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ENERGIETRANSPORT -SPEICHERUNG UND -VERTEILUNG (TSV) WS 20032004 Prof Dr-Ing E Sauer Universitaumlt Duisburg-Essen Campus Essen FB 12 Technologie und Didaktik der Technik (TUD) V15 S02 C51 Tel 0201183-2642 Fax 0201183-2637 E-Mail erichsaueruni-essende Homepage httpwwwtuduni-essende2indexhtm Prof Dr rer nat P Winske Campus Essen FB 12 Energie- und Kraftwerkstechnik (EKT) Vorlesung Wahlpflichtfach fuumlr Studienrichtung Energietechnik (DII) Vorlesung Wahlpflichtfach fuumlr Lehramt SII GeGym Fach Technik INHALTSVERZEICHNIS Seite 1 ZIELSETZUNG ABGRENZUNG ENERGIEBEGRIFFE 4 2 TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN 6

21 Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiemarkt 6 22 Transport von Erdoumll 8

221 Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesgebiet 8 222 Der Mineraloumllfluss von der Quelle bis zum Verbraucher 9 223 Erdoumll-Tankertransport 9

2231 Entwicklung und Technik beim Tankertransport 9 2233 Kosten beim Tankertransport 10 2234 Umweltaspekte 11

224 Erdoumll-Pipelinetransport 11 2241 Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik 11 2242 Einzelkomponenten und Hilfsgeraumlte 12 2243 Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport 13 2244 Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pipelines 17

225 Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligentransport von Erdoumll 18 23 Transport von Erdgas 19

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet 19 232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher 19 233 Erdgas-Pipelinetransport 20

2331 Entwicklung Situation und Technik 20 2332 Einzelkomponenten und Infrastruktur beim Erdgas-Pipelinetransport 20

234 Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker 23 2343 Kosten beim LNG-Tankertransport 24

235 Sonstige Transportarten fuumlr LNG 24 24 Transport von Steinkohle 25

241 Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher 25 242 Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle 25 243 Bahntransport von Steinkohle 26

2431 Streckennetz und heutige Zugtechnik 26 2433 Kosten beim Bahntransport 26

244 Schiffstransport von Steinkohle 27 2441 Bundeswasserstraszligen und heutige Schiffstypen 27 2443 Kosten beim Schiffstransport 27

245 Hydraulischer Transport von Steinkohle 28 2451 Stand der Technik beim hydraulischen Transport 28 2452 Einzelkomponenten und Probleme 28 2453 Kosten 28

246 Transportkostenvergleich bei der Stromerzeugung mit Steinkohle 29 25 Transport von Braunkohle 30

252 Angebot und Nachfrage bei der Braunkohle 31 253 Bandtransport von Braunkohle 31

2532 Kosten beim Bandtransport 31

2

254 Bahntransport von Braunkohle 32 2541 Technik und Einzelkomponenten 32 2541 Kosten beim Bahntransport 32

255 Transport von Staubkohle 32 3 TRANSPORT VON SEKUNDAumlRENERGIEN 33

31 Der Sekundaumlrenergiemarkt in der Bundesrepublik Deutschland 33 32 Transport elektrischer Energie 34

321 Elektrischer Energiefluss und derzeitige Verhaumlltnisse 34 322 Transport uumlber Freileitungen 36

3221 Technik der Freileitungen 36 3222 Der Betrieb von Freileitungen 37 3223 Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitungen 37

323 Transport uumlber Kabel 37 3231 Kabeltechnik 37 3233 Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrecken 38

324 Einzelkomponenten 38 3241 Transformatoren 38 3242 Schaltanlagen 38

325 Netzverluste 38 327 Transportkosten 39

33 Transport von Fernwaumlrme 41 331 Energiefluss Definitionen und Situation der Fernwaumlrmeversorgung 41 332 Transport von Heiszligwasser uumlber Rohrleitungern 42

3321 Netzlaumlngen und und derzeitige Technik 42 3322 Einzelkomponenten 43 3323 Kosten 43

3 4 Transport von Mineraloumllprodukten 45 341 Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltnisse 45 342 Transport uumlber Fertigproduktenpipeline 45

3421 Situation und Technik 45 3422 Kosten 46

343 Transport mit Tankschiffen 46 3431 Situation und Technik 47 3432 Kosten 47

344 Transport mit Eisenbahnkesselwagen 47 3441 Situationsbeschreibung und Technik 48 3442 Kosten 48

35 Transport von Gasen 49 36 Transport von festen Brennstoffen 49

4 SPEICHERUNG VON ENERGIE 50 41 Feste Energietraumlger 51

411 Haldenlagerung 51 412 Hallen- und Bunkerlagerung 51 413 Kosten der Lagerung 51

42 Fluumlssige Energietraumlger 52 421 Ober- und unterirdische Tanklagerung 52 422 Unterirdische Speicher 53 423 Kosten der Lagerung von fluumlssigen Energietraumlgern 54

43 Gasfoumlrmige Energietraumlger 55 431 Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Energie Gas 55 432 Gasbehaumllterspeicherung 55 433 Untertagegasspeicher 55 434 LNG- und LPG-Speicher 57

3

435 Kosten 57 44 Thermische Energiespeicher 59

441 Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der Raumheizung 59 442 Warmwasserspeicher 59

4421 Kurzzeitspeicher 59 4422 Langzeitspeicher 60

443 Latentenergiespeicher 60 444 Thermische Feststoffspeicher 61 445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher 62

45 Speicherung elektrischer Energie 63 451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen 63 452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen 63 453 Dampfspeicher-Anlagen 63 454 Elektrochemische Speicher 63 455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten 64

5 VERTEILUNG VON ENERGIE 65 51 Feste Brennstoffe 65 52 Fluumlssige Brennstoffe 65 53 Gasfoumlrmige Brennstoffe 65 54 Heiszligwasser 66 55 Verteilung elektrischer Energie 66

6 LITERATURVERZEICHNIS 67 Hinweise Die Nummerierung im Inhaltsverzeichnis bei den Bildern und Tabellen bezieht

sich auf das Buch 4 im Literaturverzeichnis das Grundlage dieser Vorlesung ist Das Buch 4 bdquoSauer E Zeise R Energietransport -speicherung und -verteilungldquo ist in der Ingenieurwissenschaftlichen Bibliothek der Universitaumlt Duisburg-Essen Campus Essen unter der Signatur bdquo41 ZPH 751-11+4ldquo ausleihbar Die optimale Nutzung der Verknuumlpfungen mit anderen PDF-Dokumenten und HTML-Seiten wird erst durch den neuesten Acrobat-Reader gewaumlhrleistet Installation siehe PlugInViewer Download

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435 Kosten 57 44 Thermische Energiespeicher 59

441 Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der Raumheizung 59 442 Warmwasserspeicher 59

4421 Kurzzeitspeicher 59 4422 Langzeitspeicher 60

443 Latentenergiespeicher 60 444 Thermische Feststoffspeicher 61 445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher 62

45 Speicherung elektrischer Energie 63 451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen 63 452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen 63 453 Dampfspeicher-Anlagen 63 454 Elektrochemische Speicher 63 455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten 64

5 VERTEILUNG VON ENERGIE 65 51 Feste Brennstoffe 65 52 Fluumlssige Brennstoffe 65 53 Gasfoumlrmige Brennstoffe 65 54 Heiszligwasser 66 55 Verteilung elektrischer Energie 66

6 LITERATURVERZEICHNIS 67 Hinweise Die Nummerierung im Inhaltsverzeichnis bei den Bildern und Tabellen bezieht

sich auf das Buch 4 im Literaturverzeichnis das Grundlage dieser Vorlesung ist Das Buch 4 bdquoSauer E Zeise R Energietransport -speicherung und -verteilungldquo ist in der Ingenieurwissenschaftlichen Bibliothek der Universitaumlt Duisburg-Essen Campus Essen unter der Signatur bdquo41 ZPH 751-11+4ldquo ausleihbar Die optimale Nutzung der Verknuumlpfungen mit anderen PDF-Dokumenten und HTML-Seiten wird erst durch den neuesten Acrobat-Reader gewaumlhrleistet Installation siehe PlugInViewer Download

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1 ZIELSETZUNG ABGRENZUNG ENERGIEBEGRIFFE Heutige Energieversorgung Energie- und Technikmix Viele Energietraumlger und Techniken (TSV Transport Speicherung Verteilung)

viele Veroumlffentlichungen zu einem Energietraumlger und einer Technik Ziel Ganzheitliche Darstellung aller Energieversorgungswege vom Ort der Foumlrderung bis zum

Endabnehmer (Woher Womit Wohin) Aussage uumlber genauen Weg eines Liters Benzin nicht moumlglich

aber z B - Vorstellung welche moumlglichen Wege und Aufwand - Begruumlndung zu Strom uumlber Freileitungen und bei hohen Spannungen - Erlaumluterung zu Gas beim Kunden nicht speicherbar - etc

Definition Energietransport Befoumlrderung von Energietraumlgern mit 3 Kriterien

- groszlige Mengenhohe Leistungen - weite Entfernungen - wenig Abnehmer

rarr Folie Seetransport von Erdoumll im Jahre 1989 1 S 4 Beispiel Erdoumll - Supertanker 500000 t

- Saudi Arabien-Europa 20000 km (ein Weg) - uumlber HafenPipeline zu 14 Raffinerien in Deutschland an 12 Or- ten (2002) httpwwwmwvde

