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Analyse von Bietstrategien und deren Einfluss auf den Strompreis im EU-Binnenmarkt

Die Stromerzeuger bieten an der Strombörse einen Erzeugungspreis an, der die variablen Kosten des Kraftwerksbetriebs widerspiegelt. Anhand dieser Grenzkosten wird nach dem Merit-Order Prinzip schließlich der Strompreis ermittelt. Es ist jedoch zu hinterfragen, ob das Bieten nach Grenzkosten heute wie auch in einem zukünftig deutlich heterogener aufgestellten Kraftwerksportfolio, das an der Börse Handel treibt, weiterhin Bestand hat. So verändert die aktuelle Situation an den Energiemärkten durch die unvorhergesehenen starken Preisanstiege der Rohstoffe das gewohnte Handelsbild, denn bei einem gleichgebliebenen Kraftwerkspark sind die Beschaffungskosten bspw. für Gaskraftwerke überproportional gestiegen. Auch der europaweite Ausbau der erneuerbaren Energien kann Einfluss auf das Bietverhalten der Marktteilnehmer haben. Da die Grenzkosten der erneuerbaren Energien Anlagen nahezu null sind, kann deren zunehmender Handel an den Märkten zu großen Differenzen zwischen den Grenzkosten der bietenden Kraftwerke führen. Gleichzeitig können besonders die zu erwartenden Volatilitäten bei der Erzeugung aus erneuerbaren Energien zu sehr geringen Strompreisen führen und damit Refinanzierungen erschweren. Zusätzlich verbindet die europäische Marktkopplung unterschiedliche Erzeugungsparks miteinander und verändert damit ebenfalls die bestehenden Märkte und deren Handelseigenschaften. So kann es finanziell attraktiv erscheinen, einen Aufschlag auf die Grenzkosten oder eine strategisch platzierte Stromnachfrage zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens sollen daher die an der EPEX SPOT vorhandenen Gebotsdaten in den Preiskurven auf strategische Muster hin analysiert werden. Gefundene Strategien werden in einem zweiten Schritt in die Zukunft getestet. Dazu wird deren Einfluss auf den Strompreis und Investitionen in flexible Erzeugungstechnologien in Deutschland unter Berücksichtigung der in Zukunft stark unterschiedlichen nationalen Stromerzeugungssysteme in Europa untersucht.

Geologische und verfahrenstechnische Möglichkeiten der Erdwärmenutzung am Standort der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH)

Für die Medizinische Hochschule Hannover hat das GeothermieZentrum Bochum gemeinsam mit der GeoDienste GmbH (Garbsen) im Zeitraum von August 2007 bis März 2008 eine Vorstudie zur Einbindung der Geothermie in das Energiekonzept des Klinikums erstellt. Im Anschluss an diese Vorstudie wurde eine Wirtschaftlichkeitsanalyse erstellt, welche die petrothermale und hydrothermale Versorgung betrachtete. Vorstudie: Die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) wird derzeit von den Stadtwerken Hannover mit den Medien Gas, Strom und Fernwärme zur Erzeugung ihrer dreigliedrigen Energieversorgung, bestehend aus Dampf, Raumwärme und Klimakälte, versorgt. Aufgrund der hydrogeologischen Situation am Standort der MHH in Hannover wird eine Einbindung der Geothermie sowohl in den Heizkreislauf (direkte Integration über Wärmetauscher) als auch in den Kälteklimakreislauf (modular betriebene Absorptionskältemaschinen) vorgeschlagen. Ziel der Einbindung ist es konventionelle, preislich fluktuierende und primärenergetisch nachteilige Energieträger, wie in erster Linie elektrischen Strom und nachrangig Fernwärme oder Gas, durch den Einsatz der Geothermie vollständig, oder im Rahmen der Leistungsfähigkeit des geothermischen Reservoirs teilweise, zu ersetzen. Wirtschaftlichkeit, CO2-Bilanz und Versorgungssicherheit stehend dabei im Vordergrund. Die Grundlastfähigkeit der Geothermie wird in der vorgeschlagenen Anlagenkonfiguration vollständig ausgenutzt. Im Bereich der Spitzenlastdeckung spielt die Geothermie daher keine Rolle. Die geothermisch unterstützte Dampferzeugung findet im betrachteten Szenario keinen Eingang. Dies liegt in der internen Wärmerückgewinnung im Dampferzeuger durch den Economizer zur Vorwärmung des Speise- und Verbrauchswassers begründet. Da die Geothermie bei der Dampfherstellung nur einen geringen energetischen Beitrag leisten kann und Investitionen für ihre Anbindung an das Dampferzeugersystem entstehen, wird von der Betrachtung dieser Systeme abgesehen. Übersteigt die Bereitstellung von geothermischer Energie im Heiz- oder Kühlfall die Energienachfrage, lassen sich Pufferspeicher integrieren um diese überschüssig Energie effizient zu speichern. Bei Lastspitzen kann die Energie zurückgewonnen werden. Somit erhöht sich der geothermische Anteil an der Gesamtenergiebereitstellung. Wirtschaftlichkeitsanalyse: Hier wurden 9 verschiedene Szenarien untersucht, welche sich aufgrund ihrer Art (petrothermal / hydrothermal), der Bohrtiefe (4500 / 3000 m), ihrer Schüttung (15-50 l/s), Temperatur (115 / 160 Grad C) oder Bereitstellung (Wärme / Strom+Wärme) unterscheiden. Die höheren Investitionskosten für die petrothermalen Systeme werden durch die höhere Energieausbeute (Schüttung und Temperatur) abgefangen und diese somit wirtschaftlicher als die hydrothermalen Systeme, welche sich in der Amortisationsrechnung nur aufgrund der steigenden Energiepreise nach einigen Jahren rechnen.

