UBA-Studie sieht Kapazitätsmärkte zurzeit kritisch Der gegenwärtige Strommarkt als Energy-Only-Markt bildet einen geeigneten Rahmen für die Energiewende und gewährleistet eine sichere Stromversorgung. Das zeigt eine neue Studie für das Umweltbundesamt (UBA). Derzeit nicht notwendig ist dagegen die Einführung von Kapazitätsmärkten. Sie bergen ein großes Risiko für Ineffizienzen, unter anderem weil sie zu wenig Anreize für das Lastmanagement setzen. Damit der Strommarkt auch langfristig zuverlässig funktioniert und um Wind- und Solarstrom effizient zu nutzen, ist es aber wichtig, das Lastmanagement auszuweiten. „Der Umbau der Energieversorgung könnte zudem durch eine Strategische Reserve abgesichert werden. Diese könnte in absoluten Extremsituationen - etwa wenn bei extremer Kälte zugleich viele Kraftwerke ausfallen - sinnvoll sein. Sie wäre vergleichbar mit der strategischen Mineralöl-Reserve“, sagt UBA-Präsident Jochen Flasbarth. Diese ließe sich bei Bedarf mit einigen neuen Gasturbinenkraftwerken oder mit dem weiteren Betrieb einiger zur Stilllegung vorgesehener Gas- und Kohlekraftwerke sehr schnell aufbauen. Die Autoren der Studie, die vom Beratungsunternehmen Ecofys erstellt wurde, sehen die Einführung eines umfassenden Kapazitätsmarkts sehr kritisch. Bei diesem Ansatz wird neben dem bestehenden Strommarkt ein neuer Markt für Kraftwerkskapazitäten geschaffen, um die Erlöse für den Bau und Betrieb von Kraftwerken zu erhöhen. Auf dem gegenwärtigen Strommarkt, einem so genannten Energy-Only-Markt, wird den Kraftwerksbetreibern die bereitgestellte Energiemenge vergütet. Für die Vorhaltung von Erzeugungskapazitäten erfolgt hingegen keine direkte Entlohnung. Auf einem Kapazitätsmarkt würden Kraftwerksbetreiber - zusätzlich zum Strommarkt - Erlöse für die Bereitstellung einer gesicherten Leistung erhalten. Die Kosten des Kapazitätsmarktes würden an alle Verbraucher weitergegeben werden. Laut der Ecofys-Studie birgt dieser neue Markt für Kraftwerkskapazitäten große Risiken für Ineffizienzen und seine Einführung ist praktisch irreversibel. Auch könnte er die Integration der erneuerbaren Energien in das Stromerzeugungssystem mittel- und langfristig erschweren, da tendenziell geringere Anreize zur Nutzung von Lastmanagement - also der Anpassung der Stromnachfrage an das fluktuierende Stromangebot - gesetzt werden. Die Studie zeigt: Kapazitätsmärkte sind derzeit nicht nötig, weil der gegenwärtige Strommarkt als Energy-Only-Markt einen geeigneten Rahmen für die Energiewende darstellt und eine sichere Stromversorgung gewährleistet. Die Diskussion über zusätzliche Erlöse aus Kapazitätsmärkten kann dagegen die Investitionen in neue Kraftwerke verzögern. Damit der Strommarkt auch langfristig zuverlässig funktioniert und um Wind- und Solarstrom effizient zu nutzen, empfiehlt das UBA das Lastmanagement auszuweiten. Einerseits sollten mehr Stromverbraucher als bisher auf das schwankende Angebot flexibler reagieren und durch Preissignale bei Stromknappheit ihren Verbrauch senken können. Zurzeit können dies beispielsweise Unternehmen der Aluminium-, Stahl- und Zementproduktion oder Kühlhäuser. Andererseits verbilligen Einspeisespitzen durch Sonnen- und Windenergie den Strom und setzen so Anreize für Stromkunden, ihren Verbrauch in diese Zeiten zu verlagern. Der Umbau der Energieversorgung könnte zudem durch eine Strategische Reserve abgesichert werden. Sie wäre vergleichbar mit der strategischen Mineralöl-Reserve. Die Strategische Reserve weist im Vergleich zu Kapazitätsmärkten deutlich geringere Risiken auf. Sie ließe sich