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Energiepolitische Rahmenbedingungen für die Entwicklung von den fossilen Brennstoffen zu den erneuerbaren Energien

Bachelorarbeit 2010 83 Seiten

Energiewissenschaften

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Zielsetzung und Fragestellung der Arbeit
1.2 Aufbau der Arbeit

2 Begriffsabgrenzung
2.1 Fossile / nicht regenerative Energien und Atomkraft
2.1.1 Erdöl
2.1.2 Erdgas
2.1.3 Kohle
2.1.4 Atomkraft
2.2 Erneuerbare / regenerative Energien
2.2.1 Windenergie
2.2.2 Sonnenenergie
2.2.3 Wasserenergie
2.2.4 Meeresenergie
2.2.5 Geothermie
2.2.6 Bioenergie

3 Allgemeine Grundlagen der Energiepolitik
3.1 Ziele der Energiepolitik
3.2 Rahmenbedingungen für den Einsatz von energiepolitischen Instrumenten
3.3 Instrumente der Energiepolitik
3.3.1 Monetäre Instrumente
3.3.1.1 Ausschreibungsmodelle
3.3.1.2 Einspeisevergütungen
3.3.1.3 Quotenmodelle ohne und mit Zertifikationshandel
3.3.1.4 Ökologische Finanzreformen
3.3.1.5 Förderung fossiler Energien mit verringerten Emissionen
3.3.1.6 Investitionskostenzuschüsse für Privathaushalte
3.3.1.7 Vergünstigte Darlehen für gewerbliche Investoren
3.3.1.8 Das Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) als Modell
3.3.2 Ordnungsrechtliche Instrumente
3.3.3 Flankierende Maßnahmen
3.3.4 Bewertung ausgewählter Förderinstrumente

4 Dominanz fossiler Energieträger am Beispiel von Erdöl
4.1 Globale Erdölreserven / Ressourcen und deren Verteilung
4.2 Gewinnungskosten sowie Preisbildung und- entwicklung des Erdöls
4.3 Abhängigkeit des Industriestaates Deutschland vom Erdöl
4.4 Zukünftige Entwicklung und Probleme der weltweiten Erdölförderung

5 Chance für erneuerbare Energien am Beispiel von Windenergie
5.1 Nutzung der Windenergie in Deutschland
5.2 Stromgestehungs-Kosten und Preisentwicklung für Windenergie
5.3 Zukünftige Entwicklung und Probleme der Windenergie-Nutzung

6 Europäische Energiepolitik im Rahmen der internationalen Klimapolitik
6.1 Internationale Klimapolitik
6.2 Europäische Energie-(Außen)politik
6.3 Anforderungen an die künftige Energiepolitik

7 Ökonomische Realität im Konflikt zu energiepolitischen Ambitionen

8 Fazit

Anhang

Literaturverzeichnis

Eidesstattliche Erklärung

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Funktionsweise eines Druckwasserreaktors

Abbildung 2: Bestandteile einer Windkraftanlage

Abbildung 3: Energiepolitisches Dreieck

Abbildung 4: Instrumente zur Förderung von erneuerbaren Energien am Beispiel von Ökostrom

Abbildung 5: Funktionsweise preisorientierter Fördermodelle

Abbildung 6: Funktionsweise mengenorientierter Fördermodelle

Abbildung 7: Dominierende Instrumente zur Förderung erneuerbarer Energien in der EU

Abbildung 8: Bewertung der Umsetzbarkeit von Förderinstrumenten

Abbildung 9: Regionale Verteilung des Gesamtpotenzials vom Erdöl 2007

Abbildung 10: Aufsuchungs- und Entwicklungskosten, Förderkosten und spezifische Gesamtgewinnungskosten von FRS-Gesellschaften

Abbildung 11: Rohöl-Weltmarktpreise in den Jahren 2008,2009,2010

Abbildung 12: Anteile an der Rohölversorgung Deutschlands in %

Abbildung 13: Übersicht und Prognose zur weltweiten Ölförderung

Abbildung 14: Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland

Abbildung 15: Installierte Leistung Windenergieanlagen Off- und Onshore

Abbildung 16: Höhe der Stromerzeugungskosten in Deutschland nach Energieträgern

Abbildung 17: Prognose des Primärenergieverbrauchs in Europa im Jahresvergleich 2007 und 2035

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Arten von Wasserkraftwerken

Tabelle 2: Ziele der Energiepolitik

Tabelle 3: Klassifizierung der preis- und mengenorientierten Fördermodelle

Tabelle 4: Darstellung von direkt- und indirekt wirkenden Instrumenten

Tabelle 5: Vergleich unterschiedlicher Bewertungen an Erdöl 2007

Tabelle 6: Spezifische Aufsuchungs- und Entwicklungskosten, sowie Gesamtgewinnungskosten für FRS-Gesellschaften

Tabelle 7:Stärken-Schwächen Analyse (SWOT) von Windkraftanlagen

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

1.1 Zielsetzung und Fragestellung der Arbeit

„Die Mehrkosten für erneuerbare Energien von heute sind gesicherte Energie, vermiedene Umweltschäden und niedrige Energiekosten von morgen.“[1] Nicht nur seitens der Wissenschaft, sondern auch der Politik werden die derzeit bestehenden Strukturen, gründend auf einer zentralistischen Energieversorgung mit fossilen Brennstoffen, angezweifelt. Deshalb erscheint es offensichtlich, dass in naher Zukunft fundamentale Veränderungen vorgenommen werden im Hinblick auf eine umweltbewusstere Handlungsweise.[2] Aus diesem Grund ist es unbedingt notwendig, die Energiepolitik so zu gestalten, dass im Rahmen des energiepolitischen Dreiecks neben der Gewährleistung der Umweltverträglichkeit auch noch die Versorgungssicherheit und Wettbewerbsfähigkeit aufrechterhalten bleiben. Es ist allerdings ungewiss, ob die Versorgungssicherheit langfristig garantiert werden kann, da manche fossile Energieträger (Erdöl, Erdgas, Kohle) in nur wenigen und zum Teil politisch unsicheren Regionen vorkommen. Darüber hinaus ist die Gewährleistung eines gemeinsamen Zugangs zu Rohstoffquellen für alle Wettbewerber eine politische Herausforderung. Um diesem und anderen Risiken entgegenzuwirken, versucht man den Anteil der erneuerbaren Energieträger am gesamten Primär-Energieverbrauch auszubauen. Die künftige Entwicklung der einzelnen erneuerbaren Energieträger hängt davon ab, ob ordnungspolitische und andere Maßnahmen es möglich machen, eine wettbewerbskonforme Marktdurchdringung zu erreichen. Aus Gründen des Klimaschutzes ist eine wirtschaftliche Förderung von erneuerbaren Energien zu empfehlen. Fraglich ist jedoch, inwieweit alle erneuerbaren Ressourcen eine ökonomisch tragfähige Energieversorgung künftig sicherstellen können.[3] Im Mittelpunkt der Analyse stehen folgende Forschungsfragen: Wie wird die bevorstehende Entwicklung ausgewählter fossiler Brennstoffe und erneuerbarer Energieträger aussehen?

