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- 1 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft1, Modul “Organisation”EE2
Technische Universität DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergy EEEEconomics
EE2
Prof. Dr. Christian von Hirschhausen [email protected]
Energiewirtschaft 1
Grundlagen
Energiewirtschaft 1VL 1: Grundlagen
- 2 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
Organisation / Termine
1. Grundlagen
2. Ressourcen und Regulierung
3. Märkte, Unternehmensstrategien, Energiepolitik
Fachkern „Energiewirtschaft-BWL“Gliederung
- 3 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
Energieproblem (?)
Energie
Ressourcen
Umwelt/Energieeffizienz
Unternehmens-strategien
Märkte
NatürlichesMonopol
Technik
- 4 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
1.1 Definitionen
1.2 Einheiten
1.3 Energiebilanzen
1.4 Energiestatistiken
Agenda
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Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
Definitionen (1/6)
Energie ~ Fähigkeit, Arbeit zu verrichten (EnergieträgerEnergieträger sind physikalische Erscheinungsformen und Stoffe, aus denen oder nach deren Umwandlung Energie gewonnen werden kann. Man unterscheidet Primär- Sekundär- und Endenergieträger.
PrimärenergieträgerPrimärenergieträger sind die von der Natur in ihrer ursprünglichen, noch nicht vom Menschen behandelten Form angebotenen Energieträger. Ihr Energiegehalt wird als Primärenergie bezeichnet. Man unterteilt die Primärenergieträger in regenerative und nicht-regenerative Energieträger.
SekundärenergieträgerEnergieträger, die einem oder mehreren Verarbeitungs- oder Umwandlungsschritten (Trocknung, Entschwefelung, Stromerzeugung)entstammen.
EndenergieträgerAls Endenergieträger werden alle Energieträger verstanden, die vom Endverbraucher zur Deckung des Energiebedarfs eingesetzt werden.
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Definitionen (2/6)
Erneuerbare EnergieträgerRegenerative Energieträger erneuern sich ständig auf natürliche Weise.
Nicht-Regenerative Energieträger = Erschöpfliche EnergieträgerKohle, Öl, Erdgas, Uran
Fossile EnergieträgerKohle, Öl, Erdgas
WirkungsgradBei der Energieumwandlung kann ein Teil des ursprünglichen Energiegehalts nicht genutzt werden. Die Energie- oder Umwandlungsverluste sind zum Teil naturgesetzlich unvermeidbar, zum anderen Teil durch technische Mittel und/oder persönliches Verhalten vermeidbar. Momentanaufnahmen der Leistung, definiert als Quotient aus erzeugter Leistung zu eingesetzter Leistung bezeichnet man als Wirkungsgrad, in der Regel angegeben für die Ausgangsleistung (Nennleistung).
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Definitionen (3/6)
NutzungsgradDer Nutzungsgrad ist der Quotient aus der in einem bestimmten Zeitraum nutzbar abgegebenen Energie und der gesamten zugeführten Energie. Die betrachteten Zeiträume können Pausen, Leerlauf-, Anfahr-, und Abfahrzeiten mit einschließen. Deswegen ist der Nutzungsgrad im allgemeinen kleiner als der Wirkungsgrad. Während sich der Wirkungsgrad auf einen Zeitpunkt bezieht, gilt der Nutzungsgrad für einen Zeitraum. So spricht man z.B. in der Heiztechnik vom Jahresnutzungsgrad.
Exergie und AnergieExergie ist derjenige Teil der Energie, der sich theoretisch in einem reversiblen Vergleichsprozess vollständig in jede andere Energieform umwandeln lässt. Trotz gleicher Energieinhalte ist die Arbeitsfähigkeit verschiedener Energieformen sehr unterschiedlich. So lässt sich etwa elektrischer Strom vollständig in jede andere Energieform umwandeln, während thermische Energie bei der Umwandlung in mechanische und elektrische Energie immer dem Cournot-Wirkungsgrad unterworfen ist. Als Anergie bezeichnet an die Differenz zwischen Energie und Exergie. Anergie ist somit der nicht nutzbare Anteil der Energie.
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Definitionen (4/6)
NutzenergieAls Nutzenergie nur die Energie bezeichnet, die dem Verbraucher nach der letzten Umwandlung zur Deckung seiner Bedürfnisse zur Verfügung steht.
Energiebedarf1) Nachfrage nach Energie aufgrund des menschlichen Bedürfnisses, seine Umwelt im Sinne verbesserter Lebensbedingungen zu gestalten.
2) Als Energiebedarf bezeichnet man außerdem die zukünftig erwartete Energiemenge, die einen bestimmten Zweck mit Hilfe einer bestimmten Technologie während eines bestimmten Zeitraumes oder Vorgangs erfüllt.
