie Energiespeicher Energieversorgungsnetz Elektrizitätserzeugung Zeitreihe Mixed media product TH TN KCN THX
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Umfang:	XV, 247 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.8 cm
ISBN:	9783658248536 365824853X

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 KURZFASSUNG DES BUCHES: REGENERATIVE SYSTEMEFFIZIENZ ................................. 1 1.1 ENERGIEBEDARF, POTENZIALE UND RESSOURCEN .............................................. 1 1.2 ENERGIEWIRTSCHAFT DER EFFIZIENZ UND SUFFIZIENZ ........................................ 6 1.3 SPEICHERTECHNOLOGIEN .................................................................................. 7 1.4 NETZE ............................................................................................................ 8 1.5 DEZENTRALE ENERGIEVERSORGUNG ..................................................................... 8 1.6 GEBAEUDE UND HEIZUNGSBEDARF ................................................................... 9 1.7 NACHHALTIGE MOBILITAET ................................................................................ 10 1.8 SEKTORENKOPPLUNG ...................................................................................... 11 2 ENERGIEBEDARF, POTENZIALE UND RESSOURCEN ....................................................... 13 2.1 ENTWICKLUNG DES ENERGIEBEDARFS ............................................................... 13 2.2 ENTWICKLUNGSZIELE DER ERNEUERBAREN ENERGIEVERSORGUNG ......................... 16 2.3 POTENZIALE DER ERNEUERBAREN ENERGIE ......................................................... 19 2.3.1 GRENZEN DER POTENZIALE ............................................................... 19 2.3.2 WINDENERGIE .................................................................................. 20 2.3.3 PHOTOVOLTAIK .................................................................................. 23 2.3.4 WASSERKRAFT .......................................... 26 2.3.5 BIOMASSE (NACHWACHSENDE ROHSTOFFE - NAWARO) ................... 28 2.4 BEDEUTUNG DER BIOMASSE IN DER REGENERATIVEN ENERGIEVERSORGUNG ...................................................................................... 32 2.5 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 34 LITERATUR .................................................................................................................... 34 3 ENERGIEWIRTSCHAFT DER EFFIZIENZ ............................................................................. 37 3.1 ENTWICKLUNG DER ERZEUGUNGSKOSTEN UND NETZTARIFE BIS 2050 ................. 37 3.2 PHOTOVOLTAIK UND DAS MIETERSTROMMODELL ................................................ 41 3.3 EFFIZIENZ UND LEISTBARKEIT .......................................................................... 43 3.4 ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE BEWERTUNG DER EFFIZIENZ ...................................... 45 3.5 CONTRACTING ................................................................................................... 46 3.6 EFFIZIENZMASSNAHMEN UND MONITORING ....................................................... 48 IX X INHALTSVERZEICHNIS 3.7 DER REBOUND-EFFEKT ..................................................................................... 51 3.8 GRAUE ENERGIE UND ENERGY-PAYBACK-TIME ................................................. 52 3.9 ANALYSE UND MONITORING DER ENERGIEEFFIZIENZ .......................................... 53 3.10 ENERGIEMANAGEMENT ..................................................................................... 57 3.11 ZUSAMMENFASSUNG ....................................................................................... 58 LITERATUR .................................................................................................................... 59 4 EFFIZIENZ UND SUFFIZIENZ ............................................................................................ 61 4.1 BEDEUTUNG DER EFFIZIENZ .............................................................................. 61 4.2 ERZEUGUNGSEFFIZIENZ ..................................................................................... 61 4.3 NUTZUNGSEFFIZIENZ ....................................................................................... 67 4.4 BETRIEBSEFFIZIENZ ......................................................................................... 67 4.5 RESSOURCENEFFIZIENZ ..................................................................................... 68 4.6 LEBENSZYKLUSANALYSE (LCA) ...................................................................... 68 4.7 ERNTEFAKTOR UND ERNTEZEIT, BEZOGEN AUF DIE GRAUE ENERGIE ..................... 69 4.7.1 DEFINITIONEN .................................................................................. 69 4.7.2 ERNTEFAKTOR VON ERZEUGUNGSANLAGEN .......................................... 70 4.7.3 ERNTEFAKTOR VON ENDNUTZUNGSANLAGEN ........................................ 73 4.8 ENERGIERUECKGEWINNUNGSZEIT (ENERGY-PAYBACK-TIME-PERIOD) ................. 74 4.9 SUFFIZIENZ UND LEISTBARKEIT ........................................................................ 75 4.10 ZUSAMMENFASSUNG ....................................................................................... 