Potentiale und Kosten
Buch, Deutsch, 370 Seiten, Paperback, Format (B × H): 193 mm x 242 mm, Gewicht: 759 g
ISBN: 978-3-540-56631-1
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Zielgruppe
Professional/practitioner
Autoren/Hrsg.
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1 Einleitung und Zielsetzung.- 1.1 Prinzipielle Vorgehensweise.- 1.2 Definition der wesentlichen Grundbegriffe.- 1.3 Darstellung des Untersuchungsgebietes.- 1.4 Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen.- 1.4.1 Struktur des Energieverbrauchs.- 1.4.2 Gegenwärtiges Energieträgerpreisniveaus.- 2 Solarthermische und photovoltaische Nutzung der Sonnenenergie.- 2.1 Solares Strahlungsangebot.- 2.1.1 Theoretische Grundlagen.- 2.1.2 Räumliche und zeitliche Variationsbreite.- 2.2 Technische Flächenpotentiale.- 2.2.1 Potentialbestimmung auf Gebäuden.- Verfügbare Dachflächen.- Restriktionen einer solartechnischen Nutzung.- Solartechnisch nutzbare Dachflächenpotentiale.- 2.2.2 Bestimmung der solartechnischen Freiflächenpotentiale.- Potentiell verfügbare Flächen.- Restriktionen einer solartechnischen Nutzung.- Solartechnisch nutzbare Freiflächenpotentiale.- 2.3 Solare Energieerzeugung.- 2.3.1 Thermische Niedertemperaturwärmegewinnung.- Theoretische Grundlagen.- Restriktionen einer solarthermischen Nutzung.- Technische Endenergiepotentiale.- Derzeitige Nutzung.- 2.3.2 Photovoltaische Stromerzeugung.- Theoretische Grundlagen.- Technische Erzeugungspotentiale.- Technische Endenergiepotentiale.- Derzeitige Nutzung.- 2.4 Kosten einer solaren Energieerzeugung.- 2.4.1 Solarthermische Wärmegewinnung.- Systemkosten.- Spezifische Energiebereitstellungskosten.- 2.4.2 Photovoltaische Stromerzeugung.- Systemkosten.- Spezifische Stromgestehungskosten.- 3 Nutzung der Windenergie.- 3.1 Windtechnisches Energieangebot.- 3.1.1 Charakteristische Eigenschaften des Windangebots.- 3.1.2 Windgeschwindigkeitsverteilung innerhalb Deutschlands.- 3.2 Windtechnisch nutzbare Flächenpotentiale.- 3.2.1 Vorgehensweise zur Flächenbestimmung.- 3.2.2 Flächenpotentiale gleicher mittlerer Windgeschwindigkeit.- 3.2.3 Potentialmindernde Kriterien und restriktive Parameter.- 3.2.4 Technisch nutzbare Flächenpotentiale.- 3.3 Stromerzeugung aus Windenergie.- 3.3.1 Theoretische und technische Grundlagen.- 3.3.2 Nutzungstechniken und korrespondierender Flächenbedarf.- 3.3.3 Technische Stromerzeugungspotentiale.- 3.3.4 Technische Endenergiepotentiale.- Ansatz I.- Ansatz II.- Ansatz III.- Ansatz IV.- Vergleich der Ansätze.- 3.3.5 Derzeitige Nutzung.- 3.4 Kosten der Windstromerzeugung.- 3.4.1 Systemkosten.- 3.4.2 Spezifische Stromgestehungskosten.- 4 Stromerzeugung aus Wasserkraft.- 4.1 Allgemeine Grundlagen.- 4.1.1 Energieangebot des Wassers.- 4.1.2 Technische Grundlagen.- Laufwasserkraftwerke.- Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke.- Nieder-, Mittel- und Hochdruckanlagen.- Turbinentypen.- 4.2 Potentiale einer Stromerzeugung.- 4.2.1 Grundlegende Definitionen.- Leistung und Arbeitsvermögen.- Potentialbegriffe.- 4.2.2 Technische Erzeugungspotentiale.- Technisches Erzeugungspotential in den alten Bundesländern.- Technisches Erzeugungspotential in den neuen Bundesländern.- Technische Endenergiepotentiale.- 4.2.3 Derzeitige Nutzung.- Regionale Nutzungsunterschiede.- Zukünftiger Ausbau der Wasserkraft.- 4.3 Kosten einer Stromerzeugung aus Wasserkraft.- 4.3.1 Systemkosten.- Investitionen.- Betriebs- und Unterhaltskosten.- 4.3.2 Spezifische Stromgestehungskosten.- 5 Energieträgerproduktion auf pflanzlicher Basis.- 5.1 Allgemeine Grundlagen.- 5.1.1 Begriffsdefinitionen und prinzipielle Möglichkeiten.- Biomasse als Festbrennstoff.