Mithilfe welcher energiepolitischen Rahmenbedingungen, Instrumente und Maßnahmen ist diese Entwicklung zu steuern, um die vorgegebenen Ziele zu erreichen?

1.2 Aufbau der Arbeit

Bevor die aufgeworfenen Fragen beantwortet werden können, sind die einzelnen Energieträger erst einmal ihrer Art nach zu differenzieren. In den Blickpunkt rücken die fossilen Energieträger, wobei der Hinweis von Aufschluss ist, dass Uran zwar nicht dazu gehört, aber ebenso wenig ein regenerativer Energieträger ist, womit Uran unter den Energieträgern eine Sonderstellung einnimmt. Danach sind die erneuerbaren Energieträger zu beleuchten.

Um einen theoretischen Einblick in die Energiepolitik zu gewinnen, wird diese zu definieren sein, was eine Beschäftigung mit deren Zielen, Rahmenbedingungen, Instrumenten und Maßnahmen mit einschließt. Die Bewertung der ausgewählten Instrumente wird ebenfalls Gegenstand der Debatte sein.

Daraufhin ist die dominierende Rolle der fossilen Brennstoffe im Allgemeinen und des Erdöls im Besonderen zu erörtern. Abgesehen von der Darstellung der Kosten und Preise als auch der Nutzung des Erdöls in Deutschland, ist ein erstes Fazit in Hinblick auf Problematik und künftige Entwicklung zu ziehen. Es folgt die Windenergie, die wie das Erdöl nach ähnlichen Gesichtspunkten unter die Lupe zu nehmen sein wird. Anzumerken bleibt, dass aufgrund der mangelnden Detailrecherche in Bezug auf jede einzelne Energiequelle der Anspruch auf eine allumfassende Betrachtung entfallen muss. Dann ist die europäische Energiepolitik samt ihren Strategien, Zielen und Maßnahmen zu skizzieren und zwar nicht alleine im Rahmen der globalen Klimapolitik, sondern ebenso im Fokus des Kyoto-Protokolls.

Den Abschluss bildet eine kritische Betrachtung der Energieversorgung im Spannungsfeld von politischen Vorgaben und unternehmerischen Zielen.

2 Begriffsabgrenzung

2.1 Fossile / nicht regenerative Energien und Atomkraft

„Fossile Energieträger sind das Produkt von Ablagerungen organischen Pflanzenmaterials unter Überschichtung mit anorganischen Erdkrustenmaterialien.

Abhängig von der Ablagerungsgenese und der weiteren erdgeschichtlichen Umwandlung, die im Wesentlichen durch Bedingungen wie Temperatur und Druck geprägt wurden, entstanden Lagerstätten.“[4] Dahingegen ist die im Atomkraftwerk produzierte Energie nichtfossilen Ursprungs. Denn Uran, dessen heute bekannten und erfassten Vorkommen für mindestens 200 Jahre reichen[5], ist, was seine Entstehung anlangt, anderen Ursprungs. Doch ist dieser Energieträger auch nicht den erneuerbaren Energien zuzurechnen. Energie, gewonnen aus Uran, ist, wie eingangs zitiert, weder fossiler noch regenerativer Natur.

2.1.1 Erdöl

Wie beim Erdgas sind die Ölvorkommen vom Land und vom Wasser aus über Bohrplattformen erreichbar. Das Erdöl befindet sich bis zu 3000 Meter unter der Erdoberfläche. In der Lagerstätte entsteht Gebirgsdruck, der zusätzlich verstärkt wird durch dort enthaltene Kohlenwasserstoffe in Form von Gas. Mithilfe dieser Drücke wird das Öl an die Oberfläche getrieben. In den meisten Lagerstätten wird Öl nach diesem primären Prinzip (Primärförderung) zu Tage gefördert. Wenn der Druck in der Lagerstätte allerdings zu niedrig ist, muss man ihn erst erzeugen. Das geschieht durch künstliches Einpumpen von Wasserdampf oder Kohlendioxid. In diesem Fall spricht man von Sekundärförderung. Wenn Chemikalien noch dazu zu gegeben sind, um die Viskosität des Erdöls zu vermindern, spricht man von Tertiärförderung. Erdöl ist ein komplexes Gemisch diverser Kohlenwasserstoffe unterschiedlicher Molekülgröße. Sie sind entweder ketten- oder ringförmig strukturiert. Hier greift die Gesetzmäßigkeit, wonach der Verarbeitungsaufwand mit dem Anteil der längeren Ketten steigt, weil dadurch auch das Gewicht des Erdöls steigt. Leichte Rohöle sind auf dem Weltmarkt deshalb begehrt und entsprechend teurer. Beispiele für leichte Öle sind die Qualität Brent der Nordsee oder Arabian Light Spezifikation aus Saudi Arabien. Rohöl an sich bietet technisch gesehen nur geringe Einsatzmöglichkeiten, erst in der Raffinerie werden aus Rohöl verwendungsfähige Produkte hergestellt.[6] Erdöl wird überwiegend als Brenn- und Kraftstoff eingesetzt, aber auch in der chemischen Industrie findet Erdöl Eingang zur Herstellung von Kleidung, Farben, Lebensmitteln, Dünger, Plastik, Baustoffen, Medikamenten etc.[7]