Definition Energiespeicherung Reservehaltung von Energietraumlgern aus 3 Gruumlnden - Ausgleich Angebot und Nachfrage (Technik Wirtschaft-

lichkeit Komfort) - Versorgungssicherheit (Kohlelager bei Kraftwerken Erdoumll-

reserve Bund) - Absatzschwierigkeiten (Kohlehalden)

Beispiel Erdgas Erdgasspeicher Bierwang (unterirdisch ehemalige Gaslagerstaumltte) - 1300sdot106 m3 Arbeitsgas - Ausgleich Sommer- und Winternachfrage

Definition Energieverteilung Befoumlrderung von Energietraumlgern mit 3 Kriterien - kleine Mengengeringe Leistungen - kurze Entfernungen - viele Abnehmer Beispiel Strom - 10-20 kW Haus-Wohnungsanschluss

3000 bis 3600 kWh pro Jahr und Tarifkunde - einige Meter - 16sdot106 Gebaumlude 36sdot106 Haushalte

rarr Folie bdquoWohnungen mit Erdgasheizung in Deutschlandldquo

2 Bild 3 3 S 6 Ausgabe 2000

Beispiel Erdgas 168sdot106 Wohnungen (453 von 371 Mio Wohnungsbestand) 2001 mit Erdgas beheizt httpwwwruhrgasde

5

rarr Folie 11 bdquoEnergiebegriffe und Energieflussldquo 4 S 1

Bildaufbau 4 Energiebloumlcke 2 Umwandlungsbloumlcke dazwischen TSV rArr Bild an Tafel Bloumlcke der Energietraumlger und Umwandlungstechniken Definition Fossile Primaumlrenergietraumlger Energierohstoffe die natuumlrlich auf Erde vorhan-

den sind (Kohle Erdoumll Erdgas) Ursprung tie-risch oder pflanzlich

Definition Sekundaumlrenergie Energien nach einer technischen Umwandlung (Mineraloumll-

produkte Raffinerie) leitungsgebundene Energien (Elektri-sche Energie Kraftwerk Fernwaumlrme Heizwerk)

Definition Endenergie Energieangebot beim Verbraucher vor der letzten technischen Um-

wandlung (z B Heizoumll Benzin Strom) Definition Nutzenergie Endenergie nach Abzug der Verluste und Ziel der Nutzung

Beispiel Gluumlhbirne TG asymp 2500 degC = 273 K + 2500 K = 2773 K Sonne TS asymp 5500 degC = 5773 K

Gluumlhbirne rarr Ziel der Nutzung asymp 5 sichtbares Licht λ = 400-760 nm (n = Nano =

10-9) mit maximaler Empfindlichkeit des menschlichen Auges bei λ(E = max) = 555 nm (Strahlungsspektrum) Verluste asymp 95 Abwaumlrme

6

2 TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN

21 Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiemarkt

rarr Folie 21 bdquoPrimaumlrenergieverbrauch der Welt in 109 t SKEldquo 5 S 539 Weltprimaumlrenergieeinsatz (PE) nach 6 httpwwwgvstde und 7 httpwwwweltenergieratde (ohne Holz Torf und sonstige nicht kommerziell gehandelte Brennstoffe) Jahr 1973 1995 2000 2020 Einwohner x 109 E 40 57 60 80 PE x 109 t SKEa 859 1224 (+17 mit ) 136 19 rarr Folie 21a bdquoWeltenergieverbrauch nach Energietraumlgernldquo 7 S 20 2000 Anteile Welt in Erdoumll 36 Kohle 22 Erdgas 22 Kernenergie 7 Wasser 2 Ergebnis Welt Ansteigende Tendenz rarr Folie 22 bdquoEnergieverbrauch in Deutschlandldquo 6 Ausgabe 2001 S 16 Primaumlrenergie-Einsatz Deutschland (PE alte und neue Bundeslaumlnder BL) nach 6 und 8 httpwwwmwvde Jahr 1970 1985 1995 2000 Einwohner x 106 E 790 776 815 815 PE x 106 t SKEa 441 514 487 484 rarr Folie 22a bdquoPrimaumlrenergieverbrauch nach Energietraumlgern in Deutschland 1999ldquo 3 Ausgabe 2000 S 4 2000 Anteile Deutschland in Erdoumll 39 Kohle 24 Erdgas 21 Kernenergie 13 Sonstige 3 (Wasser 1 und andere) Ergebnis Deutschland Aumlhnliche Anteile wie in Welt

Stagnierendeabnehmende Tendenz

rarr Folie 22b bdquoEnergielieferanten Deutschlandsldquo 5 S 538 Ergebnis Energielieferanten Groszlige MengenVolumina Weite Entfernungen rArr Logistikproblem Beispiel fuumlr groszlige Volumina Gesamtes Gasaufkommen Deutschland 1993

am10104

akWh101015PE

399

Gas sdotequivsdot=

Annahme Gas auf der Flaumlche von Deutschland verteilt (1 bar 0 degC)

a

cm30am0292

akm356000m10104

AVh 2

39

BRD

GasG asymp=

sdotsdot==

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2 TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN

21 Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiemarkt

rarr Folie 21 bdquoPrimaumlrenergieverbrauch der Welt in 109 t SKEldquo 5 S 539 Weltprimaumlrenergieeinsatz (PE) nach 6 httpwwwgvstde und 7 httpwwwweltenergieratde (ohne Holz Torf und sonstige nicht kommerziell gehandelte Brennstoffe) Jahr 1973 1995 2000 2020 Einwohner x 109 E 40 57 60 80 PE x 109 t SKEa 859 1224 (+17 mit ) 136 19 rarr Folie 21a bdquoWeltenergieverbrauch nach Energietraumlgernldquo 7 S 20 2000 Anteile Welt in Erdoumll 36 Kohle 22 Erdgas 22 Kernenergie 7 Wasser 2 Ergebnis Welt Ansteigende Tendenz rarr Folie 22 bdquoEnergieverbrauch in Deutschlandldquo 6 Ausgabe 2001 S 16 Primaumlrenergie-Einsatz Deutschland (PE alte und neue Bundeslaumlnder BL) nach 6 und 8 httpwwwmwvde Jahr 1970 1985 1995 2000 Einwohner x 106 E 790 776 815 815 PE x 106 t SKEa 441 514 487 484 rarr Folie 22a bdquoPrimaumlrenergieverbrauch nach Energietraumlgern in Deutschland 1999ldquo 3 Ausgabe 2000 S 4 2000 Anteile Deutschland in Erdoumll 39 Kohle 24 Erdgas 21 Kernenergie 13 Sonstige 3 (Wasser 1 und andere) Ergebnis Deutschland Aumlhnliche Anteile wie in Welt

Stagnierendeabnehmende Tendenz

rarr Folie 22b bdquoEnergielieferanten Deutschlandsldquo 5 S 538 Ergebnis Energielieferanten Groszlige MengenVolumina Weite Entfernungen rArr Logistikproblem Beispiel fuumlr groszlige Volumina Gesamtes Gasaufkommen Deutschland 1993

am10104

akWh101015PE

399

Gas sdotequivsdot=

Annahme Gas auf der Flaumlche von Deutschland verteilt (1 bar 0 degC)

a

cm30am0292

akm356000m10104

AVh 2

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BRD

GasG asymp=

sdotsdot==

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rarr Folie Tab 21 bdquoVorraumlte fossiler Primaumlrenergietraumlgerldquo 9 S 1109 6 Ausgabe 1995 S 8 Achtung bei Vorraumlten Unterscheidung notwendig zwischen - geologischen Vorraumlten Vg - wirtschaftlich gewinnbaren Vorraumlten Vwg Beispiel Welt 1994 VgWelt = 10385 Mrd t SKE VwgWelt = 1151 Mrd t SKE asymp 10 middot VgWelt

rarr Folie zu Tab 21 bdquoWirtschaftlich gewinnbare Weltvorraumlte und -verbrauch 2000 von Kohle Erdoumll und Erdgasldquo 6 Ausgabe 2001 S 20

Energiereserven (wirtschaftl gewinnbar) ne statisch = f(P Preise T Technik E Exploration)

rarr Folie zu Tab 21 bdquoZunahme der Erdoumll- und Erdgasreserven und ihrer statischen Reichweiteldquo 7 S 12

Ergebnis Beispiel Ergas 1970 ca 40 a 2000 ca 70 a Grenzen des Wachstum rarr Wachstum der Grenzen

rArr Bild an Tafel bdquoDreidimensionale Darstellung der Reserven = Funktion von rarr Nachweissicherheit E (Start Achsenkreuz sicher) uarr Bauwuumlrdigkeit P (Start Achsenkreuz billig)

GewinnbarkeitTechnik T (Start Achsenkreuz einfach) 3 Bloumlcke 1 bisheriger Verbrauch (bV) 2 wirtschaftlich gewinn-

bare Vorraumlte (wgV) 3 geologische Vorrauml-teRessourcen (gV)ldquo

Energiereserven Steinkohle w g BRD(1995) 24sdot109 t Welt(1995) 521sdot109 t Situation Welt (2000) w g Reserven (Kohle Erdoumll Erdgas) asymp 1180 Mrd t SKE Jahresverbrauch asymp 112 Mrd t SKEa

rarr Statische Reichweite = a1121180 asymp 105 Jahre

Fazit Wegen der derzeit noch verfuumlgbaren groszligen Mengen an fossilen Energietraumlgern ist nicht

