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Primärenergiegewinnung und -importe

Deutschland besitzt außer Kohle keine bedeutenden weiteren konventionellen Energieressourcen. Knapp 70 Prozent des Energieaufkommens wird deshalb durch Importe diverser Energieträger gedeckt. Um die Versorgung auch zukünftig zu sichern, sollte die Importabhängigkeit verringert und die Vielfalt an Lieferländern und Transportstrukturen erhöht werden. Entwicklung der Primärenergiegewinnung Seit dem Jahr 1990 ging die Gewinnung von konventionellen Energierohstoffen in Deutschland um mehr als drei Viertel zurück und konnte auch durch einen Zuwachs bei den erneuerbaren Energien nicht kompensiert werden. Im Jahr 2023 wurden etwa 3.400 Petajoule (PJ) inländisch gewonnen (siehe Abb. „Primärenergiegewinnung in Deutschland“). Das entspricht etwa 32 % des gesamten Primärenergieverbrauchs dieses Jahres. Der Anteil der inländischen Gewinnung am ⁠ Primärenergieverbrauch ⁠ schwankt seit Mitte der 2000er Jahre zwischen 28 und 32 %. Heute sind die wichtigsten im Inland gewonnenen Energieträger die erneuerbaren Energien wie Windkraft, Sonnenenergie, Wasserkraft und ⁠ Biomasse ⁠. Sie machen inzwischen etwa 62% der im Inland gewonnenen Energie aus. Biomasse und der erneuerbare Teil des Siedlungsabfalls tragen zu etwa einem Drittel zur inländischen Primärenergiegewinnung bei. Neben den erneuerbaren Energien ist noch immer die Braunkohle der bedeutendste inländische Energieträger und machte im Jahr 2023 27 % der im Inland gewonnenen ⁠ Primärenergie ⁠ aus. Dabei wird seit dem Jahr 2003 in Deutschland regelmäßig etwas mehr Braunkohle gefördert, als im Inland verbraucht wird. Darüber hinaus stammten 2023 etwa 5 % des in Deutschland verbrauchten Erdgases und etwa 2 % des Inlandsverbrauchs an Mineralöl aus deutschen Quellen. Die Förderung von Steinkohle wurde in Deutschland 2019 eingestellt. Importabhängigkeit verringern Importiert werden somit vor allem die fossilen Energieträger Mineralöl, Gas und Steinkohle. Bis zur Stilllegung der letzten Atomkraftwerke wurden seit 1991 ferner 100% des benötigten Urans eingeführt (siehe Tab. „Primärenergieimporte“). In den kommenden Jahren wird Deutschland weiterhin auch bei Erdöl und Erdgas auf Importe angewiesen sein. Die Risiken dieser hohen Importabhängigkeit wurden im Jahr 2022 im Zuge des russischen Überfalls auf die Ukraine sichtbar. Deutlich verringerte Einfuhren von Erdgas aus Russland führten zu stark steigenden Erdgas-Preisen für Verbraucher und in der Folge zu erheblichen volkswirtschaftlichen Effekten. Um die Abhängigkeit von Energieimporten weiter zu verringern, sollten heimische erneuerbare Energien weiter ausgebaut und Lieferländer und Transportstrukturen diversifiziert werden. Auch das Einsparen von Energie hilft, die Importabhängigkeit zu verringern.

FNP Sondergebiet Wasserkraft

Sondergebiet des wirksamen Flächennutzungsplanes mit Zweckbestimmung Wasserkraft. Übernahme aus Daten des Trägers der Bauleitplanung. Ohne Gewähr für Aktualität und Richtigkeit.

Studie 'Wasserkraft in den neuen Bundeslaendern'

Das Projekt "Studie 'Wasserkraft in den neuen Bundeslaendern'" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forum für Zukunftsenergien - EFO Energie Forum GmbH.