2.1.2 Erdgas

Erdgas sowie Erdöl sind vor etwa zwei bis dreieinhalb Milliarden Jahren entstanden. Am einstigen Entstehungsprozess beteiligt waren winzige Meereslebewesen, die man als tierisches und pflanzliches Plankton bezeichnet. Als diese Mikroorganismen abstarben, lagerten sie sich auf dem Grund flacher Meere ab. Im Laufe der Zeit schoben Flüsse Sand und Gebröckel darüber, so dass keine Luft mehr an das abgestorbene Plankton gelangen konnte. Dadurch entwickelte sich so genannter Faulschlamm. Dieser Faulschlamm verwandelte sich allmählich in Erdöl- und Erdgasmuttergestein. Bakterien haben die dort eingeschlossenen und abgestorbenen Kleinstlebewesen zersetzt. Genauso wie bei der Kohle dringt das Muttergestein durch weitere Überlagerungen von Gesteinsmaterial in größere Tiefen vor, wo hohe Temperatur und Druck dazu führen, dass sowohl Erdöl als auch Erdgas aus dem Muttergestein hinaus gepresst werden und nach oben steigen bis sie schließlich auf eine undurchlässige Gesteinsschicht, das Speichergestein, stoßen. Hier sammeln sich das begehrte Öl und Gas.[8]

Genauso wie die Lagerstätten des Öls werden die des Erdgases sowohl Onshore als auch Offshore erschlossen. Große Lagerstätten befinden sich beispielsweise in Sibirien als auch in der Nordsee vor Norwegen. Eine weitere Parallele zwischen Erdöl und Erdgas besteht darin, dass sie aus den gleichen Teufen gefördert werden. Mithilfe von dem in den Lagerstätten herrschenden Druck steigt das Erdgas an die Oberfläche. Rohgas ist von unterschiedlicher Qualität und kann ähnlich wie Erdöl nicht unmittelbar vom Endverbraucher genutzt werden.[9] Man unterscheidet zwischen Naturgasen auf der einen Seite, dazu zählen Erdöl-, Gruben- und Klärgas, sowie verarbeiteten Gasen auf der anderen Seite, zu denen Raffinerie-, Flüssig-, Kokerei-, Hochofen- und Stadtgas gehören. Erdgas kommt jedoch die größte Bedeutung zu.[10]

2.1.3 Kohle

Die Qualität der Kohle ist abhängig von Alter und Lagerstätte. Den Unterschied machen die beiden großen Gruppen der Braun- und Steinkohle aus. Braunkohle ist, wie ihr Name schon sagt, braun, darüber hinaus jünger als Steinkohle und nur in wenigen Regionen der Welt zu finden wie beispielsweise in Deutschland, das über große Braunkohlevorkommen verfügt. In manchen Gebieten liegt die Braunkohle bis zu 150 m tief unter der Erde.[11] Die Beschaffenheit von Braunkohle kann je nach Herkunft und Flöz variieren. Braunkohle besteht zu etwa 55 % aus Wasser, 5 % aus Asche und 40 % aus Reinkohle. Die wasser- und aschefreie Rohkohle besteht zu ca. 60% aus Kohlen-, Wasser-, Stick- und Sauerstoff. Im Vergleich zu anderen fossilen Energieträgern hat Braunkohle einen geringeren Heizwert, weil sie viel Wasser enthält.[12] Abgebaut wird mit großem Baggergerät. Transportiert aus dem Tagebau wird sie größtenteils auf Bandstraßen und kommt auf direktem Wege in die Kraftwerke.[13]

Wie bereits erwähnt, ist Steinkohle entstehungsgeschichtlich älteren Datums. Es gibt verschiedene Sorten mit entsprechenden Eigenschaften. Der durchschnittliche Heizwert beträgt etwa das 2,5-fache von Braunkohle. Die Vorkommen der Steinkohle in den USA und Australien sind bezogen auf Größe und Flözdicke vergleichbar mit denen der deutschen Braunkohle. Die importiere Steinkohle hat auf dem europäischen Markt gegenüber der in Europa geförderten Steinkohle einen erheblichen Preisvorteil. Dadurch dass in Deutschland die Kohle bis zu 1700 m tief unter der Erdoberfläche liegt und die Flöze deshalb nur schwer zugänglich sind, ist ihr Abbau vergleichsweise kompliziert. Mithilfe hochentwickelter Mechanisierung jedoch konnten in Deutschland große Mengen gefördert und damit die Lohnkosten zur Deckung gebracht werden. Dennoch ist es ökonomisch günstiger, Steinkohle zu importieren als hierzulande abzubauen. Folge ist hoher politischer Druck auf den Steinkohlebergbau, was dazu führt, dass langfristig die Reduzierung der Fördermenge auf 16 Mio. Tonen pro Jahr angestrebt wird.[14]

2.1.4 Atomkraft

Durch Spaltung von Atomkernen und Beschuss mit Neuronen kann aus Kernkraft Strom erzeugt werden. Das radioaktive Schwermetall Uran, das aus uranhaltigem Erz gewonnen wird, dient als atomarer Brennstoff.[15]

„Natururan enthält zu 99,3 Prozent das Uranisotop 238, das nicht spaltbar ist, und zu 0,7 Prozent spaltbares Uran 235. Das Uran 235 wird physikalisch vom Uran 238 getrennt, zum Beispiel in schnell rotierenden Gaszentrifugen.“[16] Für die Herstellung von Brennelementen für Reaktoren müssen Uran 235 und Uran 238 wieder gemischt werden. Das Ergebnis ist angereichertes Uran, dessen Anteil an Uran 235 zwei bis vier Prozent beträgt. Erst danach wird eine Kettenreaktion von Kernspaltungen möglich. Uran 238 ist der wesentliche Bestandteil des Natururans und nicht spaltbar. Allerdings bildet es das Grundmaterial für die Herstellung von Plutonium, das selbst auch wieder spaltbar ist.[17]