Radialverdichter mit betriebsbereichserweiterndem Casing Treatment für effiziente wasserstoffbasierte Power-to-X-Technologien

Wasserstoff nimmt in der zukünftigen Energieversorgung einen wichtigen Stellenwert ein. Zur Verdichtung und Verflüssigung von Wasserstoff und anderen Energieträgern werden häufig Radialverdichter als Anlagenkomponente eingesetzt. Diese sind aufgrund ihrer hohen Stufendruckverhältnisse, ihrer Robustheit, ihrer niedrigen Investitionskosten sowie der guten Regelbarkeit besonders geeignet. Eine Erweiterung ihres stabilen Betriebsbereiches ist aufgrund der fluktuierenden Überschüsse der erneuerbaren Energien durch den zusätzlichen Einsatz eines Casing Treatments (CT) wünschenswert. Im Rahmen dieses Vorhabens wird ein CT für eine industrielle Radialverdichterstufe mit Vorleitrad (VIGV) ausgelegt und in den bestehenden Prüfstand integriert. Aufgrund der starken Wechselwirkung zwischen dem Laufrad und dem CT muss der Aspekt der Instationarität bereits in der Auslegung berücksichtigt werden, um ein effektives Design zu entwickeln. Aus diesem Grund wird die Auslegung bzw. Optimierung erstmalig mit Hilfe eines Frequenzbereichsverfahrens durchgeführt werden. Die Verwendung effizienter Simulationsverfahren ermöglicht es, komplexe instationäre Problemstellungen auch mit hoher Anzahl an freien Parametern mit vertretbaren Ressourcenaufwand zu lösen. Die experimentellen Messkampagnen untersuchen erstmalig, in welchem Maße bei verschiedenen Drehzahlen die Kennfeldbreite des Radialverdichters mithilfe der Kombination aus CT und VIGV erweitert wird. Es soll geklärt werden, inwiefern der Vordrall des VIGVs die Wirksamkeit des CTs beziehungsweise die Stabilität der Stufe beeinflusst. Von besonderem Interesse sind der Entstehungsort und der Mechanismus der Strömungsphänomene, die zur Stabilitätsminderung führen. Zuletzt wird der Einfluss des CTs auf den Wirkungsgrad des Radialverdichters untersucht. Die gleichzeitig durchgeführten instationären Strömungssimulationen vervollständigen das physikalische Verständnis der geplanten Messkampagne.

