1 Einleitung
Der Engländer James Watt markierte mit der Erfindung der Dampfmaschine im Jahre 1769 den Beginn der industriellen Revolution. Damit gelang es dem Menschen erstmalig, unabhängig von Ort und Zeit die gespeicherte Energie aus fossilen Brennstoffen wie Kohle, Holz oder später Öl in Form von mechanischer Energie bereit zu stellen. Als Folge davon entwickelte sich nach einem wirtschaftlichen und sozialen Wandel die moderne industrielle Gesellschaft, die sich durch einen bis heute stark ansteigenden Energiebedarf auszeichnet. Mitte des 20. Jahrhunderts begann der Mensch zudem mit der Nutzung der Atomkernspaltungsenergie zur Stromgewinnung und war so erstmalig in der Lage, auch fossil mineralische Energieträger zur Sättigung des gesteigerten Energiebedarfs einzusetzen. Heute gehören die Energie- und damit auch die Stromversorgung zu den zentralen infrastrukturellen Aufgaben eines Landes, denn eine ausreichende Energieversorgung bildet die Basis für die meisten Bereiche, die den Lebensstandard jedes Einzelnen mehren. So zieht sich das Thema Stromversorgungssicherheit in Deutschland und Europa durch viele Bereiche unserer Gesellschaft. Veränderungen in jedem dieser Bereiche leiten immer wieder aufs Neue Debatten zu diesem Thema ein. Es zeigt sich schnell, dass diese Debatten im Wesentlichen auf vier grundsätzlichen Aspekten unseres gesellschaftlichen Zusammenlebens basieren, nämlich den wirtschaftlich, soziologisch, technisch und ökologisch motivierten Fragestellungen, die zu ganz unterschiedlichen Leitfragen führen und deren Beantwortung zur Sicherung unseres Strombedarfs beiträgt.
Von vorrangiger Bedeutung sind oftmals die wirtschaftlichen Aspekte, denn Deutschland und auch die Europäische Union sind zurzeit in einem hohen Maße von der externen Energieträgerversorgung abhängig. Die drastische Erhöhung des Rohöl-Weltmarktpreises Anfang 2000 rief der europäischen Union spürbar die damit verbundene wirtschaftliche Abhängigkeit in Erinnerung. Momentan wird der deutsche Bedarf an Energieträgern zur Stromerzeugung zu etwa 40 Prozent aus Einfuhren gedeckt. Im Jahr 2020 wird dieser Anteil auf über 60 Prozent anwachsen, wenn die derzeitige Trendentwicklung anhält. [...]
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Abschätzung des künftigen Bedarfs an elektrischer Energie in Deutschland
2.1 Demographische Entwicklungen der Bevölkerung in Deutschland
2.1.1 Entwicklung der Geburtenhäufigkeit
2.1.2 Entwicklung der Lebenserwartung
2.1.3 Entwicklung der Außenwanderung
2.1.4 Zusammenfassung der Prognosen
2.2 Korrelation zwischen wirtschaftlicher Produktivität und Energiebedarf
2.3 Entwicklung des effizienten und rationellen Umgangs mit Energie
2.3.1 Potenzial des Technologischen Fortschritts
2.3.2 Möglichkeiten zur Reduktion des Strombedarfs durch Energiesparen
2.3.3 Rationelle Energienutzung
2.4 Bisherige und zukünftige Entwicklung des Bedarfs an elektrischer Energie
2.5 Entwicklung des Bedarfs an Kraftwerkskapazitäten auf Basis der Stilllegungskurve des Bundesumweltamtes
2.6 Das Protokoll von Kioto und die Folgen für die Energiepolitik
2.6.1 Der Treibhauseffekt
2.6.2 Die Vereinbarungen aus dem Protokoll von Kioto
3 Die Nutzung der Atomkernspaltungsenergie
3.1 Kraftwerkstypen
3.1.1 Leichtwasser-Reaktoren (LWR)
3.1.2 Schwerwasser-Reaktoren (HWR)
3.1.3 Graphitmoderierte Leichtwasser-Reaktoren (RBMK)
3.1.4 Gasgekühlte und graphitmoderierte Reaktoren (GGR und Advanced GGR)
3.1.5 Hochtemperatur-Reaktoren (HTR)
3.1.6 Brut-Reaktoren (BR)
3.1.7 Heizreaktoren
3.2 Geschichtliche Entwicklung der Nutzung der Atomkernspaltungsenergie
3.3 Die Vereinbarung zum Ausstieg aus der Atomkernenergienutzung in Deutschland
3.3.1 Befristung der Regellaufzeiten der Kernkraftwerke (KKW)
3.3.2 Flexible Handhabung der Reststrommengen
3.3.3 Begrenzung der Nutzungsdauer durch festgelegte Strommengen
3.3.4 Entsorgung von radioaktiven Reststoffen