Die Voraussetzung für die Spaltung von Atomkernen ist geschaffen. Aus der resultierenden Energie wird Strom produziert. Vergleichbar mit einem Kochtopf in der Küche wird im Atomkraftwerk durch die freiwerdende Spaltenergie Wasser aufgeheizt. Dabei entsteht heißer Dampf, der unter enormem Druck steht und an eine Turbine weitergeleitet wird, die sich darauf zu drehen beginnt und dadurch einen mit ihr verbundenen Generator beschleunigt. Im Generator fließt schließlich Strom, welcher über das Netz zu den Verbrauchern gelangt.[18] Den Prozess der Energieerzeugung eines Druckwasserreaktors schematisiert Abbildung 1.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 : Funktionsweise eines Druckwasserreaktors

Quelle: http://www.greenpeace.de/themen/atomkraft/atomkraftwerke/artikel/wie_funktioniert_

ein_akw/ansicht/bild/ (Stand: 07.09.2010)

2.2 Erneuerbare / regenerative Energien

„Regenerative Energien, auch erneuerbare Energien genannt“[19], sind Energiequellen, die in der Natur vorkommen und aus menschlicher Perspektive betrachtet unendlich sind.[20] Sonnenenergie ist die wichtigste der drei Hauptenergiequellen: Geothermie, Gezeitenkraft und solare Strahlung. Sie garantiert sowohl heute als auch in Zukunft die Bereitstellung der benötigten Nutzenergieformen.[21] Solarthermische Kraftwerke und Solarzellen erzeugen aus Sonnenlicht elektrischen Strom. Solarkollektoren sorgen für Wärme in Privathaushalten, beim Gewerbe und in der Industrie. Ebenso gewinnt man aus Wind und Wasser Strom. (Anzumerken ist, dass Kapitel 5. der Windenergie eine gesonderte Darstellung zukommen lässt)

Die aus dem Erdinneren kommende Geothermie wird genutzt für Beheizung und Erzeugung von Strom. Mithilfe der Verbrennung der Biomasse kann man diese in gasförmige oder flüssige Brennstoffe umwandeln.[22]

Wesentlich für den Ausbau der natürlichen Energien ist die Frage, inwieweit sich diese effizient vermarkten lassen, also die Frage nach deren Wirtschaftlichkeit.

Nachstehend sind die wichtigsten regenerativen Energiequellen im Einzelnen zu erläutern.

2.2.1 Windenergie

Die hierfür erforderliche Windenergieanlage wandelt die Strömungsenergie des Windes in elektrische Energie um. Ein Rotor bzw. Windrad wird von der zuströmenden Luft in Drehung versetzt.[23] Wenn der Wind beispielsweise eine Geschwindigkeit von 2 m/s erreicht, empfängt der Computer ein Signal, der die Anlage nach dem Wind ausrichtet. Der Wind übt nun Druck auf die Blätter aus und der Rotor setzt sich in Bewegung, da die Aerodynamik des Profils der Blätter sowohl Überdruck als auch Unterdruck erzeugt. Eine Antriebswelle verbindet den Rotor mit einem mehrstufigen Getriebe, um die Rotordrehzahl an die Drehzahl des Generators anzupassen. Vorausgesetzt die Drehzahl des Generators erreicht die für die Stromerzeugung benötigte Leistung, wird dieser auf Netzbetrieb geschaltet und der gewonnene Strom ins Energieversorgungs-Netz eingespeist. Abhängig vom Typ der Anlage kann eine entsprechende Nennleistung bei Windgeschwindigkeiten zwischen 11m/s und 15 m/s erreicht werden.[24]

In Abbildung 2 sind die Bestandteile einer Windkraftanlage detailliert aufgezeigt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Bestandteile einer Windkraftanlage

Quelle: http://asgnawi10.wikispaces.com/file/view/Windkraftanlage.gif/75243255/

Windkraftanlage.gif (Stand: 08.09.2010)

2.2.2 Sonnenenergie

Sonnenstrahlung kann auf unterschiedliche Weise genutzt werden. Beispielsweise solarthermische Kraftwerke können nur bei direkter Sonneneinstrahlung arbeiten, weshalb sie in sonnenreichen Gebieten gebaut werden. In weniger sonnenreichen Ländern können Solarkollektoren und photovoltaische Stromerzeugung die benötigte Wärme bereitstellen. Das Funktionsprinzip einer Solarzelle beruht auf dem photovoltaischen Effekt und sorgt für die Umwandlung von Licht in Strom.[25] Unterschiedliche Halbleitermaterialien werden zu einer Solarzelle zusammengefasst. Die Hauptfunktion der Halbleitermaterialien und deren Stoffe bestehen in der Zunahme ihres Isolationsvermögens bei tiefen Temperaturen während der Erzeugung von Elektrik, wenn Licht oder Wärme zugeführt werden. Eine Solarzelle besteht überwiegend aus Silizium. Das ist insofern vorteilhaft, als Silizium als zweithäufigstes Element in großen Mengen im Erdinneren verfügbar und seine Verarbeitung nicht umweltschädlich ist.[26] Die Photovoltaik-Zelle hat mindestens vier Schichten, wobei die positiv- bzw. negativleitenden Schichten (p-Schicht und n-Schicht) nur aus einem Halbleiter bestehen. Die Herstellung einer Solar- bzw. Photovoltaik-Zelle erfordert eine Dotierung des Halbleitermaterials. Der Typ des Dotierstoffes entscheidet über die Art und Größe der Leitfähigkeit des Halbleiters. In der Solarzelle eingebaute Halbleiter aus Metall ermöglichen das Abgreifen der gewonnen Spannung. Durch den endgültigen Endverbrauch schließt sich ein Stromkreis von selbst, wobei Gleichstrom fließt, der gemessen werden kann.[27] Abbildung 3 veranschaulicht vereinfacht die Funktionsweise einer Solarzelle:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Prinzip einer Solarzelle

Quelle: http://www.sotech.de/images/solarzelle.jpg (Stand: 08.09.2010)