Energieversorgung sondern Handhabung groszliger Massen- und Volumenstroumlme und der Reststoffe (Asche Abgas Abwasser) das Problem

Zukunft Weiterhin Transport Speicherung und Verteilung groszliger Primaumlrenergiemengen

(zunehmender Bedarf fuumlr Dritte Welt z B China) rarr Folie Tab 22 bdquoAusgewaumlhlte Stoffwerte fossiler Primaumlrenergietraumlgerldquo 4 S 9

Fuumlr Transporttechniken-mittel sind Stoffwerte von besonderer Bedeutung wegen - Lade- (Masse) und Volumenkapazitaumlt

8

22 Transport von Erdoumll

rArr Verteilen bdquoMineraloumll-Zahlen 2002 MWVldquo 8 bdquoJahresbericht 2002 MWVldquo 10 Internet httpwwwmwvde

221 Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesgebiet Erdoumlleinsatz 2000 Welt 506sdot109 tSKE 40 Anteil am PE BRD insgesamt 1869sdot106 tSKE 386 Anteil am PE rarr Folie zu Tab 23 bdquoGeografische Verteilung der Weltoumllreserven 2001ldquo 10 Ausgabe 2001 S 10 Schwerpunkt Saudi Arabien rarr Groszlige politische Bedeutung

rarr Folie zu Tab 23 bdquoDie groumlszligten Foumlrder- und Verbraucherlaumlnder (in Mio t) 2001ldquo 10 Ausgabe 2001 S 9

Groumlszligter Verbraucher USA rarr Hohes Interesse an gesicherten Importen

rarr Folie Tab 23 bdquoHerkunftslaumlnder des in Deutschland eingesetzten Erdoumllsldquo 8 Ausgaben 1960 bis 2000

Deutschland Etwa 97 Importabhaumlngigkeit und seit 60er Jahre

starke Versorgungsstrukturaumlnderungen und Diversifikation

Laumlnderreihung Rohoumllversorgung Deutschland 2000 Land Menge in 106 ta Anteil in 1 GUS (UDSSR) 342 320 2 Norwegen 186 174 3 Groszligbritannien 130 122 4 Libyen 118 111 Inland 32 3 Insgesamt 1068 100 Groumlszligter Lieferant GUS rarr Oumlffnung der Grenzen Ergebnis 97 Import weite Entfernungen und Meere zwischen Lieferlaumlndern rarr Tankertransport (auszliger GUS) rarr Folie bdquoMineraloumllbilanz 2001ldquo 8 Ausgabe 2001 S 5 Ergebnis ca 106sdot106 t Erdoumlleinsatz ca 44sdot106 t Mineraloumllprodukteneinfuhr

rarr Folie zu Tab 24 bdquoRaffinerien und Pipelines 2001ldquo 10 Ausgabe 2001 S 22 Ergebnis Deutschland 2002 Raffinerien = 14 an 12 Standorten (meist im Inland)

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22 Transport von Erdoumll

rArr Verteilen bdquoMineraloumll-Zahlen 2002 MWVldquo 8 bdquoJahresbericht 2002 MWVldquo 10 Internet httpwwwmwvde

221 Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesgebiet Erdoumlleinsatz 2000 Welt 506sdot109 tSKE 40 Anteil am PE BRD insgesamt 1869sdot106 tSKE 386 Anteil am PE rarr Folie zu Tab 23 bdquoGeografische Verteilung der Weltoumllreserven 2001ldquo 10 Ausgabe 2001 S 10 Schwerpunkt Saudi Arabien rarr Groszlige politische Bedeutung

rarr Folie zu Tab 23 bdquoDie groumlszligten Foumlrder- und Verbraucherlaumlnder (in Mio t) 2001ldquo 10 Ausgabe 2001 S 9

Groumlszligter Verbraucher USA rarr Hohes Interesse an gesicherten Importen

rarr Folie Tab 23 bdquoHerkunftslaumlnder des in Deutschland eingesetzten Erdoumllsldquo 8 Ausgaben 1960 bis 2000

Deutschland Etwa 97 Importabhaumlngigkeit und seit 60er Jahre

starke Versorgungsstrukturaumlnderungen und Diversifikation

Laumlnderreihung Rohoumllversorgung Deutschland 2000 Land Menge in 106 ta Anteil in 1 GUS (UDSSR) 342 320 2 Norwegen 186 174 3 Groszligbritannien 130 122 4 Libyen 118 111 Inland 32 3 Insgesamt 1068 100 Groumlszligter Lieferant GUS rarr Oumlffnung der Grenzen Ergebnis 97 Import weite Entfernungen und Meere zwischen Lieferlaumlndern rarr Tankertransport (auszliger GUS) rarr Folie bdquoMineraloumllbilanz 2001ldquo 8 Ausgabe 2001 S 5 Ergebnis ca 106sdot106 t Erdoumlleinsatz ca 44sdot106 t Mineraloumllprodukteneinfuhr

rarr Folie zu Tab 24 bdquoRaffinerien und Pipelines 2001ldquo 10 Ausgabe 2001 S 22 Ergebnis Deutschland 2002 Raffinerien = 14 an 12 Standorten (meist im Inland)

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222 Der Mineraloumllfluss von der Quelle bis zum Verbraucher

rarr Folie 23 bdquoMineraloumll- und Mineraloumllproduktenfluss von der Quelle bis zum Verbrau-cherldquo 11 S 73

rarr Folie Tab 25 bdquoTransporte von Mineraloumll und seinen Produkten in Deutschland in

Mio taldquo 12 S 80 Transportstatistik (Bilanzraum deutsche Grenze) Rohoumll Deutschland 1997 Technik Menge in 106 ta Anteil in Eisenbahn E 09 Binnenschiff B 02 Straszligenguumlterfernverkehr S 00 Summe EBS 080 Mineraloumllfernleitungen 889 6880 Seeschiffahrt 393 3040 Summe 1293 10000 Menge 129sdot106 ta gt 106sdot106 ta wegen Doppeltransportgebrochener Verkehr Ergebnis 70 Pipeline weil die meisten Anlandehaumlfen im Ausland liegen (Weiter-

transport uumlber Grenze erfolgt uumlber Pipeline) + GUS-Lieferungen

30 Seeschiff (Tanker) deutsche Anlandehaumlfen (z B Wilhelmshaven Ham- burg)

223 Erdoumll-Tankertransport 2231 Entwicklung und Technik beim Tankertransport vor 1886 Transport in Faumlssern (barrel (engl Fass Tonne) 159 l equiv 136 kg) 1886 Gluumlckauf 2750 tdw Auszligenhaut als Transportbehaumllter Quer- und Laumlngs-

schotten (Versteifung des Schiffes Aufteilung des Laderaums in mehrere Bunker)

heute Supertanker bis 550000 tdw ab 6 6 1993 nur noch doppelwandige Tanker Uumlbergangszeit bis 2017 rarr Folie Tab 26 bdquoWelt-Tankerflotte nach Flaggen und Groumlszligenklassenldquo 12 S 74 Welt-Tankerflotte Jahr 1980 1997 Kapazitaumlt in 106 tdw 325 292 Anzahl 3258 3323 Durchschnittskapazitaumlt 99700 tdwTanker 88000 tdwTanker

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Begriffe zum Tankertransport RT equiv Registertonne (umbauter Raum) = 2832 m3 BRT equiv Bruttoregistertonne (gesamter umbauter Raum) NRT equiv Nettoregistertonne (verdienender Teil des umbauten Raumes = Erdoumll-

ladungsvolumen) BRTNRT equiv 13 tdw equiv tons dead weight (Ladungsangabe) = 1016 kg sm equiv Seemeile (Entfernungsangabe) = 1852 km (Saudi-Arabien - Europa

21000 km eine Strecke) kn equiv Knoten (Geschwindigkeitsangabe) = 1 smh = 1852 kmh (bis 30 kmh)

rarr Folie 24 bdquoAufbau und Daten eines VLCC-Turbinentankersldquo 13

TT240 VLCC = Very Large Crude Carrier - Aufbau 17 Ladeoumll und Sloptanks 4 Ballasttanks (zur Manoumlvrierfaumlhigkeit bei Leerfahrt) 3 Brennstofftanks (Bunkeroumll) 1 Sloptank (schmutziges Reinigungswasser)

sum 25 Tanks - Antrieb Dampfturbine oder Dieselmotoren - Besatzung fruumlher 40 Personen heute 20 Personen oder weniger

rarr Folie 25 bdquoDie wichtigsten Stationen einer Erdoumlltankerfahrtldquo 4 S 17 Ergebnis Moumlglichst kurzer Hafenaufenthalt (Gebuumlhren) Reinigung der Tanks waumlhrend der Ballastfahrt (Wasser Crude Oil = Rohoumll)

rarr Folie 27 bdquoDie Mineraloumllversorgung von Deutschland - Raffinerien - Pipelines - See-haumlfenldquo 14 S 274275 Auszug

Hafenbeschraumlnkungen Maximale Tankergroumlszligen (Wilhelmshaven 250000 tdw Triest

160000 tdw Brunsbuumlttel 140000 tdw Rostock 20000 tdw) 2233 Kosten beim Tankertransport

rarr Folie 28 bdquoSpezifische Investitionskosten in $tdw bei verschiedenen Tankergroumlszligen 1976ldquo 4 S 22