FP4-NNE-THERMIE C, Variable speed technology for low heat hydropower systems

Das Projekt "FP4-NNE-THERMIE C, Variable speed technology for low heat hydropower systems" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Kassel, Fachbereich 16 - Elektrotechnik,Informatik, Institut für Elektrische Energietechnik, Rationelle Energiewandlung.Objective: Aim is to modify two small hydropower plants to variable speed operation in order to increase annual energy output by improved part load efficiency and design flow. A 100 kW vertical axis Francis turbine (Kaltenburg, DE) and a new 18 kW waterwheel (Bettborn, LU) will be modified to variable speed operation by use of a AC-AC converter. There will be installed a movable free-overfall weir at the waterwheel. By an expected increase of the electricity production in the range of 10 to 20 per cent , the aim is to proof viability of improving existing low head hydro sites with this technology. Especially low head sites have high variation of head and flow. Variable speed technology allows the system to operate at maximum efficiency for a wide range of hydraulic conditions. Modern power electronics replaces complex mechanical control systems with a high need for maintenance. In wind energy, variable speed technology has already proven its advantages compared to other mechanical technologies. General Information: Unlike earlier approaches with a combination of double regulated turbines and variable speed in a new installation, in this project the combination of a Francis turbine (respectively a water wheel) in existing plants together with a frequency converter will be used to increase part load efficiency and design flow of the system. Only the new IGBT controlled converters which are now used in wind energy as well as in motive power industry appliances can guarantee a reliable variable speed operation of a normal asynchronous generator. The combination of the movable weir and variable speed operation of the water wheel will allow to optimise the power output of the plant under all conditions. The use of an IGBT converter makes it possible to compensate reactive power to improve the mains performance. Due to detailed theoretical analysis and according to the positive experience with variable speed operation in wind energy and motive power technology, the expected increase of the annual power output of the two plants is in the range of 10 to 20 per cent of the actual value. This will reduce the specific cost of the electricity by the same range. For the actual payback tariffs of many European countries, this will increase the number of feasible low head sites. The top water level control by variation of turbine speed (and so flow) will be demonstrated to show a simple, reliable and energy saving alternative to the old hydraulic systems, which are still installed in many sites. The success of the variable speed system in this plants will open a big European SME market for cheap technological improvement of small hydropower plants and low head sites. The monitored performance of the plants data will be stored in a data logger with a modem, to allow automatic down-loading from a server-PC via modem. ... Prime Contractor: Universität Kassel, Fachbereich Elektrotechnik/Informatik, Institut für Elektrische Energietechnik - IEE; Kassel; Germany.

Wasserkraftnutzung in den neuen Bundeslaendern

Das Projekt "Wasserkraftnutzung in den neuen Bundeslaendern" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forum für Zukunftsenergien - EFO Energie Forum GmbH.

Neubau einer Wasserkraftanlage an der Zschopau/Sachsen

Das Projekt "Neubau einer Wasserkraftanlage an der Zschopau/Sachsen" wird/wurde ausgeführt durch: Weisflog und Beckert.

Grundlagenforschung Energie - Me2H2 - Eisen-Dampf-Prozess zum Transport und zur Speicherung von Wasserstoff

Das Projekt "Grundlagenforschung Energie - Me2H2 - Eisen-Dampf-Prozess zum Transport und zur Speicherung von Wasserstoff" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg-Essen, Institut für Technologien der Metalle, Lehrstuhl Metallurgie der Eisen- und Stahlerzeugung.

Reaktivierung einer Wasserkraftanlage an der Werra/Thueringen

Das Projekt "Reaktivierung einer Wasserkraftanlage an der Werra/Thueringen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zech von Hymmen.

Vorhersage von Schüttungen alpiner Karstquellen im Hinblick auf den Klimawandel unter Verwendung neuer Deep Learning-Methoden

Das Projekt "Vorhersage von Schüttungen alpiner Karstquellen im Hinblick auf den Klimawandel unter Verwendung neuer Deep Learning-Methoden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft.Karstgrundwasserleiter spielen im Alpenraum eine wichtige Rolle. Sie bedecken etwa 56% der Fläche, und ein erheblicher Teil der Bevölkerung ist ganz oder teilweise von Trinkwasser aus Karstquellen abhängig, die oft mit wertvollen Ökosystemen verbunden sind und zur Wasserkrafterzeugung beitragen. Die Alpen zählen nach Studien zu den am stärksten vom Klimawandel betroffenen Gebieten in Europa. Als Folge der steigenden Temperaturen werden sich die gespeicherten Mengen an Schnee und Eis stark verringern, was zu einer Verschiebung zwischen Wasserhaushaltskomponenten in Verbindung mit einer saisonalen Umverteilung der Niederschläge führt. Außerdem wird erwartet, dass Hoch- und Niedrigwasserereignisse häufiger auftreten werden. Der Stand der Technik bei der Modellierung der Schüttung von Karstquellen, meist mittels konventioneller numerischer Modelle, ist auf standortspezifische, oft aufwändige und nicht übertragbare wissenschaftliche Studien beschränkt, die manuelle Modellabstimmung und Kalibrierung erfordern. Bis heute gibt es keinen leicht übertragbaren Ansatz, der gleichzeitig auf viele Karstquelleinzugsgebiete anwendbar ist. In diesem Projekt werden wir einen modernen, Deep-Learning basierten Ansatz zur Modellierung der Schüttung von Karstquellen entwickeln, der sich besonders gut eignet, übertragbare Modelle, die Informationen von verschiedenen Standorten nutzen können, aufzubauen. Deep Learning ist ein Teilgebiet des maschinellen Lernens, basierend auf künstlichen neuronalen Netzen, das sich sowohl bei akademischen als auch bei industriellen Anwendungen als sehr erfolgreich erwiesen hat. Die vorgeschlagene Studienregion sind die Alpen, mit Karstgebieten in Österreich, der Schweiz, Deutschland, Frankreich, Italien und Slowenien, mit einem Schwerpunkt auf dem besonders vom Klimawandel betroffenen von der Alpenkonvention abgegrenzten Gebirgsgebiet. Als Grundlage der Studie dient das World Karst Spring Database (WoKaS). Es wird im Laufe des Projekts mit zusätzlichen Daten von Behörden und Wasserversorgern ergänzt, insbesondere in Regionen mit bislang schlechter Abdeckung. Die Arbeiten beinhalten die Erstellung eines umfassenden Datensatzes mit Einzugsgebietsattributen und meteorologischen Einflussgrößen für etwa 150 Quellen. Klassische Lumped-Parameter-Modelle werden als Benchmarks aufgesetzt und mit den neu entwickelten Deep-Learning basierten Modellergebnissen verglichen. Ziel ist es, die Eignung neuartiger Deep-Learning Modellansätze für die Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels für eine Vielzahl von kurz- und langfristigen Vorhersagen zu untersuchen. Eine vertiefende Fallstudie des Dachsteingebietes, dessen große Karstregion wesentlich zur Wasserversorgung und Wasserkrafterzeugung beiträgt, wird die vergleichende Untersuchung mit einem numerischen 3D-Modell erweitern. Schließlich werden die entwickelten Modelle dazu verwendet, um Auswirkungen des Klimawandels auf die alpinen Karstgrundwasserressourcen vorherzusagen.