2.2.3 Wasserenergie

Von allen Arten der erneuerbaren Energien ist die Ausbeutung der Wasserkraft die herkömmlichste Variante. Heutzutage dient sie primär der Erzeugung von Strom. Früher, bevor eine flächendeckende Elektrifizierung stattfand, war sie in vielen Regionen die einzige Möglichkeit, elektrische Energie zu gewinnen.[28] Im Vergleich zu einem Wärmekraftwerk ist der Aufbau eines Wasserkraftwerks, bestehend aus Wasserturbine und angekoppeltem Generator, vergleichsweise einfach. Durch die Öffnung eines Schiebers kann innerhalb weniger Minuten die Inbetriebnahme der Wasserturbine erfolgen. Aus diesem Grund kann ein Wasserkraftwerk schneller angefahren werden als ein Kondensationskraftwerk. Darüber hinaus erweisen sich die niedrigen Betriebskosten als vorteilhaft, da keine Brennstoffkosten entstehen.[29] Turbinen, die durch die kinetische Energie des Wassers angetrieben werden, führen einem Generator die mechanische Energie zu, der diese in Elektrizität umwandelt. Wenn Wasser nach unten fließt, entsteht durch das Gefälle Strömungsenergie.[30]

Wasserkraftwerke sind nach spezifischen Gesichtspunkten zu klassifizieren. Das Nutzgefälle oder auch die Fallhöhe, ist der Unterschied zwischen dem Wasserspiegel oberhalb der Turbine (Oberwasser) und dem Wasserspiegel unterhalb der Turbine (Unterwasser). Kraftwerke können beispielsweise nach dem Nutzgefälle eingeteilt werden (siehe Tabelle 1):

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Arten von Wasserkraftwerken

Quelle: http://www.buerchen.ch/edb/index.php?sel=7-2 (Stand: 08.09.2010)

2.2.4 Meeresenergie

Abgesehen vom Wellengang des Meeres, lässt sich Energie aus den Gezeiten gewinnen. Durch die Installation von Turbinen in Flussmündungen und Schleusen in Buchten wird den Gezeiten ihre Energie entzogen. Bei Ebbe oder Flut, wenn das Wasser auf einer der beiden Seiten der Sperre eine bestimmte Höhe erreicht hat, öffnen sich die Tore. Dabei fließt Wasser mit hohem Druck durch die Turbinen. Generatoren werden angetrieben und es entsteht Strom.[31]

Die Ausbeutung der Wellenenergie macht Anlagen erforderlich, bei denen Turbinen entweder auf dem Land, d. i. in der Nähe von Küsten, oder unmittelbar im Meer (Offshore) installiert werden. Der Seegang gewährleistet eine optimale Bündelung der Windenergie. Da Wasser dichter als Luft ist, sorgt die Gewinnung von Energie aus Wellengängen im Vergleich zu derjenigen aus Wind für wesentlich mehr Leistung. So erhält man bei Nutzung desselben Luftvolumens entsprechend weniger Strom. Daher kann eine vergleichsweise kleine Wellenturbine ebenso viel Energie erzeugen wie ein um Einiges größeres Windrad.[32]

2.2.5 Geothermie

Geothermie wird auch als Erdwärme bezeichnet. Das Innere der Erde ist ein Speicher an Energie, von der ein Großteil aus der Entstehungszeit unseres Planeten stammt. Heute wie auch damals entstehen rund drei Viertel der Energie durch Zerfall radioaktiver Stoffe. Erwähnenswert ist, dass diese Art von erneuerbarer Energie weltweit und ganzjährig uns ständig zur Verfügung steht.[33] Die maximale installierte Leistung eines geothermischen Heizwerkes erreicht Werte bis zu 20 MW. Rohrbündel, die man als Erdwärmesonden bezeichnet, gehen bis 4000 m tief in die Erde. Das innere Ende des Bohrlochs wird mit einem Stahlrohr ausgekleidet und verschlossenen. In der Mitte sitzt ein Förderrohr. Wenn kühles Wasser in den Ringraum der Bohrung hinunter gepumpt wird, erwärmt es sich an den Rohrwänden. Sobald das Wasser unten angekommen ist, wird es über das mittige Förderrohr an die Erdoberfläche zurück transportiert. Dort wird die aufgenommene Energie an den Wärmetauscher abgegeben und der Kreislauf geschlossen. Die Sonden erreichen dabei Leistungen von mehreren 100 KW.[34]

2.2.6 Bioenergie

Bioenergie ist der Oberbegriff für alle biologischen Arten von Energie. Die Basis sind entweder tierische oder pflanzliche Substanzen. Die Form der Energie kann flüssig, fest und gasförmig, direkt oder indirekt, aus organischen Primärenergieträgern entstehen.[35]

Biomasse zählt zu den wichtigsten erneuerbaren Energiequellen, da aufgrund von nur geringen Treibhausgas-Emissionen bei deren Gewinnung ihr Potenzial maximal genutzt werden kann.[36] Biomasse ist gemäß ihrer Herkunft nach Phytomasse (pflanzlichen Ursprungs) und Zoomasse (tierischen Ursprungs) zu differenzieren. Wenn Biomasse das Ziel der Strom-, Wärme- und Treibstofferzeugung verfolgt, sind des Weiteren nachwachsende Rohstoffe von organischen Abfällen zu unterscheiden. Bei nachwachsenden Rohstoffen handelt es sich um land- und forstwirtschaftliche Produkte, die nicht als Nahrung verwendet werden. Dies können rasch wachsende Bäume sein, Pflanzen mit hohem Trockenmasse-Ertrag, Ölfrüchte, Ackerfrüchte usw. Organische Abfälle fallen an bei Industrie, Land- und Forstwirtschaft, aber auch in Privathaushalten. Resthölzer, Tierkadaver, Klärschlamm oder organischer Hausmüll kommen in Frage.[37] In Biomasse-Heizkraftwerken wird neben Strom auch Wärme produziert, denn die dortige Technologie zur Stromerzeugung weist einen relativ niedrigen Wirkungsgrad auf. Deshalb ist eine ausschließliche Stromerzeugung nicht wirtschaftlich. Ökonomisch sinnvoll erweist sich eine Bindung an die Wärmeerzeugung, da Abwärme als Heizwärme genutzt werden kann. Bis heute wird in Biomasse-Heizkraftwerken der „Organic Rankine Cycle“ (ORC) über einen Thermo-Ölkreislauf in das Rauchgas eingekoppelt. Einerseits wird dadurch der ORC-Fluid thermisch nicht überbeansprucht, andererseits kann der Wärmetauscher im Rauchgasstrang ohne Druck betrieben werden. Die Wärme wird im Kondensator des ORC gekoppelt. Das ORC-Fluid gibt bei der Kondensation Wärme an das Heizwasser ab. Da eine Abkühlung des Rauchgases von Thermo-Öl auf nur 250 °C erfolgt, kann die restliche Energie zusätzlich auf das Heizwasser übertragen werden.[38] Zu den Biomasse-Kraftstoffen zählen:

Biodiesel

Aus Raps und Soja gewonnenes Öl wird in Biodiesel umgewandelt. Dies geschieht durch komplexe chemische Prozesse, wo man dem Pflanzenöl Methanol und Reagenzien sowie Kalium- oder Natriumhydroxid beigibt.[39]

Biogas

Durch Gärung der organischen Abfälle wie beispielsweise Pflanzen, Speisreste, Gülle entsteht Biogas. Unter Gärung versteht man einen Prozess unter Ausschluss von Sauerstoff, bei dem Kohlenhydrate in Energie umgewandelt werden.[40] „Bei der Gärung im Rahmen der Biogas-Produktion wird aus den Kohlenhydraten aus der Biomasse unter anderem ein an Methan reiches Gas, das letztlich als Biogas genutzt wird, wenn es von Stoffen wie Schwefelwasserstoff gereinigt worden ist.“[41] Erst nach der Reinigung kann eine Verwendung von Biogas als Treibstoff in Erdgasfahrzeugen stattfinden.[42]

3 Allgemeine Grundlagen der Energiepolitik

3.1 Ziele der Energiepolitik

Grundsätzlich ist die Energiepolitik der Industrieländer von drei Zielen geprägt:

- Versorgungssicherheit
- Wirtschaftlichkeit (niedrige Preise)
- Umweltverträglichkeit

Das entsprechende energiepolitische Dreieck gibt Abbildung 3 wieder:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Energiepolitisches Dreieck

Quelle: http://www.ffe.de/taetigkeitsfelder/energiebedarfsprognosen-struktur-und-marktanalysen/287 (Stand: 15.10.2010)

Wie in der Vergangenheit so ist auch noch heute das wichtigste Ziel die Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit . Im Wesentlichen wird dies gewährleistet durch staatliche Eingriffe in die Märkte für Elektrizität und Gas. Beispiele sind die Gründungen staatlich geschützter und regulierter Monopole, vor allem um in Krisenzeiten auf Einfuhren nicht angewiesen zu sein. Insbesondere nach der Ölkrise in den 1970er Jahren hat das Ziel, vom Import unabhängig zu sein, an Bedeutung enorm zugenommen.[43] Folge war die vorrangige Förderung nationaler Energievorkommen. So schaffen die nationalen Primärenergieträger der westlichen Industrieländer die Voraussetzung für eine solche Unabhängigkeit.

Die möglichst preisgünstige Zurverfügungstellung bzw. Wirtschaftlichkeit von Energie ist das zweite Ziel der Energiepolitik. Neben anderen Maßnahmen versuchen viele Staaten aus diesem Grund Sicherheitsreserven anzulegen. Darüber hinaus sorgen die Reserven vor allem an Erdöl und Kohle für die Stabilität der Weltmarktpreise. Profitgesteuertes Wildwachstum, was die leitungsgebundene Energieversorgung betrifft, veranlasste den Staat, den Markt bezüglich Investitionen und Preise zu regulieren. Ökonomisch sinnlosem Investitionsverhalten machte man den Garaus und der Endverbraucher war obendrein vor Preiswucher der Energieversorgungs-Unternehmen sicher. Doch führten die auferlegten Beschränkungen nicht zu der beabsichtigten Wirtschaftlichkeit. Die Liberalisierung der Strom- und Gasmärkte in den USA und Großbritannien konnte positive Effekte verbuchen, was die EU und andere Industrieländer in den 1990er Jahren dazu trieb, ähnliche Maßnahmen zu ergreifen. Ergebnis waren größerer Wettbewerb und daraus resultierende günstigere Preise.[44]

Das dritte Ziel der Industrieländer bestimmt die Umweltverträglichkeit. In den 1970/80er Jahren standen die Fragen bezüglich des Umweltschutzes, Luft-Reinhaltepolitik und der schonenden Ressourcen-Nutzung im Vordergrund. Inzwischen jedoch spielt in vielen Ländern der Klimaschutz eine bedeutende Rolle. Dennoch wird dieses Ziel länderindividuell gewichtet. Vor allem im Hinblick auf den Ausbau von erneuerbaren Energien verfechten die EU und die USA unterschiedliche Standpunkte.[45]

Bezogen auf Energiepolitik als solche kommentiert das Wirtschaftslexikon folgendermaßen: „In der Energiewirtschaft zeigen sich spezifische Eigenheiten wie Umwelteffekte, leitungsgebundene Systeme, asymmetrische Informationen, spezielle Marktrisiken und sehr lange Planungshorizonte, die energiepolitische Flankierung (und sei es nur zur Sicherstellung von mehr „funktionsfähigem Markt“) erforderlich machen können.“[46] Die untere Tabelle zählt weitere Ziele auf:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2: Ziele der Energiepolitik

Quelle: http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Archiv/55811/energiepolitik-v4.html

(Stand: 15.09.2010)

3.2 Rahmenbedingungen für den Einsatz von energiepolitischen Instrumenten

Um eine adäquate Wirkung der Instrumente erzielen zu können, müssen entsprechende Rahmenbedingungen gegeben sein. Angemessene politische Rahmenbedingungen für eine effiziente Energienutzung und die schnelle Markteinführung erneuerbarer Energietechnologien erfordern eine ganze Palette von Maßnahmen. Doch existieren viele Hindernisse, die der Markteinführung erneuerbarer Energien im Wege stehen. Da die etablierten Anbieter über große Marktanteile an konventioneller Energie verfügen, hegen diese aufgrund ihrer dominanten Stellung an der Einführung erneuerbarer Energie von dritter Seite keinerlei Interesse.[47] Nachstehend sind die wesentlichen Kriterien aufzuzeigen, die den Einsatz der Instrumente möglich machen.

