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unilogo Universität Stuttgart

Veröffentlichungen

Forschungsbericht Band 1

Zum Inhalt:

In dieser Arbeit wird das Entscheidungsunterstützungssystem KDS (Knowledge and dialogue oriented Decision support System) für Anwendungen in der Energiewirtschaft und Energiepolitik entwickelt und die zwei Bausteine des Systems vorgestellt: das Datenbanksystem DSYST und das Simulationsmodell SENSA. Die einzelnen Systemelemente sind über ein Netzwerk von Masken als Dialogkomponente miteinander verbunden. Das anwendungsorientierte energiewirtschaftliche DatenbankSYSTem DSYST besteht aus vier Komponenten: Datenbasis, Dateninformation, Datenanalyseverfahren und Datenausgabe, wobei die Speicherung der Daten in Texten, Vektoren oder Matrizen durchgeführt werden kann, so daß problemadäquate Lösungen angeboten werden können. Das Simulationsmodell zur Energie- und Stromverbrauchs-Abschätzung SENSA kann zur Berechnung des mittel- und langfristigen End- und Primärenergieverbrauchs eines Landes oder einer Region eingesetzt werden. Dabei wird zur Ermittlung des Energieverbrauchs ein Szenario-Ansatz verwendet, der es gestattet, den Primär- und Endenergieverbrauch getrennt nach Sektoren und Energieträgern zu bestimmen. Das Decision Support System KDS wurde unter anderem im Rahmen des Gutachtens „Möglichkeiten der Umstrukturierung der Energieversorgung in Baden-Württemberg unter besonderer Berücksichtigung der Stromversorgung" im Auftrag der Landesregierung von Baden-Württemberg mit Erfolg eingesetzt.

Forschungsbericht Band 2

Zum Inhalt:

Ziel dieses Forschungsberichtes ist es, systematische Bewertungshilfen bereitzustellen, um durch Kohlekraftwerke entstehende Umweltschäden in Entwicklungsländern abzuschätzen. Hierzu müssen von allen denkbaren von Kohlekraftwerken ausgehenden Umweltbelastungen jene ausgesucht werden, die ein hohes Gefährungspotential besitzen und bei deren Betrieb häufig auftreten. Darüber hinaus sollten aber Ausnahmefälle, bei denen bestimmte Faktorenkombinationen zu für Kohlekraftwerke untypischen Belastungssituationen führen, ebenfalls Berücksichtigung finden. Es besteht also das Problem, Bewertungshilfen zu finden, die sich durch ihre Allgemeingültigkeit und Anwendbarkeit in allen Entwicklungsländern, also in unterschiedlichsten Regionen auszeichnen und die trotzdem im einzelnen Anwendungsfall spezielle Bedingungen beachten. Die Arbeit wurde von Vertretern der Fachrichtungen Agrarbiologie, Biologie, Geographie, Maschinenbau, Medizin und Physik angefertigt.

Forschungsbericht Band 3

Zum Inhalt:

Die wachsende Komplexität der Kraftwerkssysteme, besonders bei Anlagen mit Kaft-Wärme-Kopplung, die zunehmende Verflechtung in der Energiewirtschaft beim Bezug elektrischer Energie und schwankende Brennstoffpreise sowie verschärfte Umweltauflagen machen die Kraftwerkseinsatzplanung unter Berücksichtigung der elektrischen Netze, der Fernwärme- und Prozeßdampfnetze zunehmend schwieriger. Es wurde ein Ansatz entwickelt, der auf Basis von Dampfmassenströmen und Leistungen ein Kraftwerkssystem abbildet. Die Tageseinsatzoptimierung erfolgt über die Auswertung eines linearen Gleichungssystems mit dem Simplex-Verfahren. Als wesentliche Ergebnisse der Einsatzoptimierung am Beispiel eines realen Kraftwerkssystems ergaben sich die Einsparungen an Brennstoffkosten, die Möglichkeit auch einzelne Kraftwerke optimal zu betreiben, die Erstellung einer Ausfallsimulation und die verbesserte Information des Lastverteilers über die eigenen Produktionskosten der Strom- und Wärmeerzeugung.