Energieverbrauch1) Energieeinsatz: Einsatz von Energietechnik zur Deckung des Energiebedarfs
2) Der Energieverbrauch bezeichnet außerdem die in der Vergangenheit tatsächlich verbrauchte Menge an Energie.
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Definitionen (5/6)
Energiebilanz für ein SystemEine Energiebilanz stellt für ein System die eintretenden und austretenden Energieströme für einen bestimmten Zeitraum einander gegenüber. Gemäß dem Energieerhaltungssatz ist die Summe der zugeführten Energieströme eines Systems gleich der Summe der abgeführten Energieströme zuzüglich der Änderungen der im System gespeicherten Energie.
Energiebilanz (Statistik)Der statistische Nachweis von Aufkommen und Verwendung von Energieträgern innerhalb eines bestimmten Wirtschaftsraums für eine bestimmte Zeitspanne unter Berücksichtigung der beim Umwandeln, Umformen, und Fortleiten auftretenden Verluste sowie des Aufkommens von Energieträgern, die nicht energiewirtschaftlichen Zwecken dienen.
EnergiedienstleistungenEnergiedienstleistungen sind die aus dem Einsatz der Nutzenergie und anderer Produktionsfaktoren befriedigten Bedürfnisse bzw. erzeugten Güter: z.B. angenehm temperierte Räume, Informationen, Beförderungen …
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Definitionen (6/6)
RohstoffeAlle der unbelebten Natur entnommenen oder zu entnehmenden Stoffe, die chemisch oder bei Kernumwandlungen freisetzbare Energie enthalten. Zu den mineralischen Energiestoffen gehören entsprechend die fossilen festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffe sowie die Kernbrennstoffe.
RessourceBekannte und vermutete Vorkommen, die wirtschaftlich nutzbar (gewinnbar) sind oder für eine wirtschaftliche Nutzung (Gewinnung) in absehbarer Zukunft in Frage kommen.
ReserveBekannte Vorkommen, die wirtschaftlich nutzbar (gewinnbar) sind.
Statische ReichweiteVerhältnis von Reserven zu Verbrauch für einen bestimmten Energieträger für einen bestimmten Zeitpunkt. Es kann auch das Verhältnis von Reserven zu Förderung verwendet werden.
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Klassifizierung von Vorräten (McKelvey-Diagramm)nach McKelvey 1965
ReservenDerzeit wirtschaftlich gewinnbar
Technisch und wirtschaftlich nicht gewinnbar
spekulativHypothetisch
Wirtschaftlich zu künftigen Preisen gewinnbar
Unbekannte Gebiete
Bekannte Gebiete
wahrscheinlichSicher
Nicht identifizierte VorräteIdentifizierte Vorräte
Ungewissheitsgrad der Lagerstätte
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Förderung fossiler Rohstoffe 2002 nach Regionen
Daten: BP world energy report 2003
- 13 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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1.1 Definitionen
1.2 Einheiten
1.3 Energiebilanzen
1.4 Energiestatistiken
Agenda
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Einheiten(„Markteintrittsbarriere“ für nicht-Energieökonomen )
Quelle: Jahrbuch der Energiewirtschaft (2002), S. 884
10 A0 1. Um re ch n u n g vo n En e rgie e in h e ite n
Einheit kJ SKE (kg) RÖE (kg) kcal kWh BTU Therm
1 Kilojoule – 0,0000341 0,0000239 0,2388 0,0003 0,95 0,000011 SKE (kg) 29308 – 0,7 7000 8,14 27767 0,277671 RÖE (kg) 41868 1,429 – 10000 11,63 39667 0,396671 kcal 4,1868 0,000143 0,0001 – 0,001163 3,967 0,000039671 kWh 3600 0,123 0,0861 859,845 – 3411 0,034111 BTU 1,055 0,00003606 0,0000252 0,2521 0,000293 – 0,000011 Therm 105549 3,601 2,52 25210 29,32 100000 –
- 15 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Conversion Factors
Source: European Commission, EU Energy and Transport in Figures
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Potenzen
Quelle: Jahrbuch der Energiewirtschaft (2002), S. 885 Kurz- Vorsatz- Teile der Einheit
zeichen wort Zahl Wort
a Atto 10-18trillionstel
f Femto 10-15billiardstel
p Pico 10-12billionstel
n Nano 10-9milliardstel
µ Mikro 10-6millionstel
m Milli 10-3tausendstel
c Centi 10-2hundertstel
d Dezi 10-1zehntel
da Deka 101zehn
h Hekto 102hundert
k Kilo 103tausend
M Mega 106million
G Giga 109milliarde
