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Titel
Mögliche Kraftwerksausbaupfade für Österreich bis 2050 ein Optimierungsmodell (Energie Wirtschaftlichkeit Umwelt) / Thomas Karl Schuster
VerfasserSchuster, Thomas Karl
Begutachter / BegutachterinHarhammer, Peter G. ; Müller, Herbert
Erschienen2005
Umfang262 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2005
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Österreich / Kraftwerk / Ausbau <Bauwesen> / Planung / Prognose 2010-2050
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-17099 Persistent Identifier (URN)
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Mögliche Kraftwerksausbaupfade für Österreich bis 2050 ein Optimierungsmodell (Energie Wirtschaftlichkeit Umwelt) [4.19 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die europäische Energiewirtschaft befindet sich seit mehr als zehn Jahren in einer nachhaltigen Veränderungsphase. Seitens der Gesetzgeber werden verschärfte Umweltschutzbestimmungen verordnet, der Preis für fossile Primärenergien steigt stetig an. Zahlreiche Kraftwerke werden daher außer Betreib genommen. Dem steht jedoch die Steigerungsrate des Verbrauches an elektrischer Energie von 2,0 - 2,5% p.a. in den alten beziehungsweise von 2,5 - 4,0 % p.a. in den neuen EU Ländern gegenüber.

Unter den oben genannten Voraussetzungen wurde das vorliegende Entscheidungsunterstützende Modell mittels der Gemischt-Ganzzahligen Linearen Programmierung (GGLP) auf Basis langfristiger Szenariotechnik, am Beispiel Österreich entwickelt. In drei Hauptszenarien, welche sich jeweils in fünf Unterszenarien gliedern, wird gezeigt, mit welchen Kraftwerkstypen sowohl die Verbraucherleistung als auch die elektrische Energie gedeckt werden kann und es werden Investitions- und Betriebskosten berechnet. Um auch einen Vergleich der Szenarien aus Sicht eines Verbrauchers zu erhalten, werden die Stromgestehungskosten der Szenarien ermittelt und gegenüber gestellt. Die möglichst genaue Abbildung des Energiesystems, bestehend aus thermischen Kraftwerken, Wasserkraftwerken, Photovoltaikanlagen, Windanlagen, Brennstoff-zellen, Spotmarkt, sowie Import/Export für langfristige Szenariorechnungen, liefert richtungweisende Ausbaupfade für die untersuchten Kraftwerkstypen.

Der Betrachtungszeitraum beträgt 40 Jahre, beginnend mit dem Jahr 2010.

Der Startzeitpunkt 2010 wird gewählt, um eine Vorlaufzeit für Planung und Behördenverfahren zu berücksichtigen.

Der Vergleich des Referenzszenarios, das die herkömmliche angewendete Kraftwerksausbauplanung beschreibt, mit dem präferenzierten Ausbauplanungs-modell, welches sich durch einen Erzeugungsmix von konventionellen Kraftwerken und mindestens zehn Prozent erneuerbaren Energieerzeugern charakterisieren lässt, zeigt, dass die monetäre Differenz 89 Mrd. EUR beträgt, um zu einem nachhaltigen Stromerzeugungssystem zu gelangen. Eine Reduzierung des Luftschadstoffausstoßes ist ebenfalls die Folge.

Eine deutliche Kostensteigerung ist bei Ausbauplanungsansätzen ausschließlich auf Basis erneuerbarer Energieerzeuger gegenüber dem Referenzszenario zu beobachten (752 Mrd. EUR bzw. 777 Mrd. EUR). Diese Steigerung basiert auf den höheren Investitionskosten der erneuerbaren Energieerzeuger und der hohen Anzahl der benötigten neuen Kraftwerke zur Deckung der Verbraucherleistung und -energie. Der Ausstoß der Luftschadstoffe wird um ein vielfaches reduziert. Bereits ab 2013 liegen die Stromgestehungskosten so hoch, dass die Endkunden, entsprechend den der Untersuchung zugrunde liegenden Annahmen, nicht mehr bereit sind, diese zu finanzieren. Das Ergebnis der Kraftwerksausbauplanungsoptimierung zeigt, dass ein Übergang von der derzeitigen Ausbauplanungspolitik auf ein Konzept, welches ausschließlich auf erneuerbaren Energieträgern basiert, NICHT finanzierbar ist.

Zusammenfassung (Englisch)

The European energy industry is for more than ten years in a sustainable change phase. On the part of the legislators increased environment protection regulations are prescribed, the price of fossil fuels rises on. Hence, on the one hand numerous power stations are taken out of run. On the other hand, the growth rate of the consumption of electric energy is about 2.0 - 2.5% p.a. in the old and 2.5 - 4.0% p.a.

in the new EU countries.

Under above conditions a present decision support model using Mixed Integer Linear Programming (MILP) on basis of long-term scenario technology was developed on example of Austria. In three main scenarios, each of them are composed in five underscenarios, will be shown with which power stations types the consumer's demand as well as the electric energy demand can be covered. The investment and operating costs are also calculated. To compare the scenarios of the point of view of consumers, the electricity production costs of the scenarios are determined and compared. The exact reproduction of the energy system, consisting of thermal power stations, hydro power stations, solar panels, wind power plants, fuel cells, as well as import / export for long-term scenario calculations gives direction to extension paths for examined power stations. The period under consideration amounts 40 years, beginning with 2010.

The starting time 2010 is chosen to implement enough time for planning and public authority procedures.

The comparison of the reference scenario which describes the conventional expansion planning, with the favour expansion planning model which can be characterized by a production mix by conventional power stations and at least ten percent of renewable energy producers shows the monetary difference of 89 Bn. EUR to reach a sustainable production system. The air pollution will also be reduced.

A cost increase become apparent in expansion planning only based on renewable energy producers compared with the favour scenario (752 Bn. EUR or 777 Bn. EUR). This increase is based on the higher investment costs of the renewable energy producers and the high number of the required new power stations for the cover of the consumer's demand and energy. The output of the aerial pollutants will be much reduced. Already from 2013 the energy production costs are on such a high level, that the end customers, according to the underlying presumptions to investigation, are no more prepared to finance this system.

The final result of the power expansion planning optimization shows that a change of the present conventional planning policy into a power generation exclusively based on renewable energy sources is NOT affordable.