Zunächst einmal ist auf die Eckregeln zu verweisen, die den praktischen Einsatz des energiepolitischen Instrumentariums ermöglichen. Dies geschieht mit Hilfe von politisch-institutionellen Rahmenbedingungen. Die zentrale Frage lautet: Welche Entscheidungen hat die Politik zum Wohle aller Markteilnehmer zu treffen?

Grundlegend für den Einsatz energiepolitischer Instrumente sind die marktwirtschaftliche Ordnung, Liberalisierungsmechanismen, Wettbewerb sowie ein EU-weiter Rechtsrahmen.[48] Die Stichworte sind Steuerpolitik, Genehmigungsverfahren, Grenzwerte und Haftungsrechte.[49] Der Erfolg einer langfristigen Neuorientierung auf dem Sektor regenerativer Energien ist ohne Zweifel von politischen Weichenstellungen abhängig. Obgleich die erwähnten Bedingungen notwendig sind, entscheiden sie nicht alleine über den Erfolg einer effizienten Energiepolitik. Schließlich entscheiden politischer Wille und die finanzielle Situation darüber.[50]

Ökonomisch-technische Rahmenbedingungen sind die zweite Voraussetzung für das Funktionieren der energiepolitischen Instrumente.

Wettbewerbsfähige Energiepreise bilden das Fundament für die ökonomische Entwicklung eines Landes. Sie werden von Energiesteuern, Beschaffungskosten für Energie-Rohstoffe sowie Umwandlungs- und Lieferkosten bestimmt. Dementsprechend ist ein Rahmen zu schaffen, innerhalb dessen passende Instrumente die Energiepreise so gestalten, dass die erneuerbaren Energien an wirtschaftlicher Attraktivität gewinnen. Zudem hindern noch nicht ausgereifte Technologien die erneuerbaren Energien an ihrer maximalen Wirkungskraft. Daher sind Rahmenbedingungen einzuführen, welche zur Entwicklung der Technik beitragen und diese beschleunigen.[51]

Im Folgenden kommen die wesentlichen Instrumente und Maßnahmen im Einzelnen zur Sprache.

3.3 Instrumente der Energiepolitik

In diesem Kapitel kommen diejenigen Instrumente zur Erörterung, die dem Ausbau von regenerativen Energien förderlich sind. Der Einbezug aller Instrumente würde den Rahmen der Untersuchung sprengen, so dass nur die Instrumente und Maßnahmen erörtert werden können, die praktisch umsetzbar und erfolgversprechend sind. Hierbei spielen insbesondere umweltrelevante Gesichtspunkte eine wichtige Rolle.[52] Die Aufgabe des Staates ist das Korrigieren unerwünschter Marktergebnisse auf dem Energiesektor. Mithilfe energiepolitischer Instrumente, welche die Werkzeuge sind, um auf das Verhalten der Marktsubjekte Einfluss zu nehmen, lässt sich der Einsatz erneuerbarer Energiequellen erhöhen, sowohl absolut als auch anteilmäßig an der Energieversorgung.[53] Ein solches Werkzeug ist beispielsweise die Methode, mit der die Blockaden zu überwinden sind, die der Verbreitung erneuerbarer Energien im Wege stehen. Das größte Problem sind allerdings die hohen Preise im Gegensatz zu denen der fossilen Energie. Höhere Preise für fossile Energieträger würden hier für eine bessere Wettbewerbsfähigkeit von erneuerbaren Energien sorgen. Daher sind in erster Linie Instrumente zu bestimmen, die finanzielle Anreize schaffen.[54] Obwohl der Maßnahmenkatalog ein ganzes Spektrum an Zielen verfolgt, sind finanzielle Anreize der Katalysator der zur Diskussion stehenden Marktentwicklung und damit erstrangig. Darüber hinaus ist eine solide Grundlage für Forschung und Entwicklung zu garantieren. In der Konsequenz soll das Instrument die Einführung von Technologien in das jeweilige politische und gesellschaftliche Rechtsystem fördern. Die Implementierung einer Maßnahme erfüllt in der Regel einen Kollateralzweck wie beispielsweise die Reduktion von Treibhausgasen. Entsprechende Zielkonflikte machen den politischen Findungs- und Entscheidungsprozess schwierig und langwierig. Auch die Schaffung von Arbeitsplätzen spielt eine bedeutende Rolle. Außerdem sollte ein Instrument durch unerwartete makroökonomische Veränderungen seine Wirkung nicht verfehlen. Wenn zum Beispiel die Wirtschaft eines Staates sich in einer Rezession befindet oder eine neue Regierung an die Macht kommt und andere Prioritäten setzt, sollte ein monetäres Instrument wie Subventionen weiterhin zum Einsatz gelangen können.[55]

Eine mögliche Differenzierung der Förderinstrumente etwa bezogen auf Ökostrom kann entweder von der Angebots- oder Nachfrageseite ausgehen. Zu den typischen angebotsorientierten Fördermodellen gehören Einspeise-Vergütungen und Ausschreibungsmodelle. Dagegen können die nachfrageorientierten Instrumente am Preis für grünen Strom oder an den Ökosteuern ansetzen. In der Praxis wird meistens ein ganzes System als Hauptinstrument angewandt, welches von zusätzlichen (siehe Abb. 3) Instrumenten flankiert wird.[56] Zu den flankierenden Maßnahmen zählen u. a. die oben erwähnten wie Forschung und Entwicklung.

[...]


[1] Scheer H., Kampagne erneuerbare Energie statt Atomkraft, http://www.eurosolar.de/de/images/stories/pdf/Kampagne_Erneuerbare_statt_Atomkraft_sep04.pdf (Stand: 24.10.2010)

[2] Vgl. Geitmann S., Erneuerbare Energie, 2005, S. 11.