78 LITERATUR .................................................................................................................... 78 5 EFFIZIENZ VON SPEICHERTECHNOLOGIEN ........................................................................ 81 5.1 SPEICHERTECHNOLOGIEN .................................................................................... 81 5.2 AUFGABEN DER SPEICHER ................................................................................ 82 5.3 PUMPSPEICHERTECHNOLOGIE .......................................................................... 85 5.3.1 WANDEL DER PUMPSPEICHER FUER DIE REGENERATIVE ENERGIEVERSORGUNG ................................................... 85 5.3.2 ENERGIEWIRTSCHAFT DER PUMPSPEICHER IM REGENERATIVEN UMFELD .................................................................... 87 5.4 DRUCKLUFTSPEICHER ......................................................................................... 91 5.5 VERGLEICH DER SPEICHERTECHNOLOGIEN ........................................................... 94 5.6 AKKUMULATOREN ........................................................................................... 96 5.7 LASTVERSCHIEBUNG (LOAD LEVELLING) MIT SPEICHERN .................................. 100 5.8 SPITZENLASTVERMEIDUNG (PEAK SHAVING) ..................................................... 102 5.9 ZUSAMMENFASSUNG ....................................................................................... 104 LITERATUR .................................................................................................................... 104 6 EFFIZIENZ VON NETZEN ................................................................................................. 107 6.1 AUFGABEN DER ELEKTRIZITAETSNETZE .................................................................. 107 6.2 THEORIE DER LEITUNGSUEBERTRAGUNG ............................................................... 109 6.3 BETRIEBSVERHALTEN VON FREILEITUNGEN ......................................................... 111 INHALTSVERZEICHNIS XI 6.4 BETRIEBSVERHALTEN VON KABELN .................................................................... 114 6.4.1 TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON KABELN ...................................... 114 6.4.2 THERMISCHES BETRIEBSVERHALTEN VON KABELN .............................. 115 6.4.3 EIGENSCHAFTEN VON MITTELSPANNUNGS- UND HOCHSPANNUNGSKABELN ................................................................. 119 6.4.4 DYNAMISCHES BETRIEBS VERHALTEN VON KABELN .............................. 123 6.5 ANBINDUNG VON WINDPARKS IM HOCH- UND HOECHSTSPANNUNGSNETZ .................................................................................. 127 6.6 SICHERHEIT UND ZUVERLAESSIGKEIT BEI FREILEITUNGEN UND KABELN ................. 131 6.7 ENERGIEWIRTSCHAFT DER NETZE. ...................................................................... 132 6.7.1 GENEHMIGUNGSVERFAHREN UND UMWELTVERTRAEGLICHKEITSPRUEFUNG ................................................... 132 6.7.2 ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE ANALYSE DER VERSORGUNGSSICHERHEIT ................................................................. 133 6.7.3 ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE ANALYSE DES ENGPASSMANAGEMENTS ................................................................. 136 6.8 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 138 LITERATUR .................................................................................................................... 138 7 EFFIZIENZ DER DEZENTRALEN ENERGIEVERSORGUNG ................................................... 141 7.1 HERAUSFORDERUNGEN DER NACHHALTIGEN ENERGIEVERSORGUNG ....................... 141 7.2 DEZENTRALE VERSORGUNGSKONZEPTE ............................................................... 142 7.2.1 SMART GRID .................................................................................... 142 7.2.2 MICRO GRID UND DEZENTRALE ENERGIEZELLEN .................................. 143 7.2.3 VERTIKALE NETZNUTZUNG UND TRADITIONELLER STROMMARKT ............... 144 7.2.4 HORIZONTALE NETZNUTZUNG UND SMART MARKET UND MICRO MARKET ................................................................................ 147 7.3 EFFIZIENZ VON DEZENTRALEN ENERGIEZELLEN ................................................... 149 7.3.1 EFFIZIENZSTRATEGIE DER DEZENTRALEN ENERGIEVERSORGUNG ............... 149 7.3.2 MOEGLICHE DECKUNGSGRADE DER DEZENTRALEN ENERGIEVERSORGUNG ......................... 150 7.4 ERZEUGUNGSEFFIZIENZ DURCH VERNETZUNG VON REGIONEN .............................. 153 7.5 EIGENERZEUGUNGSQUOTE UND DECKUNGSRATE IM VERTEILNETZ MIT PV ...................................................................................... 155 7.6 NACHHALTIGE ELEKTROMOBILITAET IM VERTEILUNGSNETZ .................................... 158 7.7 NACHHALTIGE VERSORGUNGSSTRATEGIE IM VERTEILUNGSNETZ .............................. 162 7.8 ZUKUNFT DEZENTRALER NETZDIENSTLEISTUNGEN ................................................ 165 7.9 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 167 LITERATUR .................................................................................................................... 167 XII INHALTSVERZEICHNIS 8 EFFIZIENZ DER GEBAEUDE UND HEIZUNGSBEDARF ....................................................... 