bei Bedarf mit einigen neuen Gasturbinenkraftwerken oder mit dem weiteren Betrieb einiger zur Stilllegung vorgesehener Gas- und Kohlekraftwerke sehr schnell aufbauen. Die Kraftwerke der Strategischen Reserve stehen ausschließlich als Absicherung für absolute Extremsituationen - etwa wenn bei extremer Kälte zugleich viele Kraftwerke ausfallen - zur Verfügung, würden jedoch nicht am Strommarkt teilnehmen. Deshalb bleibt der Strommarkt in seiner Effizienz unbeeinflusst und es können bessere Anreize für mehr Lastmanagement gesetzt werden als mit Kapazitätsmärkten. Dies ist wichtig für die Integration der erneuerbaren Energien. „Bei einer strategischen Reserveleistung von beispielsweise vier Gigawatt (GW) lägen die Gesamt-Kosten für das Bereithalten dieser Kraftwerksleistung zwischen 140 und 240 Mio. Euro jährlich. Auf die Endverbraucher kämen sehr moderate Kosten von unter 0,1 Cent pro Kilowattstunde zu“, so der UBA-Präsident Flasbarth. Die Strategische Reserve ist eine effiziente Lösung, die schnell Sicherheit schafft und - anders als Kapazitätsmärkte - alle Türen offen hält, um das Marktdesign optimal an neue zukünftige Anforderungen anpassen zu können. Die Strategische Reserve unterscheidet sich von den Reservekraftwerken der Bundesnetzagentur (BNetzA), die dazu dient, die zeitweise angespannte Situation in Süddeutschland, insbesondere in Bayern und Baden-Württemberg zu beherrschen. Diese resultiert nicht aus einem Mangel an Kraftwerken, sondern aus Engpässen im Übertragungsnetz, denn aktuell bestehen in Deutschland insgesamt genügend Kraftwerkskapazitäten. Diese Netz-Engpässe werden mittelfristig durch den im Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) vorgesehenen Netzausbau behoben. Bis dahin entlasten die auf Initiative der Bundesnetzagentur in Österreich und Süddeutschland vorgehaltenen Reservekraftwerke die Stromnetze. Dies ist bereits ein vergleichbarer Ansatz wie bei der Strategischen Reserve, jedoch für einen anderen Einsatzzweck - denn die Strategische Reserve wird vorrangig für eine langfristige Absicherung des Strommarktes vorgeschlagen. Die BNetzA-Kraftwerksreserve könnte zu einer Strategischen Reserve weiter entwickelt werden, die beides umfasst, mit der zum einen der Strommarkt langfristig abgesichert wird und zum anderen neue Reservekraftwerke gezielt in Süddeutschland errichtet werden, um bei Bedarf das Stromnetz zu entlasten. Energy-Only-Markt:Der gegenwärtige Strommarkt ist ein so genannter Energy-Only-Markt. Hier wird den Kraftwerksbetreibern nur die bereitgestellte Energiemenge (Stromproduktion) vergütet. Für die Vorhaltung von Erzeugungskapazitäten (Kraftwerken) erfolgt hingegen keine direkte Entlohnung. Auf einem Kapazitätsmarkt würden Kraftwerksbetreiber - zusätzlich zum Strommarkt - Erlöse für die Bereitstellung einer gesicherten Leistung (also der Vorhaltung von Erzeugungskapazitäten) erhalten.
Das Projekt "Erweiterung des Energiemoduls von RAINS durch Koppelung mit dem EFOM-Modell" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion durchgeführt. Das Umweltproblem 'Acidification durch Luftschadstoffe' wird mit dem IIASA-RAINS-Modell wissenschaftlich abgebildet durch Darstellung der Zusammenhaenge von Energieeinsatz, Emissionen, Immissionen und verschiedene Immissionseinwirkungsbereiche. Mit dem RAINS-Modell koennen Luftreinhaltungsstrategien ECE-weit analysiert werden - oekologisch und oekonomisch. Da die enegiemodellmaessige Fundierung nicht detailiert genug ist, wird durch eine Kopplung von RAINS mit dem Energiemodell EFOM eine notwendige Verbesserung erzielt.