Forschungsbericht Band 4

Zum Inhalt:

Ziel dieses Vorhabens ist es, für die Region Hochrhein-Bodensee eine fundierte Daten- und Informationsbasis sowie ein Analyseinstrumentarium zu erarbeiten, das rationale und effiziente Entscheidungen über die Verringerung der Luftschadstoffbelastung, den Ausbau der Energieversorgung und über Maßnahmen zur Energieeinsparung in diesem Gebiet ermöglicht. Das Gesamtprojekt gliedert sich dabei folgendermaßen: - Ermittlung von Energiebedarf, Energieversorgung und Luftschadstoffemissionen im Jahr 1986 - Abschätzung einer möglichen zukünftigen Entwicklung von Energiebedarf, Energieversorgung und Luftschadstoffemissionen für das Jahr 2000 (Referenzfall) - Untersuchung von zusätzlich einsetzbaren Maßnahmen zur rationellen und umweltschonenden Energieverwendung - Identifizierung von Maßnahmen auf Gemeindeebene und Maßnahmenwirkungsanalyse (Gesamtszenario) Da die wichtigsten Ergebnisse der Analyse auf Gemeindebasis vorliegen, können den 99 Gemeinden der Region und den Landkreisen Konstanz, Lörrach und Waldshut wertvolle Handlungshinweise für ihre zukünftige Energiepolitik angeboten werden.

Forschungsbericht Band 5

Zum Inhalt:

Ziel dieses Vorhabens ist es, für die Region Neckar-Alb eine fundierte Daten- und Informationsbasis sowie ein Analyseinstrumentarium zu erarbeiten, das rationale und effiziente Entscheidungen über die Verringerung der Luftschadstoffbelastung, den Ausbau der Energieversorgung und über Maßnahmen zur Energieeinsparung in diesem Gebiet ermöglicht. Das Gesamtprojekt gliedert sich dabei folgendermaßen: - Ermittlung von Energiebedarf, Energieversorgung und Luftschadstoffemissionen im Jahr 1986 - Abschätzung einer möglichen zukünftigen Entwicklung von Energiebedarf, Energieversorgung und Luftschadstoffemissionen für das Jahr 2000 (Referenzfall) - Untersuchung von zusätzlich einsetzbaren Maßnahmen zur rationellen und umweltschonenden Energieverwendung - Identifizierung von Maßnahmen auf Gemeindeebene und Maßnahmenwirkungsanalyse (Gesamtszenario).

Forschungsbericht Band 6

Zum Inhalt:

National emission control policies cannot directly be transfered to other countries. Policy options, their cost-effectiveness and potentials differ in a broad range in different countries. Goals for air pollution control must account for the national pecularities. This report gives the results of a successful application of the optimization approach to analyse in a comparative way current emission control policies for Poland and the F.R.G. and presents some suggestions for future cost-effective control options for each country.

Forschungsbericht Band 7

Zum Inhalt:

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Abschätzung der Möglichkeiten, Grenzen und Kosten einer Stromgewinnung aus Windkraft und Photovoltaik am Beispiel eines Bundeslandes (Baden-Württemberg) der Bundesrepublik Deutschland. Für die beiden regenerativen Energieträger Wind und Sonne wird zunächst das meteorologische Angebot am Beispiel eines konkreten Jahres analysiert. Zur Aufzeigung der technischen Grenzen der Windkraft- bzw. Solarenergienutzung erfolgt eine detaillierte Ermittlung der jeweiligen technischen Potentiale auf Gemeindeebene. Für die Abschätzung der ökonomischen Belastungen, die mit einer Elektrizitätsgewinnung durch Windkonverter und Photovoltaikanlagen verbunden wären, werden die fixen und variablen Kosten der einzelnen Technologien sowie die jeweiligen Netzanbindungsaufwendungen untersucht. Dazu wird zunächst eine Bestandsaufnahme der gegenwärtigen Situation gemacht und anschließend auf die zukünftigen Entwicklungstendenzen eingegangen. Auf der Grundlage des meteorologischen Energieangebots in seiner räumlichen und zeitlichen Variationsbreite, der auf Gemeindebasis disaggregierten technischen Potentiale und den erwarteten Investitionen, Netzanbindungskosten und periodischen Aufwendungen wird für beide Energieträger je ein methodischer Ansatz entwickelt, der eine regionalisierte Ermittlung der Stromgewinnung und der damit verbundenen Belastungen ermöglicht. Mit den daraus entwickelten Modellen werden jeweils zwei Strategien einer Windkraft- und Solarenergienutzung am Beispiel Baden-Württembergs in hoher räumlicher und zeitlicher Disaggregierung untersucht.