Durchführung eines Klimaschutz- und Energie-Effizienz-Netzwerkes 'EEN Sachsen

Das wirtschaftliche Potential für mehr Klimaschutz und Energieeffizienz in deutschen Unternehmen ist riesig. Mit derzeit rentablen Technologien können erhebliche Energiekosten eingespart, die Wettbewerbsfähigkeit gestärkt und Treibhausgas-Emissionen vermindert werden. Klimaschutz- und Energieeffizienz-Netzwerke mit 10 bis 15 Unternehmen bieten ein optimales Preis- Leistungsverhältnis, um die vorhandenen Potentiale zu heben. Noch ist dieser Ansatz in Deutschland wenig verbreitet. Dies soll sich in Zukunft ändern. Mit Fördermitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) im Rahmen der Klimaschutzinitiative wird die Wirtschaft in den nächsten Jahren beim Aufbau regionaler Kompetenzen und beim Aufbau von bis zu 30 Netzwerken unterstützt. Dabei werden neu entstehende Netzwerke bezuschusst und deren Arbeit laufend wissenschaftlich begleitet. Moderatoren und beratende Ingenieuren werden in Hinblick auf die Netzwerkarbeit weitergebildet und elektronische Berechnungshilfen für Energieeffizienz-Investitionen und Investitionen in erneuerbare Energien verbessert und neu entwickelt.

Analyse von Bietstrategien und deren Einfluss auf den Strompreis im EU-Binnenmarkt, Teilvorhaben: Herleitung von Bietstrategien sowie Entwicklung eines strategisch Handelnden P'n'P Agenten und Evaluierung von Bietstrategien in zukünftigen Szenarios

Die Stromerzeuger bieten an der Strombörse einen Erzeugungspreis an, der die variablen Kosten des Kraftwerksbetriebs widerspiegelt. Anhand dieser Grenzkosten wird nach dem Merit-Order Prinzip schließlich der Strompreis ermittelt. Es ist jedoch zu hinterfragen, ob das Bieten nach Grenzkosten heute wie auch in einem zukünftig deutlich heterogener aufgestellten Kraftwerksportfolio, das an der Börse Handel treibt, weiterhin Bestand hat. So verändert die aktuelle Situation an den Energiemärkten durch die unvorhergesehenen starken Preisanstiege der Rohstoffe das gewohnte Handelsbild, denn bei einem gleichgebliebenen Kraftwerkspark sind die Beschaffungskosten bspw. für Gaskraftwerke überproportional gestiegen. Auch der europaweite Ausbau der erneuerbaren Energien kann Einfluss auf das Bietverhalten der Marktteilnehmer haben. Da die Grenzkosten der erneuerbaren Energien Anlagen nahezu null sind, kann deren zunehmender Handel an den Märkten zu großen Differenzen zwischen den Grenzkosten der bietenden Kraftwerke führen. Gleichzeitig können besonders die zu erwartenden Volatilitäten bei der Erzeugung aus erneuerbaren Energien zu sehr geringen Strompreisen führen und damit Refinanzierungen erschweren. Zusätzlich verbindet die europäische Marktkopplung unterschiedliche Erzeugungsparks miteinander und verändert damit ebenfalls die bestehenden Märkte und deren Handelseigenschaften. So kann es finanziell attraktiv erscheinen, einen Aufschlag auf die Grenzkosten oder eine strategisch platzierte Stromnachfrage zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens sollen daher die an der EPEX SPOT vorhandenen Gebotsdaten in den Preiskurven auf strategische Muster hin analysiert werden. Gefundene Strategien werden in einem zweiten Schritt in die Zukunft getestet. Dazu wird deren Einfluss auf den Strompreis und Investitionen in flexible Erzeugungstechnologien in Deutschland unter Berücksichtigung der in Zukunft stark unterschiedlichen nationalen Stromerzeugungssysteme in Europa untersucht.

Analyse von Bietstrategien und deren Einfluss auf den Strompreis im EU-Binnenmarkt, Teilvorhaben: Analyse von historischen Bietstrategien, Implementierung via P'n'P-Agenten in das Strommarktmodell PowerACE und Analyse für zukünftige Szenarien

