Geleitwort | 5 |
Vorwort | 7 |
Inhaltsverzeichnis | 9 |
1. Der Primärenergiemarkt | 15 |
1.1 Energieformen | 15 |
1.1.1 Klassifizierung der Energieformen | 15 |
1.1.2 Maßeinheiten für Energie | 16 |
1.2 Struktur des Energieverbrauchs in Deutschland | 19 |
1.3 Herkunft u. Preisentwicklung der Primärenergieträger | 22 |
1.3.1 Herkunft und Grenzübergangspreise von Rohöl | 22 |
1.3.2 Herkunft und Grenzübergangspreise von Steinkohle | 26 |
1.3.3 Herkunft und Grenzübergangspreise von Erdgas | 29 |
1.3.4 Herkunft und Preise von Kernbrennstoff | 34 |
1.3.5 Vergleich der Preisentwicklung von Importenergien | 40 |
1.4 Entwicklung der Brennstoff-Verbraucherpreise | 42 |
1.4.1 Preise von Kraftwerkskohle | 42 |
1.4.2 Preise von Heizöl | 43 |
1.4.3 Preise von Erdgas | 45 |
1.5 Schlussfolgerungen | 46 |
1.5.1 Lehren aus der Vergangenheit | 46 |
1.5.2 Preisrelationen der Hauptenergieträger zum Rohöl | 46 |
1.5.3 Preisansätze bei Wirtschaftlichkeitsrechnungen | 48 |
Literaturverzeichnis | 48 |
2. Beschaffung leitungsgebundener Energien | 51 |
2.1 Strombeschaffung | 51 |
2.1.1 Merkmale eines liberalisierten Energiemarktes | 51 |
2.1.2 Strombörse, Funktionsweise und Produkte | 56 |
2.1.3 Netznutzungsentgelte | 62 |
2.1.4 Strombeschaffung mit Portfoliomanagement | 63 |
2.1.5 Strombezug mit Vollversorgungsvertrag | 65 |
2.1.6 Entwicklung der Strompreise | 69 |
2.2 Gasbeschaffung | 71 |
2.2.1 Gas-zu-Gas-Wettbewerb | 71 |
2.2.2 Gasbeschaffung im liberalisierten Markt | 72 |
2.2.3 Netzzugang und Netznutzungsentgelte | 73 |
2.2.4 Zugang zu Erdgasspeichern | 74 |
2.2.5 Gasbezug über Vollversorgungsverträge | 74 |
2.3 Beschaffung von Fernwärme | 78 |
Literaturverzeichnis | 78 |
3. Energierechtliche Rahmenbedingungen | 81 |
3.1 Definitionen und Überblick | 81 |
3.1.1 EU-Recht | 81 |
3.1.2 Deutsches Recht | 82 |
3.1.3 Internationale Abkommen | 83 |
3.2 Der deutsche energierechtliche Rahmen | 83 |
3.2.1 Energiewirtschaftsrecht | 83 |
3.2.2 Energiesteuergesetze | 88 |
3.2.3 Gesetze zur Kraft-Wärme- Kopplung | 94 |
3.2.4 Gesetze zur Förderung erneuerbarer Energien | 98 |
3.2.5 Konzessionsabgabenverordnung | 103 |
3.3 Klimaschutzrechtliche Rahmenbedingungen | 104 |
3.3.1 Klimaschutz und EU-Emissionshandel | 104 |
3.3.2 Umsetzung des Emissionshandels in Deutschland | 108 |
Literaturverzeichnis | 112 |
4. Investitionsrechnung in der Energiewirtschaft | 113 |
4.1 Finanzmathematische Grundlagen | 113 |
4.1.1 Der Zeitwert des Geldes, Aufzinsen, Abzinsen, Barwert | 113 |
4.1.2 Zinssatz und Inflation | 115 |
4.2 Zahlungsreihen | 122 |
4.2.1 Aufbau von Zahlungsreihen | 122 |
4.2.2 Anwendungsfälle und Beispiele | 126 |
4.3 Investitionsrechnungsmethoden | 130 |
4.3.1 Methodische Vorgehensweise | 130 |
4.3.2 Dynamische Verfahren | 131 |
4.3.3 Statische Verfahren | 142 |
4.4 Planerfolgsrechnungsmodelle | 145 |
4.5 Randbedingungen für Wirtschaftlichkeitsrechnungen | 146 |
4.5.1 Begriffsfestlegungen | 146 |