Ergebnisse bis zu bestimmter Groumlszlige Dieselmotorantrieb in Modulbauweise ab bestimmter Groumlszlige Dampfturbinenantrieb ab bestimmter Groumlszlige keine Abnahme der spezifischen Kosten Brennstoff fuumlr den Antrieb Bunkeroumll 140 td Saudi-Arabien - Europa ca 43 Energieeinsatz

im Vergleich zum Energieinhalt der Ladung heute 60 td (langsamere Fahrt bessere Antriebe)

rarr Folie Tab 27 bdquoTankertransportkosten 1976 fuumlr einen 210000 tdw Tanker auf der

Strecke Ras Tanura - Rotterdamldquo 4 S 24

rarr Folie 29 bdquoTankertransportkosten in $t fuumlr Erdoumll im Jahre 1976 bei der Fahrtroute Ras Tanura - Rotterdamldquo 4 S 24

11

Beispiel fuumlr Kosten 200000 tdw 41000 km Rundreise 40sdot106 $ 13 $t (BunkeroumllHafengebuumlhr 51 )

ab bestimmter Groumlszlige keine Reduzierung der spezifischen Transport-kosten Vor-Nachteil groumlszligere Menge pro Fahrt

Frachtraten werden von der Marktlage bestimmt und koumlnnen sehr unterschiedlich sein

zu den Kosten Frachtraten-Anzeiger (Marktpreise) WS Wordwide Tanker Nominal Freight Rate AFRA Average Freight Rate Assessment httpwwwklinecojpbiztankerindex_ehtml

EnergietgestellteertebereiTransportiBetriebundBaufuumlrsatzEnergieein

NEBiebilanzNettoenerg == asymp 4

(bei Entfernung (einfach) von 10000 sm) Energieeinsatz fuumlr Bau des Tankers spielt untergeordnete Rolle 2234 Umweltaspekte

rarr Folie Tab 28 bdquoOumllverschmutzungen der Weltmeereldquo 4 S 26 Oumllverschmutzungen nach Angaben von Shell Jahr Menge in 106 ta 1973 61 1979 47 1990 20 (davon 5 Tankerunfaumllle) Beispiele fuumlr Umweltmaszlignahmen - COW Crude Oil Washing (ReinigenWaschen der Tanks mit Erdoumll unter Inertgas) - LOT Load On Top (Waschreste = slot werden in Ladung integriert) - Doppelwandig Neubestellungen ab 6 6 1993 (IMCO Uumlbergang bis 2017) - Fahrtuumlchtigkeitsuumlberpruumlfung alle 24 Jahre - Internationale Abkommen Verkehrsregeln Bauvorschriften - ReederhaftungLadungshaftung bis 135sdot106 $Schaden

224 Erdoumll-Pipelinetransport

- bdquoKanalarbeiterldquo der Energieversorgung (man sieht houmlrt und riecht nichts) - In allen Regionen und klimatischen Bedingungen der Erde - Entlastet uumlbrige Verkehrswege wie Schiene Wasser und Straszlige

2241 Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik - 1865 1 Uumlberlandpipeline in TitusvillePennsylvanien - 19422 Weltkrieg Texas rarr New York 2400 km (wegen U-Boot-Krieg) - 1958 Verlagerung der Raffinerien der Bundesrepublik ins Inland (NWO) aus Trans-

10

Begriffe zum Tankertransport RT equiv Registertonne (umbauter Raum) = 2832 m3 BRT equiv Bruttoregistertonne (gesamter umbauter Raum) NRT equiv Nettoregistertonne (verdienender Teil des umbauten Raumes = Erdoumll-

ladungsvolumen) BRTNRT equiv 13 tdw equiv tons dead weight (Ladungsangabe) = 1016 kg sm equiv Seemeile (Entfernungsangabe) = 1852 km (Saudi-Arabien - Europa

21000 km eine Strecke) kn equiv Knoten (Geschwindigkeitsangabe) = 1 smh = 1852 kmh (bis 30 kmh)

rarr Folie 24 bdquoAufbau und Daten eines VLCC-Turbinentankersldquo 13

TT240 VLCC = Very Large Crude Carrier - Aufbau 17 Ladeoumll und Sloptanks 4 Ballasttanks (zur Manoumlvrierfaumlhigkeit bei Leerfahrt) 3 Brennstofftanks (Bunkeroumll) 1 Sloptank (schmutziges Reinigungswasser)

sum 25 Tanks - Antrieb Dampfturbine oder Dieselmotoren - Besatzung fruumlher 40 Personen heute 20 Personen oder weniger

rarr Folie 25 bdquoDie wichtigsten Stationen einer Erdoumlltankerfahrtldquo 4 S 17 Ergebnis Moumlglichst kurzer Hafenaufenthalt (Gebuumlhren) Reinigung der Tanks waumlhrend der Ballastfahrt (Wasser Crude Oil = Rohoumll)

rarr Folie 27 bdquoDie Mineraloumllversorgung von Deutschland - Raffinerien - Pipelines - See-haumlfenldquo 14 S 274275 Auszug

Hafenbeschraumlnkungen Maximale Tankergroumlszligen (Wilhelmshaven 250000 tdw Triest

160000 tdw Brunsbuumlttel 140000 tdw Rostock 20000 tdw) 2233 Kosten beim Tankertransport

rarr Folie 28 bdquoSpezifische Investitionskosten in $tdw bei verschiedenen Tankergroumlszligen 1976ldquo 4 S 22

Ergebnisse bis zu bestimmter Groumlszlige Dieselmotorantrieb in Modulbauweise ab bestimmter Groumlszlige Dampfturbinenantrieb ab bestimmter Groumlszlige keine Abnahme der spezifischen Kosten Brennstoff fuumlr den Antrieb Bunkeroumll 140 td Saudi-Arabien - Europa ca 43 Energieeinsatz

im Vergleich zum Energieinhalt der Ladung heute 60 td (langsamere Fahrt bessere Antriebe)

rarr Folie Tab 27 bdquoTankertransportkosten 1976 fuumlr einen 210000 tdw Tanker auf der

Strecke Ras Tanura - Rotterdamldquo 4 S 24

rarr Folie 29 bdquoTankertransportkosten in $t fuumlr Erdoumll im Jahre 1976 bei der Fahrtroute Ras Tanura - Rotterdamldquo 4 S 24

11

Beispiel fuumlr Kosten 200000 tdw 41000 km Rundreise 40sdot106 $ 13 $t (BunkeroumllHafengebuumlhr 51 )

ab bestimmter Groumlszlige keine Reduzierung der spezifischen Transport-kosten Vor-Nachteil groumlszligere Menge pro Fahrt

Frachtraten werden von der Marktlage bestimmt und koumlnnen sehr unterschiedlich sein

zu den Kosten Frachtraten-Anzeiger (Marktpreise) WS Wordwide Tanker Nominal Freight Rate AFRA Average Freight Rate Assessment httpwwwklinecojpbiztankerindex_ehtml

EnergietgestellteertebereiTransportiBetriebundBaufuumlrsatzEnergieein

NEBiebilanzNettoenerg == asymp 4

(bei Entfernung (einfach) von 10000 sm) Energieeinsatz fuumlr Bau des Tankers spielt untergeordnete Rolle 2234 Umweltaspekte

rarr Folie Tab 28 bdquoOumllverschmutzungen der Weltmeereldquo 4 S 26 Oumllverschmutzungen nach Angaben von Shell Jahr Menge in 106 ta 1973 61 1979 47 1990 20 (davon 5 Tankerunfaumllle) Beispiele fuumlr Umweltmaszlignahmen - COW Crude Oil Washing (ReinigenWaschen der Tanks mit Erdoumll unter Inertgas) - LOT Load On Top (Waschreste = slot werden in Ladung integriert) - Doppelwandig Neubestellungen ab 6 6 1993 (IMCO Uumlbergang bis 2017) - Fahrtuumlchtigkeitsuumlberpruumlfung alle 24 Jahre - Internationale Abkommen Verkehrsregeln Bauvorschriften - ReederhaftungLadungshaftung bis 135sdot106 $Schaden

224 Erdoumll-Pipelinetransport

- bdquoKanalarbeiterldquo der Energieversorgung (man sieht houmlrt und riecht nichts) - In allen Regionen und klimatischen Bedingungen der Erde - Entlastet uumlbrige Verkehrswege wie Schiene Wasser und Straszlige

2241 Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik - 1865 1 Uumlberlandpipeline in TitusvillePennsylvanien - 19422 Weltkrieg Texas rarr New York 2400 km (wegen U-Boot-Krieg) - 1958 Verlagerung der Raffinerien der Bundesrepublik ins Inland (NWO) aus Trans-

11

Beispiel fuumlr Kosten 200000 tdw 41000 km Rundreise 40sdot106 $ 13 $t (BunkeroumllHafengebuumlhr 51 )

ab bestimmter Groumlszlige keine Reduzierung der spezifischen Transport-kosten Vor-Nachteil groumlszligere Menge pro Fahrt

Frachtraten werden von der Marktlage bestimmt und koumlnnen sehr unterschiedlich sein

zu den Kosten Frachtraten-Anzeiger (Marktpreise) WS Wordwide Tanker Nominal Freight Rate AFRA Average Freight Rate Assessment httpwwwklinecojpbiztankerindex_ehtml