Die Stromerzeuger bieten an der Strombörse einen Erzeugungspreis an, der die variablen Kosten des Kraftwerksbetriebs widerspiegelt. Anhand dieser Grenzkosten wird nach dem Merit-Order Prinzip schließlich der Strompreis ermittelt. Es ist jedoch zu hinterfragen, ob das Bieten nach Grenzkosten heute wie auch in einem zukünftig deutlich heterogener aufgestellten Kraftwerksportfolio, das an der Börse Handel treibt, weiterhin Bestand hat. So verändert die aktuelle Situation an den Energiemärkten durch die unvorhergesehenen starken Preisanstiege der Rohstoffe das gewohnte Handelsbild, denn bei einem gleichgebliebenen Kraftwerkspark sind die Beschaffungskosten bspw. für Gaskraftwerke überproportional gestiegen. Auch der europaweite Ausbau der erneuerbaren Energien kann Einfluss auf das Bietverhalten der Marktteilnehmer haben. Da die Grenzkosten der erneuerbaren Energien Anlagen nahezu null sind, kann deren zunehmender Handel an den Märkten zu großen Differenzen zwischen den Grenzkosten der bietenden Kraftwerke führen. Gleichzeitig können besonders die zu erwartenden Volatilitäten bei der Erzeugung aus erneuerbaren Energien zu sehr geringen Strompreisen führen und damit Refinanzierungen erschweren. Zusätzlich verbindet die europäische Marktkopplung unterschiedliche Erzeugungsparks miteinander und verändert damit ebenfalls die bestehenden Märkte und deren Handelseigenschaften. So kann es finanziell attraktiv erscheinen, einen Aufschlag auf die Grenzkosten oder eine strategisch platzierte Stromnachfrage zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens sollen daher die an der EPEX SPOT vorhandenen Gebotsdaten in den Preiskurven auf strategische Muster hin analysiert werden. Gefundene Strategien werden in einem zweiten Schritt in die Zukunft getestet. Dazu wird deren Einfluss auf den Strompreis und Investitionen in flexible Erzeugungstechnologien in Deutschland unter Berücksichtigung der in Zukunft stark unterschiedlichen nationalen Stromerzeugungssysteme in Europa untersucht.

DDI: Pilotprojekt zur prozessintegrierten Herstellung getemperter Tone als dekarbonisierter Zementhauptbestandteil im Zementwerk Rohrdorf

Ressortforschungsplan 2024, Potenziale und Bewertung solvolytischer und lösemittelbasierter Verfahren für das Recycling bestimmter Kunststoffabfallströme

Chemisches Recycling von Kunststoffabfällen wird seit Jahren intensiv diskutiert. In einem laufenden Refoplan-Vorhaben werden die thermochemischen Technologien des chemischen Recyclings (Pyrolyse, Verölung, Vergasung) evaluiert und mit dem werkstofflichen Recycling sowie der energetischen Verwertung verglichen. Neben diesen für gemischte Kunststoffabfälle eingesetzte Verfahren gibt es auch Verfahren die Lösemittel nutzen. Dabei bleiben entweder Polymere erhalten (lösemittelbasiertes Recycling) oder in Monomere zerlegt (Solvolyse). Solche Verfahren fokussieren im Regelfall auf bestimmte Kunststoffarten (z.B. PUR, PET). Mit diesem Vorhaben soll die Lücke geschlossen werden, die nach dem laufenden Refoplan-Vorhaben verbleibt, und auch diese Arten des Recyclings adressiert werden. Geeignete Technologien des solvolytischen und lösemittelbasierten Recyclings von Kunststoffabfällen sollen identifiziert und bewertet werden. Dafür sollen geeigneten Abfallströme identifiziert und die vorhandenen Mengen abgeschätzt werden. Hierbei muss eine eindeutige Abgrenzung zu den mittels herkömmlichen Methoden des werkstofflichen Recyclings ökologisch und ökonomisch sinnvoller zu behandelten Abfällen gezogen werden. Weiterhin sollen bereits existierende Anlagen/Techniken im Detail untersucht und deren Praxistauglichkeit evaluiert werden. Neben den Techniken für das Recycling sollen hierbei die notwendigen Vorbehandlungs- und Produktaufreinigungsschritte im Detail betrachtet werden. Anhand verfügbarer Daten sollen dann Energie- und Massenbilanzen für ausgewählte, als sinnvoll erachtete Prozesse erstellt werden. In einem weiteren Schritt solle Kriterien für die Feststellung der ökologischen Vorteilhaftigkeit der Verfahren anhand der detaillierten Energie- und Massenbilanzen abgeleitet werden. Auch die Behandlungs- und Investitionskosten für die im Detail betrachteten Verfahren sollen abgeschätzt werden.

