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Roadmap Gas für die Energiewende – Nachhaltiger Klimabeitrag des Gassektors

Die Umsetzung der Energie- und Klimaziele der Bundesregierung führen zu einem deutlichen Rückgang des Gasbedarfs. Damit stehen auch im Gasmarkt erhebliche Änderungen und infrastrukturelle Herausforderungen an. Nicht alle Gasverteilnetze werden wirtschaftlich fortbestehen können. Das Fernleitungsnetz wird zukünftig im ähnlichen Umfang wie heute benötigt. Änderungen sind vor allem bei der Auslastung und bei den Importrouten bei zunehmender Integration von strombasiert hergestelltem Methan und angestrebter Diversifizierung der Importländer zu erwarten. Die im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführte Studie analysiert Szenarien aus der Literatur und führt darauf aufbauend vereinfachte Modellberechnungen für den infrastrukturellen Bedarf und den damit verbundenen Kosten durch. Veröffentlicht in Climate Change | 12/2019.

Transformation der Gasinfrastruktur zum Klimaschutz

Die Umsetzung der Energie- und Klimaziele der Bundesregierung führen zu einem deutlichen Rückgang des Gasbedarfs. Eine resiliente Gasversorgung, Diversifizierung der Gasimporte und Unabhängigkeit der Energieversorgung stehen spätestens nach dem Beginn des russischen Angriffskriegs auf die Ukraine im Fokus der politischen Handlungen. Damit gehen im Gasmarkt und den Gasinfrastrukturen erhebliche Änderungen und Herausforderungen einher. Die Studie gibt einen Überblick zum Stand der nationalen und europäischen Infrastrukturplanungen sowie zu den erforderlichen Weichenstellung, in Abhängigkeit der Anwendung und Bereitstellung von Wasserstoff, für eine robuste Wasserstoffinfrastruktur. Gleichwohl ist mit einem Rückgang des Gasverbrauches zu rechnen, so dass auch die anderweite Umnutzung der Gasinfrastrukturen bspw. für Kohlendioxid oder zur Digitalisierung, im Vorhaben betrachtet wurde. Veröffentlicht in Climate Change | 09/2023.

Monopolkommission stellt Sondergutachten zur Wettbewerbssituation auf den Energiemärkten vor

Am 5. September 2013 legte die von der Bundesregierung beauftragte Monopolkommission ihr viertes Sondergutachten nach § 62 des Energiewirtschaftsgesetzes mit dem Titel "Energie 2013: Wettbewerb in Zeiten der Energiewende" vor. Die Analyse des deutschen Strom- und Gasmarktes beleuchtet Wettbewerbs- und Effizienzprobleme auf unterschiedlichen Märkten des Energiesektors und enthält zahlreiche Vorschläge zur effizienten Lösung bestehender Probleme. In einem Schwerpunkt befasst sich die Monopolkommission mit der Ausgestaltung der Energiewende. Die Monopolkommission schlägt unter anderem vor, die Förderung erneuerbarer Energien auf ein wettbewerbliches und technologieneutrales Quotenmodell nach schwedischem Vorbild umzustellen.

Markt für Erdgas, Niederdruck

The quantity of gas delivered in the ND network is estimated. Residential and half of commercial and of others are assumed to be ND. technologyComment of market for natural gas, low pressure (RoW): The quantity of gas delivered in the ND network is estimated. Residential and half of commercial and of others are assumed to be ND. technologyComment of natural gas pressure reduction from high to low pressure (RoW): No comment present

ETA-Fabrik

In einem Projekt an der TU Darmstadt wurde ein Ansatz für die flexible Automation thermischer Systeme innerhalb einer Testfabrik entwickelt. Über die Energiemanagementebene kann aktiv auf die technischen Prozesse Einfluss genommen werden. Eine prädiktive und adaptive Regelung thermischer Lasten, die Nutzung von Abwärme sowie die Speicherung thermischer Energie sind Bestandteil des Konzepts. Auch Flexibilitätsoptionen an den Strom- und Gasmärkten können durch das Managementsystem aktiv einbezogen werden. Das Gebäudeautomationssystem der Halle kann der Energieeffizienz Klasse A zugeordnet werden. Der COP der Wärmepumpe liegt meist zwischen 4 und 5. Durch Lastprognosen findet auch die Belegung der Halle ihre Berücksichtigung. In Simulationen konnte gezeigt werden, dass eine optimierte Regelung der Energiesysteme gegenüber einer konventionellen Regelung mehr als 20 % der Energiekosten einsparen kann. Grundsätzlich hängt dies jedoch stark vom Energiesystem und den zugrunde liegenden Lasten ab. Herausforderungen der Zukunft liegen in den objektorientierten Programmierungsansätzen, die den Aufwand für die Einbindung neuer Geräte in das Gesamtsystem vermindern.