EnergietgestellteertebereiTransportiBetriebundBaufuumlrsatzEnergieein

NEBiebilanzNettoenerg == asymp 4

(bei Entfernung (einfach) von 10000 sm) Energieeinsatz fuumlr Bau des Tankers spielt untergeordnete Rolle 2234 Umweltaspekte

rarr Folie Tab 28 bdquoOumllverschmutzungen der Weltmeereldquo 4 S 26 Oumllverschmutzungen nach Angaben von Shell Jahr Menge in 106 ta 1973 61 1979 47 1990 20 (davon 5 Tankerunfaumllle) Beispiele fuumlr Umweltmaszlignahmen - COW Crude Oil Washing (ReinigenWaschen der Tanks mit Erdoumll unter Inertgas) - LOT Load On Top (Waschreste = slot werden in Ladung integriert) - Doppelwandig Neubestellungen ab 6 6 1993 (IMCO Uumlbergang bis 2017) - Fahrtuumlchtigkeitsuumlberpruumlfung alle 24 Jahre - Internationale Abkommen Verkehrsregeln Bauvorschriften - ReederhaftungLadungshaftung bis 135sdot106 $Schaden

224 Erdoumll-Pipelinetransport

- bdquoKanalarbeiterldquo der Energieversorgung (man sieht houmlrt und riecht nichts) - In allen Regionen und klimatischen Bedingungen der Erde - Entlastet uumlbrige Verkehrswege wie Schiene Wasser und Straszlige

2241 Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik - 1865 1 Uumlberlandpipeline in TitusvillePennsylvanien - 19422 Weltkrieg Texas rarr New York 2400 km (wegen U-Boot-Krieg) - 1958 Verlagerung der Raffinerien der Bundesrepublik ins Inland (NWO) aus Trans-

12

portkostengruumlnden - heute ca 700000 km (Erdoumll und Erdoumllprodukte) davon in Deutschland 3700 km

rarr Folie Tab 29 bdquoAusgewaumlhlte Erdoumllpipelines der Welt 1995ldquo nach 12 S 7879 und 15

Beispiele fuumlr Groszligprojekte - Transsibirische Pipeline 3800 km West-Ost-Richtung - Trans-Alaska-Pipeline 1300 km 77sdot109 $ Pipelineinvestition + Erschlieszligung

(Bohrfeld und eisfreier Hafen) = 28sdot109 DM 80 degC Oumlltempera-tur Isolierung (Perma-Frostgebiet) und Kaumlltemaschinen im Sommer

rarr Folie zu Tab 29 bdquoKarte Nordamerika mit Nr 1 Trans-Alaska- Nr 2 Pea-

ceRainbow- und Nr 18 InterprovincialLakehead-Pipelineldquo 15

rarr Folie zu Tab 29 bdquoKarte Europa-Asien mit Pipelines Nr 177 (A Sudshensk-

Irkutsk) Nr 171 (Omsk-A Sudshensk) Nr 167 (Kurgan-Omsk) Nr 138 (Kurgan-Ufa) Nr 146 (Ufa-Samara) und Nr 114 DruzhbaFriendship (Almetyevsk-Plock-Schwedt-Leuna)ldquo 15

rarr Folie 210 bdquoVerlauf der fuumlr Deutschland wichtigsten Pipelinesldquo 16 S 28 Wichtige Erdoumllpipelines fuumlr die Versorgung Deutschlands - 1958 NWO (Nord-West-Oelleitung) Wilhelmshaven rarr Wesseling - 1960 RRP (Rotterdam-Rhein-Pipeline) Rotterdam rarr Wesseling - 1962 SPSESEPL (Suumld-Europaumlische Pipeline) Marseille rarr Karlsruhe - 1963 RDO (Rhein-Donau-Oelleitung) Karlsruhe harr Ingolstadt jetzt TAL - [1966 CEL (Central-Europaumlische-Leitung) Genua rarr Ingolstadt (1997 stillgelegt)] - 1967 TAL (Trans-Alpineoumll-Leitung) Triest rarr Ingolstadt rarr Karlsruhe - 1967 OMV Steinhoumlring rarr Burghausen - 1983 NDO (Norddeutsche Oelleitungsgesellschaft) Wilhelmhaven rarr Hamburg - 19631990 MVL (Mineraloumllverbundleitung) Schwedt rarr Leuna - 19691990 PCK Rostock rarr Schwedt Aufgaben einer Erdoumllpipeline - Uumlbernehmen und Lagern - Sicher Transportieren - Uumlbergabe (richtige Menge und Sorte) an verschiedene Abnehmer 2242 Einzelkomponenten und Hilfsgeraumlte

rarr Folie 217 bdquoLaumlngenprofil der TAL-Erdoumllpipeline mit Houmlhenprofil hydraulischem Dia-gramm und Anordnung der Einzelkomponentenldquo 4 S 40

Wichtige Einzelkomponenten - Stahlrohre StE3607 TM (1900 DMt)

StE4807 TM (2100 DMt)

13

- Pumpen Kreiselpumpen mit Elektromotoren oder Zweiwellen-Gasturbinen

(in mehreren Einzelstationen uumlber Strecke verteilt mit Aufteilung der Leis-tung in mehrere Pumpen pro Station)

Stationskosten kWDM1500DM106 +sdot5

rArr Zeichnung an Tafel bdquoSchaltungsmoumlglichkeiten der Pumpenldquo

Schaltungen parallel Halber Massenstrom und Gesamtdruckdifferenz pro Pumpe

geeignet fuumlr groszlige geodaumltische Houmlhenunterschiede hintereinander Gesamter Massenstrom und halbe Druckdifferenz pro Pumpe geeignet fuumlr kleine geodaumltische Houmlhenunterschiede

- Druckentlastungsstation (2 Aufgaben)

- schuumltzt Pipeline vor unzulaumlssigen Druckwerten (bei zu hohem Druck oumlffnet Uumlberdruck-ventil und die austretende Menge wird in Tank aufgefangen nach der Stoumlrung wieder Zu-ruumlckpumpen in Pipeline) - Entleerung von Teilstrecken bei Reparaturen (15 kmSchieberstation)

- Molche Zylinder oder Kugel mit Innendurchmesser der Pipeline stroumlmen in Pipeline in Produkt mit Aufgaben Risse pruumlfen (Wandstaumlrkeverkleinerungen) Reinigen Trennen Kaliber (Form) Korrosion Sperren Lecks suchen (kleine Mengen)

2243 Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport

rarr Folie Tab 211 bdquoInvestitionen ausgewaumlhlter Erdoumllpipelinesldquo 4 S 41 Daten der NOP aus 17

m(l)Zoll(D)

DM10025tenVerlegekoskmDM101403I 6

P sdotminussdotminusasymp

Berechnungsansaumltze Kosten Gesamt pro Jahr KGa = Pipeline + Maschinen(Nachruumlstung) + Energie

mit Nachruumlstung Erweiterung der Pumpstationen bei der Er-houmlhung des Jahresdurchsatzes ma

= KPa + KMa + KEa in DMa Spezifische Transportkosten bezogen auf eine Tonne Erdoumll bei ma = Jahresdurchsatz in ta

EMPa

Ea

a

Ma

a

PaG kkk

mK

mK

mKk ++=++= in DMt

Einzelanteile Pipeline

)x1f(

maIka

PPP =sdot=

mit IP = Investitionskosten aP = Annuitaumlt (Zinsen und Tilgung)

14

rArr Bild an Tafel bdquokP = f(1ma) (fixe Kosten von Bild 218)ldquo

Beispiel Trans-Alaska-Pipeline (T)

t

DM36

at1060

a012DM1018

k6

9

PT =sdot

sdotsdot=

Maschinen

m

aIka

MMM

sdot= (sehr oft schon im Anteil von kP)

Energie

f(∆p) =Ek )f(xDmf 2

5i

2a =

= mit ∆p = Druckverlust

rArr Bild an Tafel kE = f( m ) (variable Kosten von Bild 218) 2

a

Beispiel Pipeline NOP (NW 700) w = wirtschaftliche Geschwindigkeit bei der kinematischen Viskositaumlt ν = f(ρ) ν =100sdot10-6 m2s rarr w = 2 ms

ν = 1sdot10-6 m2s rarr w = 4 ms

Spezifischer Energiebedarf (NW 700) = e =km1000t

StromkWh9

sdot

Energiebedarf (Primaumlrenergie) bezogen auf den Heizwert des transportierten Pro- duktes Erdoumll NEBP

NV)(1ηH

e

te)Netzverlus(1satzEnergieein

erzeugungNettostromH

eNEBNutzOumlV

P minussdotsdot=

minussdotsdot=

mit Heizwert H(Erdoumll) = 425 MJkg

Wirkungsgrad Kraftwerke der ouml V ηNutzOumlV = 3288 (1994 alte und neue BL) Netzverluste bei der oumlffentlichen Versorgung NV = 5

0950328810kgWs425km20000kg10

kWs3600180

005)(103288kgMJ425km20000t

20kWh9NEB

63P

sdotsdotsdotsdotsdot

sdot=

minussdotsdotsdotsdot

sdot=

NEBP = 0048820000 km asymp 5 km20000

Kosten Gesamt kG = (kP + kM) + kE

rArr Bild an Tafel bdquokG = f(ma) Bild 218 S 43ldquo

rarr Folie 218 bdquoSpezifische Transportkosten kGSP bei einer Erdoumllpipeline mit DP (Pipeline- durchmesser) = 41 cm = konstantldquo 4 S 43