Das Projekt "Versorgungssicherheit auf dem Weg zu 60% EE: eine akteursbezogene Analyse (VERA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IZES gGmbH durchgeführt. Der Schwerpunkt des Vorhabens liegt auf der Analyse der jeweiligen Akteure im Stromsystem und deren Beitrag zur Versorgungssicherheit in einer EE geprägten Erzeugung. Es wird der Frage nachgegangen, wo die jeweiligen Verantwortungsbereiche und deren jeweiligen Grenzen liegen sowie der Frage nach Maßnahmen, die einzelne Akteure ergreifen können, sollen oder müssen, um Versorgungssicherheit stetig sicherzustellen. Oder anders formuliert: Wie weit sind die einzelnen Akteure, die eine originäre (Teil-)Verantwortung zum Erhalt der Versorgungssicherheit haben, gerüstet, diese in einer von erneuerbaren Energien geprägten Erzeugungsstruktur wahrzunehmen? Welche Veränderungen innerhalb der Akteursstruktur, der Verantwortlichkeiten und nicht zuletzt der Rahmenbedingungen sind unter Umständen notwendig, um die Akteure zu veranlassen, stärker zur Versorgungssicherheit beizutragen, und welche Finanzierungsoptionen werden dadurch bereitgestellt. Für die Untersuchungen gilt es zunächst zu klären, wie Versorgungssicherheit in diesem Kontext zu definieren und Back-up von anderen Mechanismen abzugrenzen ist. Auf Grundlage dessen sowie politischer Ziele und technischer Randbedingungen von EE- und KWK-Anlagen wird die Versorgungssituation und -sicherheit bis zum Jahr 2035 abgeschätzt und möglicher Bedarf an Back-up diskutiert. Daran schließt sich eine Aufarbeitung und Bewertung bestehender Finanzierungsoptionen für Erzeugungskapazitäten, Lastmanagement und Speicher außerhalb der Energy-only-Märkte unter Herausarbeitung der relevanten Akteure und ihres Einflussvermögens auf die Versorgungssicherheit an. Daraus resultierend erfolgt eine Weiterentwicklung und Ergänzung des bestehenden Instrumentariums unter Beachtung der Wirkung auf die jeweiligen Akteure zur künftigen Sicherung der Versorgungsicherheit und einem von fluktuierend einspeisenden erneuerbaren Energien dominierten Umfeld.
Das Projekt "Abschätzung der Produktionspotenziale für den Anbau von Energiepflanzen zur Reduktion der CO2-Emissionen in Baden-Württemberg und deren ökologische und ökonomische Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden räumlich differenziert Flächenpotenziale und Umweltrisiken beim Anbau von Energiepflanzen ermittelt, da über die Wirkungen auf die Gewässer- und Bodengüte z.B. hinsichtlich CO2-Bindung, Bodenerosion oder Nitratauswaschung Wissensdefizite bestehen. Dies geschieht in fünf Arbeitspaketen: (1) Überblick über die Verwertungslinien und Kennzahlen von Energiepflanzen, (2) Abschätzung der Flächenpotenziale für Energiepflanzen in Baden-Württemberg, (3) Ökonomische Modellierung (mit EFEM) sowie Definition von Markt- und Förderszenarien, (4) Ökologische Analyse (mit EPIC im SLISYS-BW und Feldmessungen) der ökonomischen Modellierungsergebnisse, (5) Gesamtbewertung der Anbauszenarien und Veröffentlichung der Ergebnisse. Das Arbeitspaket 1 wurde bereits im ersten Projektjahr erfolgreich abgeschlossen. Im Arbeitspaket 2 wurde die Integration der neuen Daten in das Datenbanksystem abgeschlossen. Außerdem wurde die räumliche Verteilung der Energiepflanzen unter Berücksichtigung der ökologischen und ökonomischen Standorteignung vorgenommen sowie die LUSAC-Standorteinheiten für die ökologische Simulation generiert. Im Arbeitspaket 3 wurden Produktionsdaten im ökonomischen Modell EFEM aktualisiert und mehrjährige Energiepflanzen (Pappel, Weide. Miscanthus) integriert. Außerdem wurden die Modellszenarien definiert: (a) Optimierte Referenz für 2003, (b) Business as Usual für 2013, (c) Biomasseproduktion, (d) ökologische Biomasseproduktion. Im Arbeitspaket 4 haben 2008 die Klimagasmessungen auf den Referenzstandorten begonnen. Außerdem wurden die Standortdaten aus der SLY-SIS-BW Datenbank an das agraökologische EPIC-Modell übergeben, so dass für die landwirtschaftlichen Vergleichsgebiete erste Simulationen durchgeführt werden konnten. Im Rahmen von Arbeitspaket 5 wurde ein Expertenworkshop zur Definition der Modellszenarien veranstaltet und die Kooperation mit dem BWPLUS-Projekt NaWeNat (BWB 27003+27006) in mehreren Treffen gewährleistet. In den kommenden Arbeitsschritten werden die Modellszenarien ökonomisch berechnet und bewertet (AP 3), die Klimagasmessungen fortgeführt und als Prüfgrößen in die EPIC-Simulationen integriert sowie die Emissionen und Umweltwirkungen für die Modellszenarien berechnet und bewertet (AP 4) und der Wissenstransfer fortgeführt (AP 5).