- Flüssige Energieträger aus pflanzlichen Rohstoffen.- 5.1.2 Flächenpotentiale für einen Energiepflanzenanbau.- 5.2 Gewinnbares Energieträgeraufkommen.- 5.2.1 Feste Energieträger.- Getreideanbau zur Ganzpflanzennutzung.- Anbau von Schilf- und Grasgewächsen.- Anbau schnellwachsender Baumarten.- Vergleich des Biomasseaufkommens.- 5.2.2 Flüssige Energieträger.- Ölfruchtanbau zur Pflanzenölgewinnung.- Getreide- und Zuckerrübenanbau zur Alkoholerzeugung.- Vergleich des Energieträger- und Biomasseaufkommens.- 5.3 Technische Energiepotentiale.- 5.3.1 Feste Energieträger.- Getreideanbau zur Ganzpflanzennutzung.- Anbau von Schilf- und Grasgewächsen.- Anbau schnellwachsender Baumarten.- Vergleich der Energiepotentiale.- Derzeitige Nutzung.- 5.3.2 Flüssige Energieträger.- Ölfruchtanbau zur Pflanzenölgewinnung.- Getreide- und Zuckerrübenanbau zur Alkoholgewinnung.- Vergleich der Energiepotentiale.- Derzeitige Nutzung.- 5.4 Kosten einer energetischen Nutzung von Energiepflanzen.- 5.4.1 Energieträgerkosten fester Energieträger.- Getreideanbau zur Ganzpflanzennutzung.- Anbau von Schilf- und Grasgewächsen.- Anbau schnellwachsender Baumarten.- Vergleich der Energieträgerkosten.- 5.4.2 Nutzenergiebereitstellungskosten fester Energieträger.- Getreideanbau zur Ganzpflanzennutzung.- Anbau von Schilf- und Grasgewächsen.- Anbau schnellwachsender Baumarten.- Vergleich der Nutzenergiebereitstellungskosten.- Ölfruchtanbau zur Pflanzenölge-winnnung.- 5.4.3 Kosten flüssiger Energieträger.- Getreide- und Zuckerrübenanbau zur Alkoholgewinnung.- Vergleich der Energieträgerkosten.- 6 Energetische Nutzung forstwirtschaftlicher Reststoffe.- 6.1 Allgemeine Grundlagen.- 6.1.1 Anfall von organischen Reststoffen.- 6.1.2 Energetische Eigenschaften.- 6.1.3 Räumliche und zeitliche Variationsbreite.- 6.2 Technisch nutzbares Reststoffaufkommen.- 6.2.1 Prinzipielle Vorgehensweise.- Periodisch anfallende Reststoffe.- Durchforstungsrückstände.- Erntetechnisch bedingte Reststoffe.- 6.2.2 Abschätzung des gesamten Potentials.- 6.2.3 Restriktionen einer technischen Nutzung.- 6.2.4 Energetisch nutzbares Restholzaufkommen.- 6.3 Bestimmung der Energiepotentiale.- 6.3.1 Methodische Vorgehensweise.- 6.3.2 Technische Energiepotentiale.- 6.3.3 Derzeitige Nutzung.- 6.4 Kosten einer energetischen Nutzung.- 6.4.1 Energieträgerkosten.- Ansatz I.- Ansatz II.- Ansatz III.- 6.4.2 Nutzenergiebereitstellungskosten.- 7 Ernterückstände der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion.- 7.1 Allgemeine Grundlagen.- 7.1.1 Eingrenzung des energetisch nutzbaren Reststoffaufkommens.- 7.1.2 Energetische Eigenschaften.- 7.1.3 Räumliche und zeitliche Variationsbreite.- 7.2 Technisch nutzbares Strohaufkommen.- 7.2.1 Prinzipielle Vorgehensweise.- 7.2.2 Darstellung des gesamten Strohaufkommens.- 7.2.3 Restriktionen einer energetischen Nutzung.- 7.2.4 Energetisch nutzbares Strohaufkommen.- 7.3 Bestimmung der Energiepotentiale.- 7.3.1 Methodische Vorgehensweise.- 7.3.2 Technische Energiepotentiale.- 7.3.3 Derzeitige Nutzung.- 7.4 Kosten einer energetischen Nutzung.- 7.4.1 Energieträgerkosten.- Ansatz I.- Ansatz II.- Ansatz III.- 7.4.2 Nutzeneigiebereitstellungskosten.- 8 Energetische Nutzung von Reststoffen der Tierhaltung.- 8.1 Allgemeine Grundlagen.- 8.1.1 Zusammensetzung und Eigenschaften von Biogas.- 8.1.2 Biochemische Umsetzung der Biomasse.- 8.1.3 Einflußfaktoren auf das Gasaufkommen.- 8.1.4 Ausgangsstoffe für die Biogaserzeugung.- 8.1.5 Nutztierbestand in Deutschland.- 8.2 Substrataufkommen und korrespondierender Energieinhalt.- 8.2.1 Vorgehensweise zur Bestimmung des Substrataufkommens.- 8.2.2 Aufkommen an organischer Masse.