4.5.2 Kostenarten bei Energieprojekten | 147 |
4.5.3 Randbedingungen für Wirtschaftlichkeitsrechnungen | 149 |
Literaturverzeichnis | 151 |
5. Physikalisch-technisches Grundwissen | 153 |
5.1 Das internationale Einheitensystem | 153 |
5.1.1 SI-Einheiten | 153 |
5.1.2 Regeln für die Schreibweise von Größen und Einheiten | 156 |
5.1.3 Der richtige Umgang mit Einheiten in Formeln | 157 |
5.2 Basiswissen Thermodynamik | 158 |
5.2.1 Allgemeine Definitionen | 158 |
5.2.2 Thermodynamik der Gase und Gasgemische | 166 |
5.2.3 Wasserdampfthermodynamik | 172 |
5.2.4 Brennstoffe, Brennstoffkennwerte, Verbrennungsrechnung | 175 |
5.2.5 Kreisprozesse | 185 |
5.3 Basiswissen Elektrotechnik | 188 |
5.3.1 Stromarten und Stromkreise | 188 |
5.3.2 Drehstrommaschinen | 199 |
Literaturverzeichnis | 205 |
6. Energieumwandlung und Emissionen | 207 |
6.1 Energieumwandlungsanlagen | 207 |
6.1.1 Typen von Energieumwandlungsanlagen | 207 |
6.1.2 Kessel | 207 |
6.1.3 Arten von Feuerungen | 212 |
6.2 Luftverunreinigende Schadstoffemissionen | 214 |
6.2.1 Arten von Emissionen | 214 |
6.2.2 Emissionsgrenzwerte | 215 |
6.3 Emissionsminderungsmaßnahmen | 217 |
6.3.1 Primärmaßnahmen zur Emissionsreduzierung | 217 |
6.3.2 Sekundärmaßnahmen zur Emissionsminderung | 219 |
6.4 Kohlendioxidemissionen und Treibhauseffekt | 224 |
Literaturverzeichnis | 228 |
7. Kraftwerke, Technik und Kosten | 229 |
7.1 Begriffsdefinitionen und Kennzahlen | 229 |
7.1.1 Kraftwerkstypen | 229 |
7.1.2 Definition der verwendeten Kennzahlen und Begriffe | 230 |
7.2 Fossilthermische Kraftwerke | 232 |
7.2.1 Dampfkraftwerke | 232 |
7.2.2 Gasturbinenkraftwerke | 240 |
7.2.3 Gas- und Dampfturbinen- Kraftwerke | 244 |
7.2.4 Verbrennungsmotor-Kraftwerke | 245 |
7.2.5 Anschaffungs- u. Betriebskosten fossilthermischer Kraftwerke | 246 |
7.2.6 Stromgestehungskosten fossilthermischer Kraftwerke | 248 |
7.3 Kernkraftwerke | 256 |
7.3.1 Typen und Funktionsweise von Kernreaktoren | 256 |
7.3.2 Kernenergieausstieg oder Ausbau | 257 |
7.3.3 Der neue European Pressurized Reactor EPR | 259 |
7.3.4 Stilllegung von Kernenergieanlagen | 259 |
7.3.5 Stromgestehungskosten von Kernkraftwerken | 261 |
7.4 Solarthermische Kraftwerke | 263 |
7.4.1 Das Energieangebot der Sonne | 263 |
7.4.2 Kollektorsysteme für Solarthermische Kraftwerke | 264 |
7.4.3 Typen von solarthermischen Kraftwerken | 266 |
7.4.4 Investitionsausgaben und Stromgestehungskosten | 271 |
7.5 Wasserkraftwerke | 274 |
7.5.1 Physikalische Grundlagen | 274 |
7.5.2 Typen von Wasserkraftwerken | 275 |
7.5.3 Bauarten von Wasserturbinen | 277 |
7.5.4 Anlagenbestand, Stromerzeugung, Ausbauperspektiven | 278 |
7.5.5 Investitionsausgaben und Betriebskosten | 279 |
7.6 Windkraftanlagen | 280 |
7.6.1 Physikalische Grundlagen | 280 |
7.6.2 Anlagentechnik | 281 |
7.6.3 Ermittlung des Energieertrages | 285 |
7.6.4 Investitionsausgaben und Stromgestehungskosten | 289 |