3.3.5 Art und Umfang der radioaktiven Reststoffe
3.3.6 Das Verhalten der europäischen Nachbarländer
4 Potenziale zur Strombedarfsdeckung in Deutschland
4.1 Fossile Energieträger
4.1.1 Vorräte an fossilen Energieträgern
4.1.2 Kraftwerkskonzepte zur Umwandlung fossiler Energieträger in elektrische Energie
4.1.2.1 Kondensationskraftwerke
4.1.2.2 Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) Entnahmekraftwerke
4.1.2.3 Gas- und Dampfturbinen (GuD) Kraftwerke
4.1.3 Spezifische Investitionskosten fossil befeuerter Kraftwerke (in Preisen von 2002)
4.1.4 Umweltgefährdung durch die Nutzung fossiler Energieträger
4.2 Strom aus erneuerbaren Energiequellen
4.2.1 Windenergienutzung – Offshore und Onshore
4.2.2 Nutzung des direkten Sonnenlichts zur Erzeugung von elektrischer Energie
4.2.3 Nutzung der Wasserkraft
4.2.4 Nutzung von Biomasse
4.2.5 Nutzung anderer Energieträger zur Stromgewinnung
5 Szenarien zur Deckung des zukünftigen Strombedarfs in Deutschland
5.1 Veröffentlichte Szenarien zur Strombedarfsdeckung
5.1.1 Das Referenzszenario der Enquete Kommission „Nachhaltige Energieversorgung“ des 14. Deutschen Bundestages von 27. Mai 2003
5.1.2 Der Energiebericht des Bundeswirtschaftsministeriums vom 27.11.2001
5.1.3 Das Strategiepapier „Anforderungen an die zukünftige Energieversorgung“ des Umweltbundesamtes Berlin vom 15. August 2003
5.2 Entwicklung eines Szenarios anhand der Prognosen dieser Arbeit
6 Resümee und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, unter Berücksichtigung demographischer, technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Aspekte eine Strategie zur Erneuerung des deutschen Kraftwerksbestandes bis zum Jahr 2020 zu entwickeln. Im Zentrum steht dabei die Bewältigung des politisch beschlossenen Atomausstiegs sowie die Einhaltung nationaler Klimaschutzvorgaben bei gleichzeitiger Sicherstellung einer effizienten Stromversorgung.
- Demographische Rahmenbedingungen und deren Einfluss auf den Strombedarf
- Technologische Potenziale fossil befeuerter Kraftwerke und Steigerung der Energieeffizienz
- Nutzung und Ausbau erneuerbarer Energiequellen (Wind, Sonne, Wasser, Biomasse)
- Strategien zur Strombedarfsdeckung unter Berücksichtigung von Klimaschutzzielen (Kioto-Protokoll)
- Wirtschaftliche und regulatorische Instrumentarien der Energiepolitik
Auszug aus dem Buch
Die Vereinbarung zum Ausstieg aus der Atomkernenergienutzung in Deutschland
Im Folgenden wird erläutert, welche Eckpunkte die Novellierung des Atomgesetzes zur geordneten Beendigung der Nutzung der Atomkernenergie zur Gewinnung von Strom in Deutschland umfasst.
3.3.1 Befristung der Regellaufzeiten der Kernkraftwerke (KKW)
Die Regellaufzeit der Kernkraftwerke wird generell auf etwa 32 Jahre seit Inbetriebnahme befristet. Diese Laufzeit begrenzt die Menge des radioaktiven Abfalls, der durch den Betrieb der Kernkraftwerke entsteht. Die folgende Tabelle 3.1 gibt eine Übersicht der dem Atomgesetz zugrunde liegenden Restlaufzeiten der einzelnen KKW [ATOM02].
Das KKW Mülheim–Kärlich wurde 1988, nach zweijähriger Bauzeit, von der RWE ans Stromnetz genommen. Allerdings erfolgte nach 13 Monaten Betrieb ein durch ein Gerichtsurteil erwirkter Betriebsstopp, der durch einen formaljuristischen Fehler bei der Planung ausgelöst wurde. Dem Kraftwerk wurde die Produktion einer Reststrommenge von 107,25 TWh zugesprochen. Da dieses Kraftwerk im Jahr 2002 endgültig abgeschaltet wurde, kann die vereinbarte Reststrommenge auf andere Kernkraftwerke übertragen werden. Dies entspricht einer Verlängerung der Betriebserlaubnis von durchschnittlich neun Monaten pro Kraftwerk.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Einleitung beleuchtet die historische Entwicklung des Energiebedarfs seit der industriellen Revolution und definiert die zentralen wirtschaftlichen, soziologischen, technischen und ökologischen Aspekte der künftigen Stromversorgungssicherheit in Deutschland.