15

rarr Folie 219 bdquoSpezifische Transportkosten kGSP bei Erdoumllpipelines mit DP (Pipeline-

durchmesser) = variabel = DNldquo 4 S 44 Ergebnis Zu jedem Durchsatz ma gibt es einen optimalen Pipelinedurchmesser DP bei dem

die Transportkosten ein Minimum besitzen rarr Folie bdquoFrachtraten bei einigen Erdoumllpipelinesldquo 4 S 45 Beispiel NOP (Nord-Ost-Pipeline) 1995 Planung Wilhelmshaven - Leuna 17 DP = 71 cm LP = 419 km ma = 10sdot106 ta ma = 20sdot106 ta IP = 590sdot106 DM IP = 638sdot106 DM IPLP = 14sdot106 DMkm IPLP = 152sdot106 DMkm kG = 10 DMt (Energieanteil = 4 ) kG = 64 DMt (E = 20 ) Kostenoptimale Auslegung von Erdoumllpipelines

bei vorgegebenem Jahresmassendurchsatz ma und den Parametern Innendurchmesser Di

(z B groszlig hohe Rohr-Pipelinekosten klein geringe Energiekosten)

Rohrwandstaumlrke s (z B klein geringe Rohrkosten viele Pumpstationen groszlig hohe Rohrkosten wenig Pumpstationen)

Anzahl Pumpstationen n Druckverlust Rohrreibung und Wandstaumlrke Gesamtdruckverlust ∆pG = ∆pd + ∆pg + ∆pV = Reibung + Houmlhenunterschied + Vordruck

Rohrreibung ∆pd = λmiddotiD

l middot2ρOuml middotw2

mit λ = Rohrreibungszahl l = Laumlnge der Pipeline Di = Innendurchmesser des Rohrs ρOuml = Dichte des Erdoumlls w = Geschwindigkeit des Oumlls Rohrreibungszahl λ = f(Re = Reynoldszahl k = Wandrauhigkeit) nach PrandtlColebrook

2

1 = -20middotlog

sdot

+sdot iD371

kλRe

251 Loumlsung iterativNullstellen

∆pG =

+sdotsdot+

sdotsdotsdotsdotsdotsdot

VOuml5i

2a

2Ouml

2a ∆p∆zgρDbπρ

mlλ8

mit ba = Jahresvolllastbenutzungsstundenzahl ∆z = Houmlhenunterschied

Bestellwanddicke nach DIN 2413 s = )

KnS∆p(1K2n

S∆pDG

Gi

sdotsdotminussdotsdotsdot

sdotsdot + c1

16

asymp Kn2

S∆pD Gi

sdotsdotsdotsdot bei Da asymp Di

mit S = Sicherheitsbeiwert (14 bis 18) n = Anzahl der Pumpstationen K = Festigkeitskennwert (obere Streckgrenze) c1 = Zuschlag fuumlr Wanddickenunterschreitung Ansaumltze fuumlr Einzelkosten

Pipeline kPa = a

PP

maI sdot =

a

PRRFP

ma)plm(I sdotsdotsdot+

z B in DMt

mit IPF = Festkostenanteil (Bau etc) mRmiddotlmiddotpR = Rohranteil mR = spezifische Rohrmasse in kgm asymp DimiddotπmiddotsmiddotρS ρS = Dichte Stahl pR = spezifischer Rohrpreis in DMkg

aP = Annuitaumlt = Pxq1

1qminusminus

minus in 1a

q = 1 + z mit z = Zinsfuszlig xP = Abschreibungszeitraum (z B 25 a)

kPa = Pa

1VOuml5i

2a

2Ouml

2ai

RSiFP

am

c∆p∆zgρDbπρ

mlλ8Kn2sDplρDπI

sdot

+

+sdotsdot+

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot+

= f(Di n)

Energie kEa = a

Ea

mpE sdot =

a

Eael

mpbP sdotsdot z B in DMt

mit Ea = Jahresstrombedarf in kWha pE = Strompreis in DMkWh

Gesamte elektrische Antriebsleistung Pel = Ouml

G

A ρ∆pm

ηsdotamp1 sdot z B in kW

mit ηA = Arbeitsmaschinenwirkungsgrad = ηelmiddotηP ηel = Wirkungsgrad Elektromotor ηP = Wirkungsgrad Pumpe mamp = Massendurchsatz in z B kgs

kEa =

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdot VOuml5i

2a

2aOuml

2AOuml

E ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ηρp = f(Di)

Arbeitsmaschinen kAa = a

AA

maI sdot =

a

AAelFA

ma)pPI(n sdotsdot+sdot

z B in DMt

mit IAP = Festkostenanteil Erschlieszligung Bau) pA = leistungsbezogene Maschinenkosten z B in DMkW aA = Annuitaumlt fuumlr Arbeitsmaschinen (z B 10 a)

kAa = aAmiddot

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdot+

sdotVOuml2

i

2a

2aOuml

2OumlaA

A

a

FA ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ρbηp

mIn

= f(Din)

Gesamtkosten kGa = kPa + kEa + kAa = f(Di n) + f(Di) + f(Di n)

17

Loumlsungen 1 Partielle Differentiation der Gesamtkostenfunktion nach den beiden Parametern Di und n

ni

GA

Dk

partpart = 0

iD

GA

nk

partpart = 0

2 Berechnung der Gesamtkosten fuumlr verschiedene Durchmesser Di und Pumpstationen n kGa(Dix)n kGa(nx)Di

Werte mit den geringsten Transportkosten auswaumlhlen und in einem dreidimensionalen Diagramm kGa = f(Di n) auftragen rarr Minimum dreidimensional als Mulde darstellbar

2244 Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pipelines

rarr Folie Tab 212 bdquoZahlen uumlber die direkte Umweltbeeinflussung von ausgetretenem Erdoumll aus dem Pipelinenetz Westeuropasldquo 4 S 45

Hohe Transportsicherheit (18000 km 05sdot109 m3a Nettoverluste 2 Eisenbahnkessel-

wagen) Statistisches Bundesamt Wassergefaumlhrdende Fluumlssigkeiten (Erdoumll Erdoumllprodukte) Pipeline Straszlige Schiene Schiff Mengentransport 50 50 Anzahl Unfaumllle 25 975 Auslaufmenge 37 963 Pipeline Nettoverluste asymp 000014 der transportierten Menge Richtlinien und Maszlignahmen Uumlberwachung des Betriebs und der Pipeline

- Pipeline genehmigungs- und uumlberwachungsbeduumlrftig - Druckpruumlfung mit Wasser - Risserkennungsmolch (vor Schaden) - Besondere Sicherheitsvorkehrungen an kritischen Stellen (z B Bergbau) - TrassengaumlngerHubschrauberuumlberfluumlge (mindestens 1xMonat) - Druckentlastungsstation

Dichtheitsuumlberpruumlfung - Mengenbilanzierung In- und Output (Problem beim Anfahren z B NWO

165000 m3 Inhalt 3000 m3h 10 Minuten kein Output (Ausdehnung der Rohre Kompressibilitaumlt) rarr 500 m3 fehlen)

- Druckfallsicherung mit Leckortung

rarr Folie 220 bdquoSchematische Darstellung des Druckverlaufs in einer Fernleitung (a Normalbetrieb b Leckage)ldquo 4 S 46

- Druckwellen-Geschwindigkeitsmessung - Leckerkennungsmolch (Ultraschall-Verstaumlrker verstaumlrkt Ausstroumlmgeraumlu-

sche im Bereich von 20 - 40 kHz Genauigkeit plusmn 50 m) rarr Folie 221 bdquoUltraschall-Lecksuchmolch mit 7-Kanal-Bandaufzeichnungldquo 4 S 47

18

rarr Folie bdquoLecksuchmolchldquo 16 S 10

- Molche (siehe 2242)

rarr Folie 222 bdquoSchematische Darstellung von Molcharten in der Pipelinetechnikldquo 4 S 48

rarr Folie bdquoUltraschallmolch der Preussag zur Erkennung von Korrosionsschaumlden in

Erdoumllleitungenldquo 17

rarr Folie bdquoLeckhaumlufigkeiten bei Mineraloumllfernleitungen in West-Europa ist deutlich zu-ruumlckgegangenldquo Folie nach VEBA OEL AG Gelsenkirchen 1999

- Oumllwehr

rarr Folie bdquoUnfaumllle nach Befoumlrderungsmitteln 1998ldquo 16 S 11 Ergebnis Erdoumllpipeline kann als zuverlaumlssiges sicheres umweltfreundliches und wirtschaft-

liches Transportmittel eingestuft werden

225 Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligentransport von Erdoumll Σasymp 113 rarr vernachlaumlssigbar bei Erdoumlltransport Aber wichtig bei Produktentransport

19

23 Transport von Erdgas

rarr Verteilen Ruhrgas-Broschuumlre bdquoErdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblickldquo 2002 3 httpwwwruhrgasde

rarr Folie bdquoInternationaler Erdgashandel 2000 in Mrd m3ldquo 3 S 34 rarr Folie bdquoErdgasvorraumlte der Welt 2000 in Billionen m3ldquo 3 S 33 Ergebnis Auch in Zukunft wird Erdgas noch fuumlr viele Jahrzehnte als Primaumlrenergietraumlger zur