Forschungsbericht Band 8

Zum Inhalt:

Kosten und Effektivität verschiedener Maßnahmen zur Reduzierung der SO2- und NOx-Emissionen an Feuerungsanlagen werden untersucht. Durch die Berechnung dieser Maßnahmen unter Berücksichtigung regionaler Aspekte werden optimale Maßnahmenbündel zur Emissionsreduktion identifiziert. Ein erster Schritt ist die Ermittlung der Ist-Situation der SO2- und NOx-Emissionen im Jahr 1985 aus Feuerungsanlagen in Baden-Württemberg. Daran schließt sich die Erstellung eines Szenarios auf der Basis des erwarteten Brennstoffeinsatzes an, das eine mögliche zukünftige Entwicklung der Emissionen unter Berücksichtigung der gegenwärtig bestehenden Umweltauflagen bis zum Jahr 2000 beschreibt. Anschließend werden Kosten und Auswirkungen von verfügbaren Maßnahmen zur Emissionsminderung ermittelt und verglichen. Aus diesen Ergebnissen erhält man Informationen über die notwendigen Maßnahmen und die Kosten, die aufgewendet werden müssen, um ein bestimmtes Emissionsniveau zu erreichen. Daraus können unter besonderer Berücksichtigung regionaler Gegebenheiten Empfehlungen für eine möglichst effiziente Politik zur Minderung der SO2- und NOx-Emissionen abgeleitet werden.

Forschungsbericht Band 9

Zum Inhalt:

Ausgangspunkt der Entwicklung von Kernheizwerken ist die Überlegung, die Kernenergie nicht nur wie bisher zur Erzeugung von Strom in großen Einheiten einzusetzen, sondern sie auch zur reinen Wärmeerzeugung zur Versorgung von Endabnehmern mit Raumwärme, Warmwasser und Niedertemperaturprozeßwärme über ein Fernwärmenetz zu verwenden. Die Wirtschaftlichkeit der Wärmeproduktion mit Kernheizwerken ist eine zentrale Fragestellung bezüglich ihrer Einsatzmöglichkeiten. Dabei zeigt sich, daß Kernheizwerke unter den getroffenen Annahmen wirtschaftlich mit bestehenden fossilen Wärmeerzeugern konkurrieren können. Die Ergebnisse der Analyse weisen Kernheizwerke als eine langfristig interessante und leistungsfähige Option für die Versorgung des NT-Wärmemarktes aus, deren Einsatz unter den zugrunde gelegten wirtschaftlichen Randbedingungen möglich ist und die einen Beitrag zur Umweltentlastung leisten könnte.

Forschungsbericht Band 10

Zum Inhalt:

Das neu entwickelte MESAP System (Microcomputer based Energy Sector Analysis and Planning) stellt grundlegende Instrumente für die Energieplanung sowie eine geeignete Softwarearchitektur für Erweiterungen und Adaptionen bereits bestehender Planungsinstrumente zur Verfügung. Die Basisversion beinhaltet Module für folgende Planungsaufgaben: Energiebilanzerstellung, Regressionsanalysen, Investitionsrechnungen, Analyse des Energiebedarfs, Entwurf von Versorgungsstrategien, Ausbauanalysen im Elektrizitätsbereich sowie ein Graphikpaket. Alle Module sind mit einer zentralen Datenbank verbunden. Ziel der Fallstudie ist es, zu untersuchen, ob und wie im Zusammenhang mit dem aus entwicklungspolitischer Sicht notwendigen Ausbau der Energieversorgung Nigerias der Verbrauch an Brennholz reduziert und der Waldbestand auf ein ökologisch vertretbares Maß aufgestockt, beziehungsweise auf einem akzeptablen Niveau erhalten werden kann.

Forschungsbericht Band 11

Zum Inhalt:

Es ist das Ziel der vorliegenden Studie, konkret für ein Bundesland der Bundesrepublik Deutschland die Potentiale und Kosten und damit die tatsächlich gegebenen Möglichkeiten und Grenzen einer Energiegewinnung aus erneuerbaren Quellen zu untersuchen. Dazu werden für alle bisher nicht großtechnisch genutzten regenerativen Energieträgeroptionen die technischen Potentiale örtlich hoch aufgelöst, d. h. für jede Gemeinde, bestimmt. Damit kann einem der typischen Kennzeichen der erneuerbaren Energieträger - der großen örtlichen Variationsbreite des Energieangebots - Rechnung getragen werden. Als weitere wesentliche Kenngröße werden die mit der Nutzung verbundenen Kosten analysiert und die spezifischen Energiegewinnungskosten nach dem gegenwärtigen Stand der Technik dargestellt. Ziel der Untersuchung ist es, einen Beitrag zur Versachlichung der energiewirtschaftlichen Diskussion um die Möglichkeiten und Grenzen der Nutzung erneuerbarer Energieträger zu leisten.