2 Abschätzung des künftigen Bedarfs an elektrischer Energie in Deutschland: Dieses Kapitel analysiert demographische Entwicklungen, wirtschaftliche Korrelationen sowie Effizienzpotenziale, um Prognosen für den Strombedarf bis 2020 abzuleiten und die Konsequenzen der Klimaschutzpolitik einzuordnen.
3 Die Nutzung der Atomkernspaltungsenergie: Hier werden unterschiedliche Kraftwerkstypen erläutert, die historische Entwicklung der Kernenergienutzung dargestellt und die rechtlichen Rahmenbedingungen des Atomausstiegs sowie die Entsorgung radioaktiver Reststoffe detailliert analysiert.
4 Potenziale zur Strombedarfsdeckung in Deutschland: Das Kapitel untersucht die Verfügbarkeit und Umwandlungstechniken fossiler Brennstoffe sowie erneuerbarer Energien wie Wind, Sonne, Wasser und Biomasse hinsichtlich ihrer Eignung für den zukünftigen Energiemix.
5 Szenarien zur Deckung des zukünftigen Strombedarfs in Deutschland: Anhand veröffentlichten Szenarien und eigener Prognosedaten wird eine Strategie für die Gestaltung des Kraftwerksbestandes entwickelt, die sowohl Klimaziele als auch ökonomische Machbarkeit berücksichtigt.
6 Resümee und Ausblick: Das Fazit fasst die Ergebnisse der Untersuchung zusammen und betont die Notwendigkeit eines verantwortungsbewussten Umgangs mit Energie zur Sicherung einer nachhaltigen Versorgung künftiger Generationen.
Schlüsselwörter
Strombedarfsdeckung, Kernenergie, Atomkraftwerke, fossile Energieträger, Erneuerbare Energien, Klimaschutz, Kohlendioxid-Emissionen, Energieeffizienz, Kraftwerkskapazitäten, Nachhaltigkeit, Energiepolitik, Stromerzeugung, Umwandlungstechnik, Emissionshandel, Deutschland
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Strategie zur Erneuerung des deutschen Kraftwerksbestandes bis zum Jahr 2020 unter Berücksichtigung des politisch beschlossenen Atomausstiegs und ökologischer Nachhaltigkeitsziele.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themenfelder umfassen die demographische Entwicklung, die Effizienzsteigerung bei der Stromerzeugung, das Potenzial fossiler und erneuerbarer Energieträger sowie die rechtlichen und ökologischen Herausforderungen der Energiewende.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist es, auf Basis einer fundierten Analyse des Strombedarfs und der verfügbaren Technologien ein Szenario für eine nachhaltige Kraftwerksstruktur in Deutschland bis 2020 aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer interdisziplinären Analyse, die demographische Prognosen, energetische Wirkungsgrade, wirtschaftliche Kennzahlen und klimapolitische Szenarien (u.a. unter Einbeziehung des Kioto-Protokolls) kombiniert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert detailliert den Energiebedarf, die verschiedenen Kernkraftwerkstypen und deren Ausstiegsregelung, die Nutzung fossiler Energieträger sowie Potenziale und Grenzen erneuerbarer Energiequellen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Strombedarfsdeckung, Kernenergie, Erneuerbare Energien, Klimaschutz, Nachhaltigkeit und Energieeffizienz charakterisiert.
Welche Rolle spielt der Atomausstieg in dieser Arbeit?
Der Atomausstieg bildet einen zentralen Ausgangspunkt der Arbeit; es wird erläutert, wie der Wegfall der Kernkraftwerkskapazitäten durch alternative Energieträger und Effizienzmaßnahmen kompensiert werden kann.
Warum wird im Anhang das physikalische Prinzip der Kernspaltung erläutert?
Der Anhang dient dazu, die theoretischen physikalischen Zusammenhänge der Energiegewinnung durch Atomkernspaltung zu fundieren, um das Verständnis für die technische Komplexität und die Sicherheitsanforderungen von Kernkraftwerken zu vertiefen.
- Citar trabajo
- Ralf Jeß (Autor), 2004, Perspektiven zur Deckung des Bedarfs an elektrischer Energie in Deutschland bis 2020, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/30574