Forschungsinitiative Zukunft Bau - Forschungscluster 'Nachhaltiges Bauen/Bauqualität', Arbeitshilfe BNB-Adaption zur Anwendung des BNB auf Baumaßnahmen, für die keine Systemvariante vorliegt

Das seit 2011 in der Anwendung befindliche Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) zur ganzheitlichen Betrachtung und Bewertung von Nachhaltigkeitsaspekten für Gebäude wurde 2013 um die 'sinngemäße Anwendung' erweitert. Dieser Anwendungsbereich soll um Einzelbaumaßnahmen erweitert werden. Mit der Arbeitshilfe BNB-Adaption sollen die Bewertungsregeln für eine praxisgerechte Anwendung vereinfacht werden. Ausgangslage: Der Leitfaden Nachhaltiges Bauen sowie das BNB sind durch ministerielle Erlasse heute als Anforderung im Bundesbau etabliert und mit rund 30 durchgeführten Gebäudezertifizierungen liegen erste Praxiserfahrungen vor. Von den aktuell über 7.000 Baumaßnahmen des Bundes und den darin enthaltenen 500 zivilen Baumaßnahmen mit Investitionskosten über 2 Mio. Euro befinden sich über 60 Projekte in einer BNB-Anwendung mit Zertifizierung. Weitere 270 Projekte orientieren sich laut Aussage der Bundesbauverwaltungen im Rahmen einer sogenannten 'sinngemäßen Anwendung' an den Vorgaben des BNB. Mit den Regelungen zur sinngemäßen Anwendung besteht die Möglichkeit, fehlende bzw. nicht für den Gebäudetyp passende Bewertungsmaßstäbe durch Ersatzverfahren und in der Regel durch vereinfachte Nachweisformen zu ersetzen, wobei die wesentlichen Schutzziele weiter adressiert bleiben sollen. Bei den Bauvorhaben, in welchen das BNB projektspezifisch auf die Rahmenbedingungen der jeweiligen Maßnahme anzupassen sind, entstehen für die Mitarbeiter der Bundesbauverwaltungen diverse Umsetzungsfragen. Diese Fragen resultieren aus dem Mix verschiedener Nutzungen, aus Nutzungen für die es noch keine Bewertungsregeln gibt und Baumaßnahmen mit unterschiedlicher Eingriffstiefe. Ziel: Die Arbeitshilfe BNB-Adaption soll den Bewertungsprozess vereinfachen und den Anwendungsbereich des BNB vergrößern. Sie soll vereinfachte Bewertungsregeln zur Anwendung auf einen Großteil aller zivilen Bundesbaumaßnahmen einschließlich ausgewählter Einzelbaumaßnahmen bereitstellen und deren Verwendung im Bewertungsprozess erläutern.

Handlungsempfehlungen zur verstärkten Nutzung von energetischen Differenzierungsmerkmalen in Mietspiegeln

Vor dem Hintergrund von Klimaschutz und steigenden Energiepreisen gewinnt die Energieeinsparung in Mietwohngebäuden immer mehr an Bedeutung. Da ein Fehlen von energetischen Differenzierungsmerkmalen im Mietspiegel einerseits den Markt nicht ausreichend abbildet und andererseits als Hemmnis für Investitionen in energetische Modernisierung wirken kann, sollen in dem Projekt Handlungsempfehlungen zur verstärkten Nutzung von energetischen Differenzierungsmerkmalen in Mietspiegeln erarbeitet werden. Ausgangslage: Das Thema Energieeinsparung in Gebäuden gerät zunehmend in den Fokus der Politik. In Mietwohngebäuden besteht das Dilemma, dass für die Investitionen in energetische Modernisierungen die Vermieter aufkommen müssen, den Nutzen aber die Mieter in Form von geringen Nebenkosten haben. Wird die Vergleichsmiete im Mietspiegel nicht von der energetischen Gebäudequalität beeinflusst, besteht für den Vermieter nach einer energetischen Modernisierung lediglich die Möglichkeit einer Mieterhöhung nach Paragraph 559 BGB um 11Prozent der Modernisierungskosten pro Jahr. Unter gewissen Rahmenbedingungen wird die Refinanzierung der energetischen Modernisierung hierüber nicht erreicht. Da ein Fehlen von energetischen Differenzierungsmerkmalen im Mietspiegel einerseits den Markt nicht ausreichend abbildet und andererseits als Hemmnis für Investitionen wirkt, wird in zahlreichen Städten das Thema diskutiert bzw. wurden bereits in einer Reihe von Städten energetische Differenzierungsmerkmale bei der Mietspiegelerstellung berücksichtigt wie zum Beispiel im Darmstädter Mietspiegel. Zielsetzung: Ziel des Forschungsprojektes ist es, Handlungsempfehlungen für Kommunalverwaltungen, Verbände und Politik zur verstärkten Nutzung von energetischen Differenzierungsmerkmalen in Mietspiegeln zu geben. Dabei werden verschiedene Verfahren mit unterschiedlichem Differenzierungsniveau betrachtet und diskutiert.

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