T Tera 1012billion
P Peta 1015billiarde
E Exa 1018trillion
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Heizwerte und Umrechnungsfaktoren von Energieträger n
Quelle: Jahrbuch der Energiewirtschaft (2002), S. 885
Energieträger Mengen- Heizwert SKE- RÖE-einheit kJ Faktor* Faktor**
Steinkohlen*** kg 30 129 1,028 0 ,720 Steinkohlenbriketts kg 31 401 1,071 0 ,750 Steinkohlenkoks kg 28 650 0 ,978 0 ,684 Braunkohlen*** kg 9 097 0 ,310 0 ,217 Staub- und Trockenkohlen kg 22 044 0 ,752 0 ,527 Braunkohlenbriketts*** kg 19 596 0 ,669 0 ,468 Braunkohlenkoks*** kg 29 900 1,020 0 ,714 Hartbraunkohlen kg 14 820 0 ,506 0 ,354 Brenntorf kg 14 235 0 ,486 0 ,340 Brennholz (1 m3 = 0 ,7 t) kg 14 654 0 ,500 0 ,350 Kokereigas m3
15 994 0 ,546 0 ,382 Grubengas m3
15 994 0 ,546 0 ,382 Gichtgas m3
4 187 0 ,143 0 ,100 Erdgas m3
31 736 1,083 0 ,758 Erdölgas m3
40 300 1,375 0 ,963 Klärgas m3
15 994 0 ,546 0 ,382 Flüssiggas kg 46 051 1,571 1,100 Raffineriegas kg 46 884 1,600 1,120 Erdöl (roh) kg 42 733 1,458 1,021 Motorenbenzin, -benzol kg 43 543 1,486 1,040 Rohbenzin kg 44 000 1,501 1,051 Flugbenzin, leichter Flugturbinenkraftstoff kg 43 543 1,486 1,040 Schwerer Flugturbinenkraftstoff, Petroleum kg 43 000 1,467 1,027 Dieselkraftstoff kg 42 960 1,466 1,026 Heizöl, leicht kg 42 733 1,458 1,021 Heizöl, schwer kg 40 968 1,398 0 ,979 Petrolkoks kg 31 048 1,059 0 ,742 Rohbenzol kg 39 565 1,350 0 ,945 Rohteer kg 37 681 1,286 0 ,900 Pech kg 37 681 1,286 0 ,900 Andere Kohlenwertstoffe kg 38 520 1,314 0 ,920 Andere Mineralölprodukte kg 39 836 1,359 0 ,951
Elektrischer Strom: aus Wasserkraft, Wind kWh 3 600 0 ,123 0 ,086 aus Kernenergie kWh 10 909 0 ,372 0 ,261 aus Müll u.ä. kWh 9 142 0 ,312 0 ,218
* Steinkohleneinheit: 1 kg Steinkohle mit 29308 kJ (= 7000 kcal/ kg). ** Rohöleinheit: 1 kg mit 41868 kJ (= 10000 kcal/ kg). *** Durchschnittswert für die Gesamtfördermenge. Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen.
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1.1 Definitionen
1.2 Einheiten
1.3 Energiebilanzen
1.4 Energiestatistiken
Agenda
- 19 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Aufbau einer Energiebilanz
Quelle: Pfaffenberger (1993, S. 19)
- 20 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Energieflussbild
Quelle: Schiffer (2002, S. 26)
- 21 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Energy Balance EU 15, Germany and Francesource: http://europa.eu.int/comm/energy_transport/ etif/energy_balance/germany.html
- 22 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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1.1 Definitionen
1.2 Einheiten
1.3 Energiebilanzen
1.4 Energiestatistiken
Agenda
- 23 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
World Energy Consumption per Capita
Source: BP World Energy Report 2003
- 24 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
World Primary Energy Consumption
Source: BP World Energy Report 2003
- 25 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
Regional Consumption Patterns 2002
Source: BP World Energy Report 2003
- 26 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
A Closer Look at the EU 15
Source: European Commission, EU Energy and Transport in Figures
- 27 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
EU Gross Inland Energy Consumption by Country
Source: European Commission, EU Energy and Transport in Figures
- 28 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
EU Final Energy Consumption
Source: European Commission, EU Energy and Transport in Figures
- 29 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
…and by Country
Source: European Commission, EU Energy and Transport in Figures
- 30 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
EU Import Dependency
Source: European Commission, EU Energy and Transport in Figures
- 31 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
Prof. Dr. Christian von HirschhausenVL Energiewirtschaft, Modul “Organisation”EE2
Imports to the EU: Oil and Gas
Source: European Commission, EU Energy and Transport in Figures