Das Projekt "Teilvorhaben: Nutzer - Technik - Hülle: Einflussfaktoren auf das Betriebsverhalten von Gebäuden mit Beteiligung am IEA-EBC-Annex 71" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Passivhaus-Institut Feist durchgeführt. Ziel ist die Untersuchung der Separierbarkeit der Haupteinflussfaktoren (Gebäudehülle, Haustechnik und Nutzer) auf den Energieverbrauch von Gebäuden. Durch die Verallgemeinerung der Vorgehensweise soll so die Voraussetzung für eine gezielte Betriebsüberwachung sowie Betriebsoptimierung geschaffen werden. Dazu sollen detaillierte Monitoringuntersuchungen an realen Gebäuden vorgenommen und mit dynamischen Gebäudesimulationen verglichen werden. Für die Auswertung der im bewohnten Zustand gemessen Monitoringdaten ist eine detaillierte Analyse der Nutzereinflüsse notwendig, die unter anderem die internen Wärmequellen (IWQ) maßgeblich bestimmen. IWQs haben mit zunehmender Gebäudeeffizienz einen wachsenden Einfluss. Daher sollen hier auch die Ansatzwerte für IWQs speziell im Bereich hochenergieeffizienter Gebäude für Energiebilanzberechnungen überprüft werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Effizienz-Signatur-Methode mit Beteiligung am IEA-EBC-Annex 71" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Institutsteil Holzkirchen durchgeführt. Entwicklung und Validierung von Methoden zur Bestimmung des Energiebedarfs bewohnter Gebäude aus kurzzeitigen minimal-invasiven Messungen. Hierbei werden von den einzelnen Forschungspartnern unterschiedliche Methoden betrachtet. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in regelmäßigen Projekttreffen untereinander ausgetauscht. Als Grundlage der folgenden Validierung der Methoden dienen die Daten eines Monitoring-Vorhabens das sowohl von den Forschungspartnern gemeinsam zur Validierung als auch von dem Annex 71-Konsortium genutzt werden wird. Zusammen mit den Industriepartnern wird ein angepasstes funkbasiertes Messsystem entwickelt. Die 3 beteiligten Forschungspartner werden weitere Beiträge zum IEA EBC Annex 71 leisten. Im Fall des IBP wird dies vor allem die Erstellung eines qualitativ hochwertigen Messdatensatzes zur Validierung von Gebäudesimulationsprogrammen sein. AP 1: Auswahl der Gebäude und Aufbau des Monitorings; AP 2: Umsetzung, Konzeption und Erstellung Prototyp des funkbasierten Messsystems und Sensorentwicklung; AP 3: Datenauswertung durch Abgleich mit dynamischen Simulationen; AP 4: Auswertung der Messdaten bezüglich Inbetriebnahme und Betriebsüberwachung; AP 5: Weiterentwicklung und Validierung der EfSM; AP 6: EfSM-Toolentwicklung ; AP 7: Entwicklung optimierter Monitoringkonzepte; AP 8: Durchführung einer Messkampagne zur Erzeugung eines Datensatzes zur detaillierten Validierung von Gebäudesimulationsprogrammen (BES-Model Validation); AP 9: Austausch der Ergebnisse im Rahmen des geplanten IEA EBC Annex 71 'BUILDING ENERGY PERFORMANCE ASSESSMENT BASED ON OPTIMIZED IN-SITU MEASUREMENTS'; AP 10: Projektkoordination.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines kostengünstigen Basis-Monitoring-Ansatzes mit Beteiligung am IEA-EBC-Annex 71" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Rosenheim, Zentrum für Forschung, Entwicklung und Transfer durchgeführt. Entwicklung und Validierung von Methoden zur Bestimmung des Energiebedarfs bewohnter Gebäude aus kurzzeitigen minimal-invasiven Messungen. Hierbei werden von den einzelnen Forschungspartnern unterschiedliche Methoden betrachtet. Das Forschungsziel der Hochschule Rosenheim ist: Monitoring durch kostengünstige und einfache Monitoringsysteme möglichst schnell, einfach und wirtschaftlich zu gestalten. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in regelmäßigen Projekttreffen mit den Forschungspartnern ausgetauscht. Zur Validierung der Methoden dienen die Daten aus Monitoring-Vorhaben die sowohl von den Forschungspartnern gemeinsam zur Validierung als auch von dem Annex 71-Konsortium genutzt werden. Zusammen mit den Industriepartnern wird ein angepasstes funkbasiertes Messsystem entwickelt. Die 3 beteiligten Forschungspartner werden weitere Beiträge zum IEA EBC Annex 71 leisten.AP 1: Auswahl der Gebäude und Aufbau des Monitorings AP 2: Umsetzung, Konzeption und Erstellung Prototyp des funkbasierten Messsystems und Sensorentwicklung AP 3: Datenauswertung durch Abgleich mit dynamischen Simulationen AP 4: Auswertung der Messdaten bezüglich Inbetriebnahme und Betriebsüberwachung AP 5: Weiterentwicklung und Validierung der EfSM AP 6: EfSM-Toolentwicklung AP 7: Entwicklung optimierter Monitoringkonzepte AP 8: Durchführung einer Messkampagne zur Erzeugung eines Datensatzes zur detaillierten Validierung von Gebäudesimulationsprogrammen AP 9: Austausch der Ergebnisse im Rahmen des geplanten IEA EBC Annex 71 'BUILDING ENERGY PERFORMANCE ASSESSMENT BASED ON OPTIMIZED IN-SITU MEASUREMENTS' AP 10: Projektkoordination.