[3] Vgl. Schwanhold E. / Kummer B., Energiepolitik, 2006 S. 24f.

[4] Rebhan E., Energiehandbuch, 2002, S. 112.

[5] Vgl. Altner G., Ökologie, 2006, S. 150.

[6] Vgl. Wagner H. J., Energien des 21. Jahrhunderts, 2007 S. 41f.

[7] Vgl. Mineralienatlas (Hrsg.), Einsatzgebiet Erdöl, http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Erd%C3%B6l (Stand: 05.09.2010)

[8] Vgl. Entstehungsförderung, http://www.erdgas.info/erdgaswissen/entstehungfoerderung (Stand: 04.09.2010)

[9] Vgl. Wagner H. J., Energien des 21. Jahrhunderts, 2007, S. 45.

[10] Vgl. Schiffer H. W., Energiemarkt Deutschland, 2002, S. 140.

[11] Vgl. Wagner H. J., Energien des 21. Jahrhunderts, 2007, S. 38.

[12] Vgl. Beschaffenheit Braunkohle, http://www.braunkohle-wissen.de/bwissen03.html

(Stand: 03.09.2010)

[13] Vgl. Wagner H. J., Energien des 21. Jahrhunderts, 2007, S. 39.

[14] Vgl. Wagner H. J., Energien des 21. Jahrhunderts, 2007, S. 40.

[15] Vgl. Preuß O., Energie, 2005, S. 167.

[16] Preuß O., Energie, 2005, S. 167.

[17] Vgl. ebenda, S. 167.

[18] Vgl. Funktionsweise Druckwasserreaktor, http://www.kernenergie.ch/de/akw-technik.html#anchor_JOEVUC (Stand: 05.09.2010)

[19] Umweltdatenbank (Hrsg.), Regenerative Energie,

http://www.umweltdatenbank.de/lexikon/regenerative_energie.htm (Stand: 18.09.2010)

[20] Vgl. Wagner H. J., Energien des 21. Jahrhunderts, 2007, S. 49.

[21] Vgl. Hennicke P. / Müller M., 2005, Weltmacht, S.173.

[22] Vgl. ebenda S. 173.

[23] Vgl. Hennicke P. / Bodach S., Energie Revolution, 2010, S. 79.

[24] Vgl. Funktionsweise Windenergieanlage, http://www.energieroute.de/wind/wind2.php

(Stand: 07.09.2010)

[25] Vgl. Hennicke P. / Bodach S., Energie Revolution, 2010, S. 70.

[26] Vgl. Molitor P., Photovoltaik-Anlagen, 2009, S. 35.

[27] Vgl. ebenda S. 36.

[28] Vgl. Hennicke P. / Bodach S., Energie Revolution, 2010, S 89.

[29] Vgl. Heuck K. / Dettman K. D. / Schulz D., Elektrische Energieversorgung, 2010, S. 23.

[30] Vgl. Hennicke P. / Bodach S., Energie Revolution, 2010, S 89.

[31] Vgl. Legett J., Peak Oil, 2005, S. 187.

[32] Vgl. ebenda S.187.

[33] Vgl. Geitmann S., Erneuerbare Energie, 2005, S. 164.

[34] Vgl. ebenda S. 165.

[35] Vgl. Geitmann S., Erneuerbare Energie, 2005, S. 147.

[36] Vgl. Legett J., Peak Oil, 2005, S. 188.

[37] Vgl. Schwanhold E. / Kummer B., Energiepolitik, 2006, S. 145.

[38] Vgl. Drescher U., Organic Rankine Cycle, 2008, S. 6.

[39] Vgl. Biodiesel, http://www.biomasse.de/biomasse-kraftstoffe/biodiesel/ ( Stand: 13.09.2010)

[40] Vgl. Biogas, http://www.biomasse.de/biomasse-kraftstoffe/biogas/ ( Stand: 13.09.2010)

[41] Biogas, http://www.biomasse.de/biomasse-kraftstoffe/biogas/ ( Stand: 13.09.2010)

[42] Vgl. ebenda

[43] Vgl. Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung (Hrsg.), Energiewende zur Nachhaltigkeit, 2003, S. 21f.

[44] Vgl. Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung (Hrsg.), Energiewende zur Nachhaltigkeit, 2003, S. 22.

[45] Vgl. ebenda S. 22.

[46] Wirtschaftslexikon (Hrsg.), Energiewirtschaft, http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Archiv/55811/energiepolitik-v4.html (Stand: 15.09.2010)

[47] Vgl. Brauch H. G., Energiepolitik, 1997 S. 372.

[48] Vgl. Müller C., Wirkungsweise energiepolitischer Instrumente, 2007, S. 25f.

[49] Vgl. Langniß O. / Pehnt M., Energie im Wandel, 2001, S. 112.

[50] Vgl. Müller C., Wirkungsweise energiepolitischer Instrumente, 2007, S.26.

[51] Vgl. ebenda S. 26.

[52] Vgl. Müller C., Wirkungsweise energiepolitischer Instrumente, 2007, S. 22.

[53] Vgl. Espey S., Internationaler Vergleich energiepolitischer Instrumente, 2001, S. 26.

[54] Vgl. Müller C., Wirkungsweise energiepolitischer Instrumente, 2007, S 23.

[55] Vgl. Müller C., Wirkungsweise energiepolitischer Instrumente, 2007, S 24.

[56] Vgl. Schweighofer M. / Tretter H. / Veigl A., Einspeisevergütung, 2006, S. 13.

Details

Seiten
83
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2010
ISBN (eBook)
9783842814868
Dateigröße
2.5 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v228504
Institution / Hochschule
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg – Wirtschaft, Studiengang Business Administration
Note
1,0
Schlagworte
erneuerbare energie fossile brennstoffe energiepolitik energiepolitische instrumente deutschland

Autor

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Titel: Energiepolitische Rahmenbedingungen für die Entwicklung von den fossilen Brennstoffen zu den erneuerbaren Energien