Shell 2012 - Marktstudie 2012: Der Wert des Erdgases im deutschen Markt

Das Projekt "Shell 2012 - Marktstudie 2012: Der Wert des Erdgases im deutschen Markt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. Shell Energy Deutschland hat das Wuppertal Institut damit beauftragt, die Entwicklung des Wertes von Erdgas im deutschen Markt zwischen 2007 und 2012 zu untersuchen. Die Studie baut dabei auf früheren Analysen des Wuppertal Instituts seit 2005 auf. Die Neuauflage der Analyse schreibt die Ergebnisse fort und berücksichtigt aktuelle Entwicklungen und Trends. Zusätzlich zur Fortschreibung wurden weitere Einflussfaktoren und neue konkurrierende Energieträger, die inzwischen an Bedeutung gewonnen haben, näher analysiert.

Energy Policy and Structure in the People's Republic of China - Task 1: Current Available Energy Sources

Das Projekt "Energy Policy and Structure in the People's Republic of China - Task 1: Current Available Energy Sources" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälisches Institut für Wirtschaftsforschung e.V. RWI, Kompetenzbereich Umwelt und Ressourcen durchgeführt. In den letzten Jahren hat China's Energiesektor größere Änderungen erfahren. Der chinesische Binnenmarkt für Kohle hat bedeutsame Fortschritte in Richtung Marktwirtschaft gemacht. Es existiert nun Wettbewerb zwischen den großen Bergwerksgesellschaften. In vielen Bereichen besteht jedoch noch Reformbedarf, insbesondere bei der Weiterverarbeitung und im Transport. Der Elektrizitätssektor hat nur eine relativ beschränkte Liberalisierung erlebt. Die Stromindustrie wird von einer einzelnen staatlichen Gesellschaft dominiert. Die administrativ festgelegten Preise sind noch immer zu niedrig, auch, wenn sie in den letzten Jahren angestiegen sind. Insbesondere Quersubventionen im Endverbraucherpreis führen zu allokativen Ineffizienzen. Der Binnenmarkt für Öl und Ölprodukte hat mit vielerlei Problemen zu kämpfen, die im Widerwillen der Regierung begründet sind, die Kontrolle über diesen strategisch wichtigen Sektor aufzugeben. Die im Jahr 1998 eingeführten Regierungs- und Sektorreformen haben die staatlichen Interessen an der Ölindustrie eher verstärkt. Der Gasmarkt in China ist derzeit noch relativ klein gering, verspricht aber eine schnelle Entwicklung.

Teilprojekt 3: Kopplung der Gas- und Stromnetze

Das Projekt "Teilprojekt 3: Kopplung der Gas- und Stromnetze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen University, Fachgruppe Mathematik, Institut für Geometrie und Praktische Mathematik (IGPM) durchgeführt. Kernelement des Projektvorhabens ist die Kombination stochastischer Modellierung des Strom- und Gasmarktes unter Berücksichtigung ökonomischer Grundsätze mit der Modellierung und Optimierung der Strom und Gasnetze unter Berücksichtigung physikalischer Grundsätze. Dabei soll eine Kopplung der bisher separat betrachteten Modellebenen Markt und Netz erfolgen. Die Entwicklung der Modelle wird gegenseitig abgestimmt, um ein algorithmisch effizientes Gesamtmodell zu entwickeln. Hierbei sind aus mathematischer Sicht folgende Fragestellungen zu betrachten: Entwicklung von Modellen und Algorithmen zur Integration stochastischer Eingangsgrößen in die physikalischen Netzmodelle für Strom und Gas, Integration preissensitiver Nachfrage (smart-grids) und volatiler Erzeuger (erneuerbare Energien) in Strommarktmodelle für den Day-Ahead- und den Intraday-Markt, Methoden zur Kopplung und operativen Optimierung des Strom- und Gasnetzes unter Berücksichtigung unsicherer Eingangsgrößen.