Forschungsbericht Band 12

Zum Inhalt:

Um die Klimaänderungen und ihre Konsequenzen auf ein tolerierbares Maß zu begrenzen, hat die Weltkonferenz „The Changing Atmosphere" von Toronto gefordert, die weltweiten CO2-Emissionen bis zum Jahr 2005 um 20% und bis zum Jahr 2050 um 50% gegenüber dem Niveau des Jahres 1987 zu reduzieren und im Jahr 1991 hat die zweite Weltklimakonferenz von Genf darauf hingewiesen, daß es notwendig wäre, die weltweiten CO2-Emissionen kontinuierlich um 1%/a zu reduzieren (entspricht 14% bis zum Jahr 2005 und 45% bis zum Jahr 2050), um bis zur Mitte des nächsten Jahrhunderts den Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration auf ein Niveau zu begrenzen, das 50% über dem der vorindustriellen Zeit liegt. In ähnlicher Weise sind auch die Freisetzungen der anderen Treibhausgase zu vermindern. Seither werden in der energiewirtschaftlichen Diskussion die Möglichkeiten einer Verminderung der CO2-Emissionen insbesondere bei der Strom- und Fernwärmeerzeugung sehr kontrovers diskutiert. Vor diesem Hintergrund ist es das Ziel des vorliegenden Gutachtens, am Beispiel Baden-Württembergs die Möglichkeiten einer Reduktion der CO2-Emissionen bei der Strom- und Fernwärmeerzeugung durch einen verstärkten Erdgaseinsatz unter Berücksichtigung der energiewirtschaftlichen und -politischen Rahmenbedingungen aufzuzeigen und das Minderungspotential sowie die Minderungskosten der Reduktionsmaßnahmen zu quantifizieren.

Forschungsbericht Band 13

Zum Inhalt:

Eine verantwortungsvolle Umweltpolitik muß ökologische und ökonomische Folgen von Entscheidungen auf dem Gebiet der Luftreinhaltung gleichermaßen berücksichtigen. Insbesondere kommt es darauf an, Umweltschutzziele effizient, also mit möglichst geringen Kosten zu erreichen. Die vorliegende Arbeit soll dazu Hinweise und Entscheidungshilfen geben. Im ersten Teil wird daher untersucht, wie effiziente Strategien zur Verminderung von Luftschadstoffen ermittelt werden können. Der hierfür entwickelte methodische Ansatz wird nicht nur theoretisch abgeleitet, sondern vielmehr anhand der Emissionsquellen in Baden-Württemberg an einem realen Beispiel erprobt. Dabei ist der Umstand hilfreich, daß am Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) der Universität Stuttgart auf Grund vorangegangener Forschungsarbeiten zahlreiche Daten über die Struktur der Emissionsquellen in Baden-Württemberg vorhanden sind. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wird untersucht, auf welche Weise der Staat erreichen kann, daß die als effizient erkannten Luftreinhaltemaßnahmen in der Praxis auch durchgeführt werden. Da marktwirtschaftliche Mechanismen bei der Allokation von volkswirtschaftlichen Ressourcen offenbar Vorteile gegenüber zentralen staatlichen Planungen aufweisen, stellt sich die Frage, ob nicht auch beim Umweltschutz marktwirtschaftliche Instrumente zur Verbesserung der Effizienz der Luftreinhaltung beitragen können. In dieser Arbeit wird daher die Eignung verschiedener umweltpolitischer Instrumente zur Durchsetzung einer effizienten Luftreinhaltung untersucht und bewertet. Dies wird wiederum nicht abstrakt, sondern anhand der realen Emissionsquellen in Baden-Württemberg durchgeführt.

Forschungsbericht Band 14

Zum Inhalt:

Ambient air concentration and deposition of pollutants is a complex non-linear function of emissions, meteorological conditions and other parameters. This is especially the case for photo-oxidants. For this reason simulation models of atmospheric transport and chemical transformation are needed for the calculation of concentrations and deposition. Such models have to provide a scientific base for inter-regional impact assessment and for regulatory purposes of national and international bodies. As air pollution and damages caused by air pollution are an international and transboundary problem, it is the task of international bodies like the Commission of the European Communities to handle the problem on an international level. The scope of this study is a preliminary examination of - tasks and opportunities for future model applications as support for eco-political decision-making; - the state of the art of atmospheric modelling in Europe including the availability, performance and appropriateness of models for eco-political decision-making in the EC; - the demand for research and the projects needed to establish as soon as possible an appropriate instrument for eco-political decision-making. The study focuses on the problems related to acidification and photo-oxidants pollution and covers the pollutants SO2, NOx VOC, CO, and NH3. Other air pollution problems like the emission and deposition of heavy metals or persistent organic compounds, or the release of radioactivity after nuclear accidents are not discussed in detail.