Verfuumlgung stehen

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet Primaumlrenergieanteil Erdgas in Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 1970 1995 2001 Primaumlrenergie x 106 tSKE 192 97 106 Anteil 44 20 215 rarr Folie Tab 213 bdquoAufkommen und Verwendung von Gasen in Deutschlandldquo 18 S 23 httpwwwbmwide Bruttogasaufkommen Deutschland (alte und neue BL) 2001 (Heizwert asymp 10 kWhm3) Gesamt 1104 in 109 kWha in 109 m3a 110 Davon Erdgas 1026 in 109 kWha in 109 m3a 103 rarr Folie bdquoErdgasaufkommen in Deutschland 2000ldquo 3 Ausgabe 2001 S 8 Erdgasaufkommen Deutschland 2000 89 Milliarden m3Jahr

Differenz zu Tabelle 2001 Brutto-Netto Heizwert rarr Folie bdquoErdgasverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2000ldquo

3 Ausgabe 2001 S 5 Anteil Haushalte und Kleinverbraucher 47 rarr hoher Verteilaufwand

Beispiel 2000 asymp 166sdot106 Kunden insgesamt davon asymp 147sdot106 private Haushalte Handel Land- und Forstwirtschaft

232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher

rarr Folie 224 bdquoDer Erdgasfluss vom Fundort bis zum Verbraucherldquo 4 S 52 Transport mit Verdichtern uumlber Fernleitungen (Pipeline) Ausnahme LNG (verfluumlssigtes Erd-gas) mit Tankern (jedoch fuumlr Deutschland zur Zeit noch nicht von Interesse)

13

- Pumpen Kreiselpumpen mit Elektromotoren oder Zweiwellen-Gasturbinen

(in mehreren Einzelstationen uumlber Strecke verteilt mit Aufteilung der Leis-tung in mehrere Pumpen pro Station)

Stationskosten kWDM1500DM106 +sdot5

rArr Zeichnung an Tafel bdquoSchaltungsmoumlglichkeiten der Pumpenldquo

Schaltungen parallel Halber Massenstrom und Gesamtdruckdifferenz pro Pumpe

geeignet fuumlr groszlige geodaumltische Houmlhenunterschiede hintereinander Gesamter Massenstrom und halbe Druckdifferenz pro Pumpe geeignet fuumlr kleine geodaumltische Houmlhenunterschiede

- Druckentlastungsstation (2 Aufgaben)

- schuumltzt Pipeline vor unzulaumlssigen Druckwerten (bei zu hohem Druck oumlffnet Uumlberdruck-ventil und die austretende Menge wird in Tank aufgefangen nach der Stoumlrung wieder Zu-ruumlckpumpen in Pipeline) - Entleerung von Teilstrecken bei Reparaturen (15 kmSchieberstation)

- Molche Zylinder oder Kugel mit Innendurchmesser der Pipeline stroumlmen in Pipeline in Produkt mit Aufgaben Risse pruumlfen (Wandstaumlrkeverkleinerungen) Reinigen Trennen Kaliber (Form) Korrosion Sperren Lecks suchen (kleine Mengen)

2243 Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport

rarr Folie Tab 211 bdquoInvestitionen ausgewaumlhlter Erdoumllpipelinesldquo 4 S 41 Daten der NOP aus 17

m(l)Zoll(D)

DM10025tenVerlegekoskmDM101403I 6

P sdotminussdotminusasymp

Berechnungsansaumltze Kosten Gesamt pro Jahr KGa = Pipeline + Maschinen(Nachruumlstung) + Energie

mit Nachruumlstung Erweiterung der Pumpstationen bei der Er-houmlhung des Jahresdurchsatzes ma

= KPa + KMa + KEa in DMa Spezifische Transportkosten bezogen auf eine Tonne Erdoumll bei ma = Jahresdurchsatz in ta

EMPa

Ea

a

Ma

a

PaG kkk

mK

mK

mKk ++=++= in DMt

Einzelanteile Pipeline

)x1f(

maIka

PPP =sdot=

mit IP = Investitionskosten aP = Annuitaumlt (Zinsen und Tilgung)

14

rArr Bild an Tafel bdquokP = f(1ma) (fixe Kosten von Bild 218)ldquo

Beispiel Trans-Alaska-Pipeline (T)

t

DM36

at1060

a012DM1018

k6

9

PT =sdot

sdotsdot=

Maschinen

m

aIka

MMM

sdot= (sehr oft schon im Anteil von kP)

Energie

f(∆p) =Ek )f(xDmf 2

5i

2a =

= mit ∆p = Druckverlust

rArr Bild an Tafel kE = f( m ) (variable Kosten von Bild 218) 2

a

Beispiel Pipeline NOP (NW 700) w = wirtschaftliche Geschwindigkeit bei der kinematischen Viskositaumlt ν = f(ρ) ν =100sdot10-6 m2s rarr w = 2 ms

ν = 1sdot10-6 m2s rarr w = 4 ms

Spezifischer Energiebedarf (NW 700) = e =km1000t

StromkWh9

sdot

Energiebedarf (Primaumlrenergie) bezogen auf den Heizwert des transportierten Pro- duktes Erdoumll NEBP

NV)(1ηH

e

te)Netzverlus(1satzEnergieein

erzeugungNettostromH

eNEBNutzOumlV

P minussdotsdot=

minussdotsdot=

mit Heizwert H(Erdoumll) = 425 MJkg

Wirkungsgrad Kraftwerke der ouml V ηNutzOumlV = 3288 (1994 alte und neue BL) Netzverluste bei der oumlffentlichen Versorgung NV = 5

0950328810kgWs425km20000kg10

kWs3600180

005)(103288kgMJ425km20000t

20kWh9NEB

63P

sdotsdotsdotsdotsdot

sdot=

minussdotsdotsdotsdot

sdot=

NEBP = 0048820000 km asymp 5 km20000

Kosten Gesamt kG = (kP + kM) + kE

rArr Bild an Tafel bdquokG = f(ma) Bild 218 S 43ldquo

rarr Folie 218 bdquoSpezifische Transportkosten kGSP bei einer Erdoumllpipeline mit DP (Pipeline- durchmesser) = 41 cm = konstantldquo 4 S 43

15

rarr Folie 219 bdquoSpezifische Transportkosten kGSP bei Erdoumllpipelines mit DP (Pipeline-

durchmesser) = variabel = DNldquo 4 S 44 Ergebnis Zu jedem Durchsatz ma gibt es einen optimalen Pipelinedurchmesser DP bei dem

die Transportkosten ein Minimum besitzen rarr Folie bdquoFrachtraten bei einigen Erdoumllpipelinesldquo 4 S 45 Beispiel NOP (Nord-Ost-Pipeline) 1995 Planung Wilhelmshaven - Leuna 17 DP = 71 cm LP = 419 km ma = 10sdot106 ta ma = 20sdot106 ta IP = 590sdot106 DM IP = 638sdot106 DM IPLP = 14sdot106 DMkm IPLP = 152sdot106 DMkm kG = 10 DMt (Energieanteil = 4 ) kG = 64 DMt (E = 20 ) Kostenoptimale Auslegung von Erdoumllpipelines

bei vorgegebenem Jahresmassendurchsatz ma und den Parametern Innendurchmesser Di

(z B groszlig hohe Rohr-Pipelinekosten klein geringe Energiekosten)

Rohrwandstaumlrke s (z B klein geringe Rohrkosten viele Pumpstationen groszlig hohe Rohrkosten wenig Pumpstationen)

Anzahl Pumpstationen n Druckverlust Rohrreibung und Wandstaumlrke Gesamtdruckverlust ∆pG = ∆pd + ∆pg + ∆pV = Reibung + Houmlhenunterschied + Vordruck

Rohrreibung ∆pd = λmiddotiD

l middot2ρOuml middotw2

mit λ = Rohrreibungszahl l = Laumlnge der Pipeline Di = Innendurchmesser des Rohrs ρOuml = Dichte des Erdoumlls w = Geschwindigkeit des Oumlls Rohrreibungszahl λ = f(Re = Reynoldszahl k = Wandrauhigkeit) nach PrandtlColebrook

2

1 = -20middotlog

sdot

+sdot iD371

kλRe

251 Loumlsung iterativNullstellen

∆pG =

+sdotsdot+

sdotsdotsdotsdotsdotsdot

VOuml5i

2a

2Ouml

2a ∆p∆zgρDbπρ

mlλ8

mit ba = Jahresvolllastbenutzungsstundenzahl ∆z = Houmlhenunterschied

Bestellwanddicke nach DIN 2413 s = )

KnS∆p(1K2n

S∆pDG

Gi

sdotsdotminussdotsdotsdot

sdotsdot + c1

16

asymp Kn2

S∆pD Gi

sdotsdotsdotsdot bei Da asymp Di

mit S = Sicherheitsbeiwert (14 bis 18) n = Anzahl der Pumpstationen K = Festigkeitskennwert (obere Streckgrenze) c1 = Zuschlag fuumlr Wanddickenunterschreitung Ansaumltze fuumlr Einzelkosten