SeeWandel Klima: Modellierung der Folgen von Klimawandel und Neobiota für den Bodensee, Teilprojekt 1: Vergangene Klimaänderungen im Bodensee - Lehren für die Zukunft

Das Projekt "SeeWandel Klima: Modellierung der Folgen von Klimawandel und Neobiota für den Bodensee, Teilprojekt 1: Vergangene Klimaänderungen im Bodensee - Lehren für die Zukunft" wird/wurde gefördert durch: Internationale Gewässerschutzkommission für den Bodensee / Regierungspräsidium Tübingen, Gemeinsames Sekretariat Interreg IV Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein. Es wird/wurde ausgeführt durch: Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg, Institut für Seenforschung.SeeWandel-Klima: Modellierung der Folgen von Klimawandel und Neobiota für den Bodensee SeeWandel-Klima hat zum Ziel, aktualisierte Vorhersagen der Folgen des Klimawandels - unter Einbezug der Auswirkungen von invasiven Arten - auf das Ökosystem Bodensee und dessen nachhaltige Nutzung zu liefern. Die Projektarbeiten in SeeWandel-Klima sind in 9 Teilprojekten organisiert. Zentral sind Modellierungsarbeiten, mit dem Ziel komplexe Folgen von Faktoren wie Klimaänderungen und invasiven Arten sowie deren Zusammenspiel für das Ökosystem Bodensee und dessen Nutzung vorhersagen zu können. Die dafür notwendige Bereitstellung robuster Parameter und Erkenntnisse zur Entwicklung solch prognosefähiger Modellsysteme erfolgt seitens verschiedener Teams von Forschenden. Teilprojekt 1: Vergangene Klimaänderungen im Bodensee – Lehren für die Zukunft Seesedimente sind ein hochauflösendes Archiv für Umweltänderungen, die nicht mit historischen Quellen und mit Messdaten belegt sind. Sie können darum helfen, das Ausmaß heute beobachteter Veränderungen besser zu verstehen, um sich auf zukünftige Veränderungen sinnvoll vorzubereiten. Das Teilprojekt wird erstmalig eine detaillierte Hochwasserchronologie des Bodensees und damit der Niederschlagshistorie seines alpinen Einzugsgebietes erarbeiten. Heute verwendbare neue Untersuchungsmethoden sollen gezielt genutzt werden, um die Hochwassergeschichte des Bodensees und Alpenrheins mit hohem Detaillierungsgrad in prähistorische Zeiträume zu verlängern. Damit lassen sich extreme Hochwasserereignisse und Jahre mit sehr geringen Zuflüssen durch den Alpenrhein identifizieren. Untersuchungen von Sedimentkernen sind zudem der einzig mögliche Ansatz, um Informationen zum Ökosystem Bodensee aus messtechnisch nicht erfassten Zeiträumen zu gewinnen, und von historischen menschlichen Aktivitäten (Landnutzung, Wasserkraft, Wasserbau, Eutrophierung) unbeeinflusste Zeiträume zu analysieren. So lässt sich aus der Vergangenheit für die zukünftige Entwicklung lernen, um eine nachhaltige Entwicklung zu ermöglichen. Die Brücke in die Ökosysteme der Vergangenheit bilden Schalen von Kieselalgen, Muschelkrebsen und Reste von Cladoceren, die über tausende Jahre im Sediment erhalten sein können und seit etwa 50 Jahren regelmäßig im Wasser untersucht werden. Diese Organismenreste werden in einzelnen Zeitabschnitten im Sediment bestimmt und nach Möglichkeit mit eDNA-Untersuchungen ergänzt. Ziel 1: Eine aus Sedimenten abgeleitete Hochwasserchronologie für die letzten 5000 Jahren soll als Grundlage für Hochwasserstatistiken und -gefährdungen am Bodensee etabliert werden. Ziel 2: Die Reaktion der aquatischen Lebensgemeinschaften auf von menschlichen Aktivitäten unbeeinflusste Klimaveränderungen der Vergangenheit soll für die Bewertung der heute beobachteten Veränderungen erfasst werden.

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