Das Projekt "Teilvorhaben: Funkbasiertes Sensor/ Monitoringsystem für Gebäude mit Integration in Standard-Gebäudeleitsysteme nach ISO 16484" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Thermokon-Sensortechnik GmbH durchgeführt. Entwicklung und Validierung von Methoden zur Bestimmung des Energiebedarfs bewohnter Gebäude aus kurzzeitigen minimal-invasiven Messungen. Hierbei werden von den einzelnen Forschungspartnern unterschiedliche Methoden betrachtet. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in regelmäßigen Projekttreffen untereinander ausgetauscht. Als Grundlage der folgenden Validierung der Methoden dienen die Daten eines Monitoring-Vorhabens das sowohl von den Forschungspartnern gemeinsam zur Validierung als auch von dem Annex 71-Konsortium genutzt werden wird. Zusammen mit den Industriepartnern wird ein angepasstes funkbasiertes Messsystem entwickelt. Die 3 beteiligten Forschungspartner werden weitere Beiträge zum IEA EBC Annex 71 leisten. Im Fall des IBP wird dies vor allem die Erstellung eines qualitativ hochwertigen Messdatensatzes zur Validierung von Gebäudesimulationsprogrammen sein.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von energieautarken Luftgüte- und Präsenzsensoren zur Bestimmung der Energieeffizienz von Gebäuden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EnOcean GmbH durchgeführt. Entwicklung und Validierung von Methoden zur Bestimmung des Energiebedarfs bewohnter Gebäude aus kurzzeitigen minimal-invasiven Messungen. Hierbei werden von den einzelnen Forschungspartnern Sensoren entwickelt und unterschiedliche Methoden betrachtet. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in regelmäßigen Projekttreffen untereinander ausgetauscht. Zur Validierung der Methoden dienen die Daten aus Monitoring-Vorhaben die sowohl von den Forschungspartnern gemeinsam als auch von dem Annex 71-Konsortium genutzt werden. Zusammen mit den Industriepartnern wird ein angepasstes funkbasiertes Messsystem entwickelt. Die 3 beteiligten Forschungspartner werden weitere Beiträge zum IEA EBC Annex 71 leisten. Im Fall des IBP wird dies vor allem die Erstellung eines qualitativ hochwertigen Messdatensatzes zur Validierung von Gebäudesimulationsprogrammen sein. AP 1: Auswahl der Gebäude und Aufbau des Monitorings (IBP, PHI, HSRo, SGA, ThK, EnO); AP 2: Umsetzung, Konzeption und Erstellung Prototyp des funkbasierten Messsystems und Sensorentwicklung (IBP, ThK, EnO, SGA); AP 3: Datenauswertung durch Abgleich mit dynamischen Simulationen (PHI); AP 4: Auswertung der Messdaten bezüglich Inbetriebnahme und Betriebsüberwachung (PHI); AP 5: Weiterentwicklung und Validierung der EfSM (IBP, SG); AP 6: EfSM-Toolentwicklung (IBP, SG); AP 7: Entwicklung optimierter Monitoringkonzepte (HsRo); AP 8: Durchführung einer Messkampagne zur Erzeugung eines Datensatzes zur detaillierten Validierung von Gebäudesimulationsprogrammen (BES-Model Validation) (IBP); AP 9: Austausch der Ergebnisse im Rahmen des geplanten IEA EBC Annex 71 'BUILDING ENERGY PERFORMANCE ASSESSMENT BASED ON OPTIMIZED IN-SITU MEASUREMENTS' (IBP, PHI, HsRo); AP 10: Projektkoordination (IBP, PHI, HsRo).
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