7.6.5 Ausbauperspektiven der Windenergie | 293 |
Literaturverzeichnis | 296 |
8. Kraft-Wärme-Kopplung, Technik, Kostenaufteilung | 297 |
8.1 Thermodynamisch-technische Grundlagen | 297 |
8.1.1 Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung | 297 |
8.1.2 Bauarten von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen | 299 |
8.1.3 Aufbau und Fahrweise von Heizkraftwerken | 300 |
8.1.4 Anwendungsmöglichkeiten und Betreiber | 301 |
8.2 Heizkraftwerke | 302 |
8.2.1 Verbrennungsmotor-Blockheizkraftwerke | 302 |
8.2.2 Gasturbinen-Heizkraftwerke | 305 |
8.2.3 Dampfturbinen-Heizkraftwerke | 306 |
8.2.4 Gas- und Dampfturbinen- Heizkraftwerke | 309 |
8.2.5 Wärmeauskopplung aus Großkraftwerken | 310 |
8.3 Kennzahlen der gekoppelten Energieerzeugung | 311 |
8.3.1 Thermodynamisches Modell KWK- und Kond.-Anlagen | 311 |
8.3.2 Wirkungsgrad und Energienutzungsgrad | 312 |
8.3.3 Die Stromkennzahl | 314 |
8.3.4 Die Stromverlust-Kennziffer | 315 |
8.3.5 Äquivalente Kondensationsleistung | 316 |
8.3.6 Beziehungen zwischen den Kennzahlen | 317 |
8.3.7 Richtwerte für Kennzahlen von KWK-Anlagen | 319 |
8.3.8 Auflistung verwendeter Symbole bei den Kennzahlen | 325 |
8.4 Kostenaufteilungsverfahren | 326 |
8.4.1 Das Stromäquivalenzverfahren (Arbeitswertverfahren) | 326 |
8.4.2 Das Exergie- Verfahren | 331 |
8.4.3 Das kalorische Verfahren | 333 |
8.4.4 Das Restwertverfahren | 335 |
8.5 Wahl des Kostenaufteilungsverfahrens | 340 |
Literaturverzeichnis | 342 |
9. Energietransport und -verteilung | 343 |
9.1 Stromübertragung und -verteilung | 343 |
9.1.1 Technischer Aufbau der Stromnetze | 343 |
9.1.2 Systemkomponenten von elektrischen Netzen | 346 |
9.1.3 Das Deutsche und das Europäische Verbundnetz | 352 |
9.1.4 Netzbetrieb, Fahrpläne | Standardlastprofile | 355 |
9.1.5 Regel- und Ausgleichsenergie | 358 |
9.1.6 Netzzugang und Bestimmung der Netznutzungsentgelte | 362 |
9.2 Erdgastransport und -verteilung | 366 |
9.2.1 Technischer Aufbau von Erdgasnetzen | 366 |
9.2.2 Das deutsche und europäische Erdgas-Verbundnetz | 369 |
9.2.3 Auslegung und Betrieb von Erdgasnetzen | 371 |
9.2.4 Grundsätze für Netzzugang und Netznutzung | 376 |
9.2.5 Erschließungskosten für Erdgasnetze | 377 |
9.3 Fernwärmeverteilung | 379 |
9.3.1 Technischer Aufbau von Fernwärmenetzen | 379 |
9.3.2 Grundbegriffe der Fernwärmeversorgung | 381 |
9.3.3 Ausgewählte Merkmale der Fernwärmeversorgung | 382 |
9.3.4 Auslegung und Betrieb von Fernwärmenetzen | 382 |
9.3.5 Systemkomponenten von Fernwärmenetzen | 385 |
9.3.6 Erschließungskosten der Fernwärmenetze | 391 |
Literaturverzeichnis | 396 |
10. Abwicklung von Energieprojekten | 399 |
10.1 Phasen der Projektabwicklung | 399 |
10.1.1 Projektstart | 400 |
10.1.2 Planung und Vergabe | 402 |
10.1.3 Bau und Inbetriebnahme | 406 |
10.2 Betrieb der Anlage | 406 |
Literaturverzeichnis | 407 |
Abkürzungsverzeichnis | 409 |
Sachverzeichnis | 413 |