Forschungsbericht Band 15

Zum Inhalt:

Das vorliegende, als Wertanalyse-Projekt nach DIN 69910 durchgeführte Projekt hat das Ziel, für das betrachtete Unternehmen zu dauerhaften Lösungen im Bereich der Energieversorgung im Sinne der rationellen Energieanwendung zu gelangen, Einsparpotentiale zu identifizieren und diese auszuschöpfen. Unter rationellem Energieeinsatz wird hierbei die Minimierung des Einsatzes der volkswirtschaftlichen Ressourcen Kapital, Arbeit und Umwelt (inkl. Boden und Rohstoffe) verstanden. Das betrachtete Unternehmen beschäftigt mehrere Tausend Mitarbeiter, auf dem Werksgelände befinden sich 62 Gebäude. Der jährliche Strombedarf des Unternehmens liegt bei ca. 47 Mio. kWhel, er wird durch den regionalen Energieversorger gedeckt. Ein Heizwerk auf dem Werksgelände stellt durch die Verbrennung von Erdgas und Heizöl Wärme bereit. Die Wärmeverteilung erfolgt mit Hilfe eines Nahwärmenetzes, das Heißwasser als Wärmeträger nutzt. Der jährliche Wärmebedarf des Unternehmens liegt bei ca. 40 Mio. kWhHu. Der Standort ist gekennzeichnet durch eine aus den betrieblichen Anforderungen gewachsene Struktur der Energieversorgung und -anwendung, die aufgrund des Zusammenwirkens verschiedener Systeme zu suboptimalen Lösungen bezüglich Energieverbrauch, Wirtschaftlichkeit und Emissionen führt. Ziel des Projektes ist die Analyse von Konzepten und Maßnahmen, die über kurzfristige Anpassungen und technische Einzellösungen des Tagesgeschäfts hinaus grundlegende Möglichkeiten der rationellen Energieanwendung aufzeigen, ohne im Rahmen der Analyse identifizierte Einzellösungen zu vernachlässigen. Ein wesentlicher Schwerpunkt des Projektes liegt auf der Analyse des sanierungsbedürftigen Nahwärmenetzes.

Forschungsbericht Band 16

Zum Inhalt:

Thema der vorliegenden Arbeit ist die Analyse und Bewertung erneuerbarer Energien zur Stromerzeugung in Deutschland. Im einzelnen werden dazu die photovoltaische, die wind- und die laufwassertechnische Stromerzeugung sowie zusätzlich die Möglichkeiten einer Stromerzeugung aus Biomasse untersucht. Sämtliche Analysen werden auf der Basis konkreter meteorologischer und sonstiger Gegebenheiten der Bundesrepublik Deutschland durchgeführt. Da ein wesentliches Ziel der Arbeit die Analyse der Auswirkungen der örtlichen und zeitlichen Angebotsabhängigkeit ist, diese gleichzeitig bei der Windenergie und der solaren Einstrahlung am ausgeprägtesten ist, liegt der Schwerpunkt auf der Untersuchung dieser beiden Möglichkeiten. Zunächst wird das erneuerbare Energieangebot innerhalb Deutschlands analysiert. Anschließend wird für jede der betrachteten erneuerbaren Energien wie auch für die elektrische Last ein Modell zur Simulation der angebotsabhängigen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien bzw. des elektrischen Lastganges in kreisweiser (d. h. für jeden Stadt- und Landkreis in Deutschland) und stündlicher Auflösung entwickelt. Mit diesen Modellen werden im nächsten Arbeitsschritt die Auswirkungen der fluktuierenden und angebotsabhängigen Stromerzeugungscharakteristik (Ausgleichseffekte, Kapazitätseffekte, Überschußenergie) analysiert. Anschließend werden mit den entwickelten Simulationsmodellen die technischen Potentiale einer Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien sowie ihre regionale Verteilung bestimmt und diskutiert.