Teil CO2 Capture und Derivate

Das Projekt "Teil CO2 Capture und Derivate" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt. Das Projektkonzept ist der Aufbau einer lokalen Wertschöpfungskette durch die Nutzung einer Power-to-Liquid-Syntheseroute zur DME- (Dimethylether) Produktion mittels einer 2-stufigen Synthese über Methanol als Zwischenprodukt und der langfristige Aufbau einer Exportinfrastruktur und -route nach Europa und Deutschland in einer annähernd vollintegrierten Power-to-X Anlage, bestehend aus CO2-Abscheidung- und Verflüssigung, Wasserstoffproduktion via Elektrolyse, Methanol- und DME-Synthese in einer der solarreichsten Gegenden der Welt, im Norden Chiles. Das Endprodukt DME lässt sich aus Methanol mithilfe von erneuerbaren Energien herstellen und kommt als direkter LPG-Ersatz und alternativer Treibstoff in Frage, um die Umweltverträglichkeit von z.B. Bergbau-Fahrzeugflotten zu verbessern. In dem Gesamtkonzept spielt die Wahl des Produktionsstandortes eine entscheidende Rolle, der neben einer enormen Verfügbarkeit von nutzbaren Flächen für Solarenergie, eine unmittelbare Nähe zu einer der weltweit größten Bergbauregionen der Welt und zu dem damit verbundenen Zulieferökosystem sowie andere Industriequellen wie Zementwerke, zu bestehenden Wasserentsalzungsanlagen mit verfügbaren Kapazitäten, ausgebauter Infrastruktur wie Schnellstraßen, Stromtrassen, Gasverteilungsnetzen sowie Bildungsinfrastrukturen bietet. Die Zielmärkte sind zum einen der lokale Gasmarkt, Transportsektor und der Bergbau, zum anderen die internationale und europäische Schifffahrt, sowie die deutsche Chemie- und Gasindustrie. Das wichtigste erwartete Ergebnis ist das Erreichen eines erfolgreichen Betriebsprozesses in der gesamten Produktionskette, von der Einspeisung von Solar- oder erneuerbarer Energie rund um die Uhr, der Produktion, Lagerung und Einspeisung von H2 in die Methanolproduktionsstufe und der anschließenden DME-Produktion, mit der gesamten damit verbundenen Kette der Lagerung und des Transports, wobei alle Elemente des Prozesses effektiv und effizient integriert werden.

Adaptive Consumers for Dynamic Cost Models

Das Projekt "Adaptive Consumers for Dynamic Cost Models" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von OFFIS e.V. - Oldenburger Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Informatik-Werkzeuge und -Systeme e.V. durchgeführt. Durch Liberalisierungen im Strom- und Gasmarkt und den zunehmenden Einsatz regenerativer Energiequellen wie beispielsweise Wind, Brennstoffzellen oder Photovoltaik vollzieht sich ein Strukturwandel in der Energieversorgung. Die hierbei zunehmende Dezentralisierung der Strom- und Wärmeerzeugung stellt neue Anforderungen an die Energieversorgung und das Energiemanagement. Die sich hier ergebenden Herausforderungen und Möglichkeiten auf der Seite der privaten Verbraucher, sowie kleinerer Einheiten, wie etwa Bürohäuser untersucht das Projekt Adaptive Verbraucher. Ziel des Projektes ist die modellbasierte Untersuchung, wie Stromverbraucher über dynamische Tarife so geregelt werden können, dass Schwankungen im Verbrauch reduziert werden und ggf. eine Anpassung an Schwankungen in der Einspeisung erfolgt. OFFIS entwickelt hierzu einen spezifischen, agenten-basierten Simulator und führt Messungen bei den Geräten konkreter Verbraucher durch. Darüber hinaus wird eine Akzeptanz-Studie bei privaten Verbrauchern durchgeführt. Das Projekt adressiert damit das Energiemanagement auf der Verbraucherseite, also das beispielsweise durch die Gebäudeautomation gestützte Energiemanagement privater Haushalte (kurz In-Haus Energiemanagement) und kleinerer lokaler Einheiten, wie etwa Bürogebäude.

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