169 8.1 WOHNGEBAEUDEBESTAND NACH EFFIZIENZKLASSEN ............................................. 169 8.2 ALLGEMEINER ENERGIEBEDARF DER GEBAEUDE ................................................... 172 8.3 HEIZENERGIEBEDARF ....................................................................................... 174 8.4 HEIZUNGSKOSTEN UND ELEKTRIZITAETSBEDARF ................................................... 175 8.4.1 MONOVALENTE UND BIVALENTE GASHEIZUNGEN MIT SOLARTHERMIE ................................................................................... 175 8.4.2 WAERMEPUMPEN: THEORIE UND BAUFORMEN .................................. 176 8.4.3 AUSLEGUNG VON WAERMEPUMPEN ZUR RAUMHEIZUNG ................... 181 8.5 WAERMEPUMPEN ZUR RAUMKUEHLUNG ............................................................. 183 8.6 DIREKT- UND SPEICHERHEIZUNGEN .................................................................. 184 8.7 ZUKUENFTIGE ANFORDERUNGEN AN SPEICHERHEIZUNGEN .................................. 186 8.8 EFFIZIENZPOTENZIALE UND WIRTSCHAFTLICHKEIT VON HEIZUNGSSYSTEMEN ....................................................................................... 190 8.8.1 JAHRESKOSTEN VON WAERMEPUMPENTYPEN IM VERGLEICH ....................................................................................... 190 8.8.2 ELEKTRISCHE DIREKT- UND SPEICHERHEIZUNGEN ................................ 191 8.8.3 ELEKTRIZITAETSBEDARF VON WAERMEPUMPEN UND DIREKTHEIZUNGEN ............................................................................ 192 8.9 EFFIZIENZPOTENZIALE BEI RAUMHEIZUNGEN BIS 2050 .................................... 193 8.10 ZUSAMMENFASSUNG ....................................................................................... 196 LITERATUR .................................................................................................................... 196 9 EFFIZIENZ DER MOBILITAET .............................................................................................. 199 9.1 KENNDATEN DES STRASSENVERKEHRS ................................................................... 199 9.2 BAUFORMEN VON ELEKTROFAHRZEUGEN ........................................................... 201 9.3 ENERGIEBEDARF VON FAHRZEUGEN ................................................................. 202 9.4 ENERGIEBEDARF UND REICHWEITE VON ELEKTROFAHRZEUGEN ........................... 207 9.5 VERGLEICH VON ELEKTRO- UND VERBRENNUNGSANTRIEB .................................... 210 9.6 NEUER EUROPAEISCHER FAHRZYKLUS UND WLTP-ZYKLUS ................................ 211 9.7 MOBILITAETSBEDARF IM STAEDTISCHEN UND LAENDLICHEN BEREICH ......................... 213 9.8 EFFIZIENZPOTENZIALE IM VERKEHRSSEKTOR ....................................................... 216 9.8.1 EFFIZIENZ DURCH TECHNOLOGIE ....................................................... 216 9.8.2 EFFIZIENZ DURCH ORGANISATION UND DIGITALISIERUNG ..................... 219 9.8.3 EFFIZIENZ DURCH NUTZERVERHALTEN ................................................. 221 9.9 ZUSAMMENFASSUNG ....................................................................................... 221 LITERATUR .................................................................................................................... 222 10 EFFIZIENZ DURCH SEKTORENKOPPLUNG ........................................................................ 225 10.1 SEKTORENKOPPLUNG ....................................................................................... 225 10.2 WAERMESEKTOR - POWER-TO-HEAT .................................................................... 227 10.3 GASSEKTOR - POWER-TO-GAS .......................................................................... 233 INHALTSVERZEICHNIS XIII 10.4 MOBILITAETSSEKTOR - POWER-TO-MOBILITY ....................................................... 234 10.5 POTENZIALE DER SEKTORENKOPPLUNG ............................................................. 237 10.6 ENERGIEWIRTSCHAFT DER SEKTORENKOPPLUNG ................................................... 239 10.7 ZUSAMMENFASSUNG ....................................................................................... 240 LITERATUR .................................................................................................................... 241 11 HANDKMGSOPTIONEN .................................................................................................... 243 11.1 HANDLUNGSOPTIONEN DER EFFIZIENZ VON GEBAEUDEN ...................................... 243 11.2 HANDLUNGSOPTIONEN EINER EFFIZIENTEN MOBILITAET ........................................ 244 11.3 HANDLUNGSOPTIONEN IN INDUSTRIE UND GEWERBE .......................................... 244 11.4 HANDLUNGSOPTIONEN IM HAUSHALT ................................................................ 244 11.5 HANDLUNGSOPTIONEN DER REGENERATIVEN ERZEUGUNG .................................... 245 11.5.1 WINDENERGIE .................................................................................. 245 11.5.2 PHOTOVOLTAIK .................................................................................. 245 11.5.3 WASSERKRAFT UND PUMPSPEICHER ................................................... 246 11.5.4 BIOMASSE ...................................................................................... 246 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