- 8.2.3 Vorgehensweise zur Bestimmung des theoretischen Gaspotentials.- 8.2.4 Theoretisches Biogasaufkommen.- 8.3 Technische Energiepotentiale.- 8.3.1 Verfahrenstechnische Umsetzung des Substrats.- 8.3.2 Restriktionen einer technischen Nutzung.- 8.3.3 Technische Energiepotentiale.- 8.3.4 Derzeitige Nutzung.- 8.4 Kosten einer Biogaserzeugung.- 8.4.1 Biogasgestehungskosten.- Kleinstanlagen.- Kleinanlagen.- Mittlere Anlagen.- Großanlagen.- Vergleich der Biogasgestehungskosten.- 8.4.2 Nutzenergiebereitstellungskosten.- Wärmebereitstellungskosten.- Stromgestehungskosten.- Kraft-Wärme-Kopplung.- 9 Organische Reststoffe aus Haushalten, Industrie, Gewerbe und kommunalen Einrichtungen.- 9.1 Allgemeine Grundlagen.- 9.1.1 Systematik und Abgrenzung.- 9.1.2 Energetische Eigenschaften.- 9.1.3 Räumliche und zeitliche Variationsbreite.- 9.2 Technisch nutzbares Aufkommen.- 9.2.1 Vorgehensweise zur Potentialbestimmung.- Feststoffaufkommen.- Abwasseraufkommen.- 9.2.2 Restriktionen einer energetischen Nutzung.- 9.2.3 Energetisch nutzbares Reststoffaufkommen.- 9.3 Bestimmung der Energiepotentiale.- 9.3.1 Technische Nutzungsmöglichkeiten.- Deponiegas.- Anaerober Abbau organischer Stoffe.- Klärgas.- 9.3.2 Methodische Vorgehensweise.- Gas- und Brennstoffenergiepotentiale.- Deponiegasenergiepotentiale.- 9.3.3 Technische Energiepotentiale.- 9.3.4 Derzeitige Nutzung.- 9.4 Kosten einer energetischen Nutzung.- 9.4.1 Energieträgerkosten.- Deponiegas.- Klärgas.- Sonstiges Biogas.- Festbrennstoffe.- Vergleich.- 9.4.2 Strom- und Wärmegestehungskosten.- 10 Nutzung der Erdwärme.- 10.1 Allgemeine Grundlagen.- 10.1.1 Die Wärmequellen.- 10.1.2 Klassifikation der geothermischen Energiesysteme.- Untiefe geothemische Nutzung.- Hydrothermale Systeme mit niedriger Enthalpie.- Hydrothermale Systeme mit hoher Enthalpie.- Hot-Dry-Rock-Systeme.- Gegenüberstellung.- 10.1.3 Klassifikation der Nutzungsarten.- 10.2 Geothemische Energiepotentiale.- 10.2.1 Gesamte Vorratsbasis.- 10.2.2 Nutzungstechniken.- Energie des flachen Untergrunds.- Energie der warmwasserführenden Aquifere.- Energie des heißen Gesteins.- 10.2.3 Ressourcen und Reserven.- Energie der warmwasserführenden Aquifere.- Energie des flachen Untergrunds.- Energie des heißen Gesteins.- 10.2.4 Derzeitige Nutzung.- 10.3 Kosten einer geothemischen Energienutzung.- 10.3.1 Stromgestehungskosten.- 10.3.2 Wärmegestehungskosten.- 10.3.3 Beispiele.- 11 Zusammenfassender Vergleich.- 11.1 Potentiale und Energiebedarf.- 11.1.1 Energieangebot der Atmosphäre.- Photovoltaische Stromerzeugung.- Windtechnische Stromerzeugung.- Stromerzeugung aus Wasserkraft.- Vergleich der Stromerzeugungspotentiale.- Stromerzeugungspotentiale und Stromaufkommen.- Endenergiepotentiale und Endenergieverbrauch.- 11.1.2 Pflanzliche Energieträger.- Erzeugung fester Energieträger.- Erzeugung flüssiger Energieträger.- Vergleich der Energiepotentiale.- Energiepotentiale und Endenergieverbrauch.- 11.1.3 Regeneratives Reststoffangebot.- Forstwirtschaftliche Reststoffe.- Erntenickstände der Pflanzenproduktion.- Reststoffe der Tierhaltung.- Sonstige organische Reststoffe.- Vergleich der Energiepotentiale.- Energiepotentiale und Endenergieverbrauch.- 11.1.4 Sonstige Optionen.- Solare Niedertemperaturwärmegewinnung.- Nutzung der Eidwärme.- Energiepotentiale und Endenergieverbrauch.- 11.1.5 Gesamtpotentialvergleich.- Variante I.- Variante II.- Variante III.- Vergleich der Varianten.- 11.2 Regenerative Energiekosten und Energiepreisniveau.- 11.2.1 Energieangebot der Atmosphäre.- 11.2.2 Pflanzliche Energieträger.- 11.2.3 Regeneratives Reststoffangebot.- 11.2.4 Sonstige Optionen.- 11.3 Schlußfolgerungen.- Literatur.- Energieeinheiten.- Stichwortverzeichnis.