Forschungsbericht Band 17

Zum Inhalt:

Innerhalb dieser Arbeit wurde ein Instrument entwickelt, das es ermöglicht, SO2- und NOx-Emissionen aus stationären Feuerungsanlagen für größere Gebietseinheiten in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu berechnen. Die räumliche Auflösung liefert hierbei pro Katasterelement mit einem Quadratkilometer Grundfläche einen Emissionswert, die zeitliche Auflösung beträgt eine Stunde. Um diese hohe räumliche und zeitliche Auflösung zu erreichen wird innerhalb dieses Instrumentariums ein Ansatz verwendet, bei dem die einzelnen Schadstoff-Emittentengruppen in einer jeden Gemeinde jeweils getrennt betrachtet und untersucht werden. Ausgehend von einzelnen Anlagen (Industrie und öffentliche Kraftwerke) bzw. einzelnen Gebäudetypen (Haushalte) bzw. Kleinverbrauchergruppen innerhalb der Gemeinde werden die stündlichen Emissionen über den stündlichen Energieverbrauch berechnet und den Anlagenstandorten direkt zugeordnet. Falls die Standorte der einzelnen Schadstoffemittenten innerhalb einer Gemeinde nicht bekannt sind, werden die Emissionswerte über die Siedlungsfläche der einzelnen Gemeinde verteilt. Um die Anwendung des entwickelten Instrumentariums an Beispielen zu demonstrieren, wurden in die Arbeit die Ergebnisse von Emissionsberechnungen für vier einwöchige Perioden in den Jahren 1985 und 2000 für das Land Baden-Württemberg mit aufgenommen und diskutiert.

Forschungsbericht Band 18

Zum Inhalt:

Die Voraussetzungen, eine fundierte Energieplanung durchführen zu können, sind in Entwicklungsländern im allgemeinen sehr mangelhaft. So stellt zum Beispiel die in fast allen Entwicklungsländern dürftige Datenbasis ein Haupthindernis für die Energieplanung dar. Die notwendigen Daten für die Energieplanung sind nur mit einem enormen finanziellen und zeitlichen Aufwand zu beschaffen. Hinzu kommt, daß in vielen Entwicklungsländern eine große Heterogenität bezüglich des Entwicklungsniveaus, der Energieverfügbarkeit, der Einsatzmöglichkeiten regenerativer Energieträger, zwischen Stadt und Land, arm und reich existiert. Aus diesem Grund ist eine pragmatische Energieplanung erforderlich, die es erlaubt, mit einem vertretbaren Aufwand in kurzer Zeit zu belastbaren Ergebnissen zu kommen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde dazu die Methode der „Strukturmodule" entwickelt. Mit Hilfe dieser Methode wird ein Entwicklungsland in eine Reihe sogenannter Strukturmodule eingeteilt, die durch einen vergleichbaren spezifischen Energiebedarf, ähnliche klimatische, ökonomische und demographische Bedingungen sowie durch dieselben Energieversorgungsoptionen gekennzeichnet sind. Die Energieanalyse erfolgt durch Aggregation der Strukturmodule unter zusätzlicher Berücksichtigung der regionalen und interregionalen Aspekte. Diese neu entwickelte Methode wurde im Rahmen einer Fallstudie für die Analyse der Energiebedarfsentwicklung und der Perspektiven der regionalen Energieversorgung in Zaire angewendet.

Forschungsbericht Band 19

Zum Inhalt:

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung von Methoden zur Erstellung einer VOC-Emissionsdatenbasis und die Anwendung dieser Methode am Beispiel Baden-Württembergs. In dieser Datenbasis sollen Einzelkomponenten bzw. beliebige Schadstoffgruppierungen ausgewiesen werden, eine weitreichende Unterscheidung von Emissionsursachen im Hinblick auf gehandhabte Stoffe, Art der betriebenen Anlagen und beteiligte Wirtschaftszweige ermöglicht werden, und darüber hinaus für mehrtägige Episoden stündliche Emissionswerte in hoher räumlicher Auflösung liefern. Die Datenbasis soll vor allem als Grundlage für eine umfassende Analyse der Emissionssituation in Baden-Württemberg dienen, darüber hinaus die Entwicklung effizienter Minderungsstrategien ermöglichten sowie Voraussetzungen für die weitere Erforschung atmosphärischer Transport- und Umwandlungsprozesse schaffen.

Forschungsbericht Band 20

Zum Inhalt:

Ziel dieser Arbeit ist es, die Auswirkungen einer verstärkten Einbeziehung der Strombereitstellungsoptionen erneuerbare Energien und Blockheizkraftwerke in den Kraftwerksverbund zu identifieren, zu quantifizieren und zu bewerten. Darüber hinaus sind die hieraus resultierenden veränderten Anforderungen an die konventionellen Kraftwerke aufzuzeigen. Dabei sollen auch die Unterschiede zwischen den einzelnen Optionen dargestellt und verschiedene Kombinationen von diesen betrachtet werden. Hierzu erfolgt zunächst eine Analyse der Möglichkeiten und der Charakteristik der Stromerzeugung aus Windenergie und Solarstrahlung sowie durch BHKW. Die Einbeziehung eines derartigen zusätzlichen Stromangebots in den Kraftwerksverbund führt zunächst zu einer Reduzierung der von den konventionellen Kraftwerken zu deckenden Last. Die dann noch verbleibende Last ist in ihrer Charakteristik u. U. gegenüber der ursprünglichen Gesamtstromnachfrage verändert. Hiermit kommt es dann ggf. auch zu einer Beeinflussung der Revisionsgestaltung, der Reservevorhaltung und der Kraftwerksfahrweise. Die Bestimmung dieser Effekte erfordert eine zeitlich und örtlich hoch aufgelöste Vorgehensweise. Hierzu wurden verschiedene Simulations- und Analysemodelle entwickelt, die im einzelnen dargestellt werden. Diese Modelle werden am Beispiel eines Referenzkraftwerksparks mit einer entsprechenden Versorgungsaufgabe eingesetzt und die Unterschiede der verbleibenden Last, der Revisionsgestaltung und der Kraftwerksfahrweise zwischen einer Stromversorgung mit und ohne eine Einbeziehung erneuerbarer Energien und/oder einer Stromerzeugung durch BHKW anhand von Kenngrößen aufgezeigt.

Forschungsbericht Band 21

Zum Inhalt:

Die Entwicklung tragfähiger Lösungen bzw. Lösungsansätze erfordert einen ganzheitlichen Ansatz und eine umfassende Analyse aller aus heutiger Kenntnis denkbaren Handlungsmöglichkeiten im Sinne einer möglichst genauen Quantifizierung ihrer im Zeitablauf möglichen Beiträge zur Bewältigung des Klimaproblems, aber auch ihrer unerwünschten Nebeneffekte und Risiken. Vor diesem Hintergrund stellt die Studie „Emissionsminderung von energiebedingten klimarelevanten Spurengasen in der Bundesrepublik Deutschland und Baden-Württemberg" effiziente, integrierte Gesamtstrategien zur Minderung der Emissionen von klimarelevanten Spurengasen im Energiebereich für Deutschland und für Baden-Württemberg vor.

Forschungsbericht Band 22

Zum Inhalt:

Ziel dieser Untersuchung ist es, die Möglichkeiten und Probleme einer verstärkten Nutzung regenerativer Energien zur Bereitstellung elektrischer Energie aufzuzeigen. Neben der Ermittlung der Potentiale einer Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien steht die Analyse der Probleme und Möglichkeiten der Integration einer erneuerbaren Stromerzeugung in den Kraftwerkspark im Zentrum der Untersuchung. Erst eine derart systemare Analyse erlaubt es, die angebotsseitigen Besonderheiten einer Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen adäquat zu erfassen und ihre Möglichkeiten zur kostengünstigen und umweltverträglichen Deckung der Nachfrage nach elektrischer Energie und Leistung zu beurteilen. Als erneuerbare Energiequellen zur Stromerzeugung werden dabei neben der Wasserkraft die Stromerzeugung aus Windenergie und aus solarer Strahlung mittels photovoltaischen Wandlern betrachtet.

Forschungsbericht Band 23

Zum Inhalt

Die Sicherung einer preisgünstigen, umwelt- und sozialverträglichen Energieversorgung zählt zu den zentralen Aufgaben unserer Gesellschaft. Die Planung solcher Energiesysteme setzt die Verfügbarkeit einer Vielzahl von Informationen aus unterschiedlichen Bereichen voraus (Volkswirtschaft, Energiewirtschaft, Bevölkerung, Verkehr etc.)

Mit dem Energie-Informationssystem wurde ein Instrument geschaffen, das allen Beteiligten die benötigten Daten einfach und schnell zur Verfügung stellt. Durch die in der Software beinhalteten Möglichkeiten zur Weiterberechnung und statistischen Analyse können mit dem System ohne großen Zeitaufwand entscheidungsrelevante Aussagen erarbeitet werden. Die Übertragung von Daten zur Weiterverarbeitung in externe Systeme wird unterstützt
 

Forschungsbericht Band 24

Zum Inhalt

Effekte, deren Folgen nicht der Verursacher, sondern dritte Personen oder die Allgemeinheit zu tragen haben, werden als „extern" bezeichnet. Die Berücksichtigung dieser „externen Effekte" bei Entscheidungen setzt ihre Quantifizierung und Umrechnung in Geldwerte - externe Kosten - voraus. In dieser Arbeit wurden die externen Kosten von Strom- und Wärmerzeugungsystemen unter Berücksichtigung neuer methodischer Ansätze und der dem Stand des Wissens entsprechenden Wirkungsmodelle und Monetarisierungsansätze systematisch abgeschätzt.

Forschungsbericht Band 25

Zum Inhalt

Durch Luftverunreinigungen bedingte Probleme in Dritte-Welt-Ländern sowie die globale Herausforderung des Klimaschutzes erfordern Planungsinstrumentarien zur Verbesserung des Kenntnisstandes über Emissionen und zur Beurteilung von Emissionsminderungsstrategien, die den Besonderheiten von Entwicklungsländern Rechnung tragen. In dieser Arbeit wird CAREAIR, ein entsprechendes PC-gestütztes Informations- und Modellsystem für die Luftreinhalteplanung vorgestellt und dessen Einsatz anhand einer Fallstudie für Nigeria erläutert. CAREAIR ist eine Planungshilfe für Entwicklungsländer, die es gestattet, durch Heranziehen verschiedener Szenarien den ökologischen und ökonomischen Abwägungsprozeß zu gestalten

Forschungsbericht Band 26

Zum Inhalt

Mit dem OMNIUM-Verfahren ist es möglich, die Abwärmenutzung nicht-stationär, stationär und im Batch-Verfahren betriebener Anlagen zu optimieren. Darüber hinaus können Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit in die Optimierung einbezogen werden.
Das OMNIUM-Verfahren wurde in ein anwenderfreundliches PC-Programm umgesetzt, das neben der Generierung des erforderlichen Wärmetauscher-netzwerks auch die vollständige Dokumentation der Berechnungen übernimmt.

Forschungsbericht Band 27

Zum Inhalt:

Emissionsdaten in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung sind wichtige Eingangsdaten für atmosphärische Ausbreitungs- und chemische Umwandlungsmodelle, mit denen die Luftschadstoffbelastung in mesoskaligen Gebieten simuliert werden kann. In diesem Bericht werden am IER entwickelte Modelle zur Berechnung der Emissionen von Luftschadstoffen in der geforderten Auflösung vorgestellt. Mit Hilfe dieser Modelle werden die Emissionen an NOx, CO, SO2 und VOC, letzere in einer stofflichen Aufgliederung in ca. 30 Einzelsubstanzen oder Substanzgruppen, für ein Gebiet berechnet, das Baden-Württemberg und den Elsaß vollständig, südliche Teile von Rheinland-Pfalz und Hessen sowie nördliche Teile der Schweiz enthält. Der betrachtete Zeitraum umfaßt zwei Wochen im September 1992.

Forschungsbericht Band 28

Zum Inhalt

Die vorliegende Arbeit präsentiert einen methodischen Ansatz für Bewertung und Vergleich von Umweltstrategien bei der Energienutzung. Anhand des Fallbeispiels der Luftreinhaltepolitik in Deutschland wird die aktuelle Umweltpolitik ebenso wie andere Konzepte hinsichtlich ihrer technischen und ökonomischen Auswirkungen untersucht. Mit Hilfe eines prozeßanalytischen Modellansatzes werden Emissionsminderungs-maßnahmen im Systemzusammenhang evaluiert und kosteneffiziente Technikportfolios erstellt. Wesentliche Ergebnisse sind Energie- und Emissionsbilanzen, Kosten, Maßnahmenreihenfolgen, grenzkostenabhängige Emissionsminderung, Preiseffekte und Synergiegewinne

Forschungsbericht Band 29

Zum Inhalt

In der vorliegenden Arbeit wird ein auf der Gemischt-Ganzzahlig-Linearen Programmierung basierender systemtechnischer Ansatz vorgestellt, der den gesamten Planungsprozeß für Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen von der langfristigen über die mittelfristige bis zur kurzfristigen Einsatzplanung unterstützt. Die Brauchbarkeit des Modellansatzes sowie des auf dieser Basis entwickelten Programmsystems wird anhand verschiedener Anwendungsbeispiele sowohl aus Energieversorgungsunternehmen als auch aus Industriekraftwerken nachgewiesen

Forschungsbericht Band 30

Zum Inhalt:

The importance of consumption patterns is often mentioned in the current environmental debate. Therefore households' patterns of consumption and their impact on the environment in the field of energy and airborne emissions are analysed in an integrated approach. Both direct energy use of households and indirect energy use and emissions occuring during the production of the consumed goods and services are covered. Methodological questions are addressed and empirical results are given based on the use of household sample data and Input-Output data. By providing an overview of both the current state of behaviour-environment links and possible future developments in this field, the research supplies important empirical foundations for a successful environmental policy.