Pipeline kPa = a

PP

maI sdot =

a

PRRFP

ma)plm(I sdotsdotsdot+

z B in DMt

mit IPF = Festkostenanteil (Bau etc) mRmiddotlmiddotpR = Rohranteil mR = spezifische Rohrmasse in kgm asymp DimiddotπmiddotsmiddotρS ρS = Dichte Stahl pR = spezifischer Rohrpreis in DMkg

aP = Annuitaumlt = Pxq1

1qminusminus

minus in 1a

q = 1 + z mit z = Zinsfuszlig xP = Abschreibungszeitraum (z B 25 a)

kPa = Pa

1VOuml5i

2a

2Ouml

2ai

RSiFP

am

c∆p∆zgρDbπρ

mlλ8Kn2sDplρDπI

sdot

+

+sdotsdot+

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot+

= f(Di n)

Energie kEa = a

Ea

mpE sdot =

a

Eael

mpbP sdotsdot z B in DMt

mit Ea = Jahresstrombedarf in kWha pE = Strompreis in DMkWh

Gesamte elektrische Antriebsleistung Pel = Ouml

G

A ρ∆pm

ηsdotamp1 sdot z B in kW

mit ηA = Arbeitsmaschinenwirkungsgrad = ηelmiddotηP ηel = Wirkungsgrad Elektromotor ηP = Wirkungsgrad Pumpe mamp = Massendurchsatz in z B kgs

kEa =

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdot VOuml5i

2a

2aOuml

2AOuml

E ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ηρp = f(Di)

Arbeitsmaschinen kAa = a

AA

maI sdot =

a

AAelFA

ma)pPI(n sdotsdot+sdot

z B in DMt

mit IAP = Festkostenanteil Erschlieszligung Bau) pA = leistungsbezogene Maschinenkosten z B in DMkW aA = Annuitaumlt fuumlr Arbeitsmaschinen (z B 10 a)

kAa = aAmiddot

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdot+

sdotVOuml2

i

2a

2aOuml

2OumlaA

A

a

FA ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ρbηp

mIn

= f(Din)

Gesamtkosten kGa = kPa + kEa + kAa = f(Di n) + f(Di) + f(Di n)

17

Loumlsungen 1 Partielle Differentiation der Gesamtkostenfunktion nach den beiden Parametern Di und n

ni

GA

Dk

partpart = 0

iD

GA

nk

partpart = 0

2 Berechnung der Gesamtkosten fuumlr verschiedene Durchmesser Di und Pumpstationen n kGa(Dix)n kGa(nx)Di

Werte mit den geringsten Transportkosten auswaumlhlen und in einem dreidimensionalen Diagramm kGa = f(Di n) auftragen rarr Minimum dreidimensional als Mulde darstellbar

2244 Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pipelines

rarr Folie Tab 212 bdquoZahlen uumlber die direkte Umweltbeeinflussung von ausgetretenem Erdoumll aus dem Pipelinenetz Westeuropasldquo 4 S 45

Hohe Transportsicherheit (18000 km 05sdot109 m3a Nettoverluste 2 Eisenbahnkessel-

wagen) Statistisches Bundesamt Wassergefaumlhrdende Fluumlssigkeiten (Erdoumll Erdoumllprodukte) Pipeline Straszlige Schiene Schiff Mengentransport 50 50 Anzahl Unfaumllle 25 975 Auslaufmenge 37 963 Pipeline Nettoverluste asymp 000014 der transportierten Menge Richtlinien und Maszlignahmen Uumlberwachung des Betriebs und der Pipeline

- Pipeline genehmigungs- und uumlberwachungsbeduumlrftig - Druckpruumlfung mit Wasser - Risserkennungsmolch (vor Schaden) - Besondere Sicherheitsvorkehrungen an kritischen Stellen (z B Bergbau) - TrassengaumlngerHubschrauberuumlberfluumlge (mindestens 1xMonat) - Druckentlastungsstation

Dichtheitsuumlberpruumlfung - Mengenbilanzierung In- und Output (Problem beim Anfahren z B NWO

165000 m3 Inhalt 3000 m3h 10 Minuten kein Output (Ausdehnung der Rohre Kompressibilitaumlt) rarr 500 m3 fehlen)

- Druckfallsicherung mit Leckortung

rarr Folie 220 bdquoSchematische Darstellung des Druckverlaufs in einer Fernleitung (a Normalbetrieb b Leckage)ldquo 4 S 46

- Druckwellen-Geschwindigkeitsmessung - Leckerkennungsmolch (Ultraschall-Verstaumlrker verstaumlrkt Ausstroumlmgeraumlu-

sche im Bereich von 20 - 40 kHz Genauigkeit plusmn 50 m) rarr Folie 221 bdquoUltraschall-Lecksuchmolch mit 7-Kanal-Bandaufzeichnungldquo 4 S 47

18

rarr Folie bdquoLecksuchmolchldquo 16 S 10

- Molche (siehe 2242)

rarr Folie 222 bdquoSchematische Darstellung von Molcharten in der Pipelinetechnikldquo 4 S 48

rarr Folie bdquoUltraschallmolch der Preussag zur Erkennung von Korrosionsschaumlden in

Erdoumllleitungenldquo 17

rarr Folie bdquoLeckhaumlufigkeiten bei Mineraloumllfernleitungen in West-Europa ist deutlich zu-ruumlckgegangenldquo Folie nach VEBA OEL AG Gelsenkirchen 1999

- Oumllwehr

rarr Folie bdquoUnfaumllle nach Befoumlrderungsmitteln 1998ldquo 16 S 11 Ergebnis Erdoumllpipeline kann als zuverlaumlssiges sicheres umweltfreundliches und wirtschaft-

liches Transportmittel eingestuft werden

225 Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligentransport von Erdoumll Σasymp 113 rarr vernachlaumlssigbar bei Erdoumlltransport Aber wichtig bei Produktentransport

19

23 Transport von Erdgas

rarr Verteilen Ruhrgas-Broschuumlre bdquoErdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblickldquo 2002 3 httpwwwruhrgasde

rarr Folie bdquoInternationaler Erdgashandel 2000 in Mrd m3ldquo 3 S 34 rarr Folie bdquoErdgasvorraumlte der Welt 2000 in Billionen m3ldquo 3 S 33 Ergebnis Auch in Zukunft wird Erdgas noch fuumlr viele Jahrzehnte als Primaumlrenergietraumlger zur

Verfuumlgung stehen

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet Primaumlrenergieanteil Erdgas in Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 1970 1995 2001 Primaumlrenergie x 106 tSKE 192 97 106 Anteil 44 20 215 rarr Folie Tab 213 bdquoAufkommen und Verwendung von Gasen in Deutschlandldquo 18 S 23 httpwwwbmwide Bruttogasaufkommen Deutschland (alte und neue BL) 2001 (Heizwert asymp 10 kWhm3) Gesamt 1104 in 109 kWha in 109 m3a 110 Davon Erdgas 1026 in 109 kWha in 109 m3a 103 rarr Folie bdquoErdgasaufkommen in Deutschland 2000ldquo 3 Ausgabe 2001 S 8 Erdgasaufkommen Deutschland 2000 89 Milliarden m3Jahr

Differenz zu Tabelle 2001 Brutto-Netto Heizwert rarr Folie bdquoErdgasverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2000ldquo

3 Ausgabe 2001 S 5 Anteil Haushalte und Kleinverbraucher 47 rarr hoher Verteilaufwand

Beispiel 2000 asymp 166sdot106 Kunden insgesamt davon asymp 147sdot106 private Haushalte Handel Land- und Forstwirtschaft

232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher

rarr Folie 224 bdquoDer Erdgasfluss vom Fundort bis zum Verbraucherldquo 4 S 52 Transport mit Verdichtern uumlber Fernleitungen (Pipeline) Ausnahme LNG (verfluumlssigtes Erd-gas) mit Tankern (jedoch fuumlr Deutschland zur Zeit noch nicht von Interesse)

14

rArr Bild an Tafel bdquokP = f(1ma) (fixe Kosten von Bild 218)ldquo

Beispiel Trans-Alaska-Pipeline (T)

t

DM36

at1060

a012DM1018

k6

9

PT =sdot

sdotsdot=

Maschinen

m

aIka

MMM

sdot= (sehr oft schon im Anteil von kP)

Energie

f(∆p) =Ek )f(xDmf 2

5i

2a =

= mit ∆p = Druckverlust

rArr Bild an Tafel kE = f( m ) (variable Kosten von Bild 218) 2

a

Beispiel Pipeline NOP (NW 700) w = wirtschaftliche Geschwindigkeit bei der kinematischen Viskositaumlt ν = f(ρ) ν =100sdot10-6 m2s rarr w = 2 ms

ν = 1sdot10-6 m2s rarr w = 4 ms

Spezifischer Energiebedarf (NW 700) = e =km1000t

StromkWh9

sdot

Energiebedarf (Primaumlrenergie) bezogen auf den Heizwert des transportierten Pro- duktes Erdoumll NEBP

NV)(1ηH

e

te)Netzverlus(1satzEnergieein

erzeugungNettostromH

eNEBNutzOumlV

P minussdotsdot=

minussdotsdot=

mit Heizwert H(Erdoumll) = 425 MJkg

Wirkungsgrad Kraftwerke der ouml V ηNutzOumlV = 3288 (1994 alte und neue BL) Netzverluste bei der oumlffentlichen Versorgung NV = 5

0950328810kgWs425km20000kg10

kWs3600180

005)(103288kgMJ425km20000t

20kWh9NEB

63P

sdotsdotsdotsdotsdot

sdot=

minussdotsdotsdotsdot

sdot=

NEBP = 0048820000 km asymp 5 km20000

Kosten Gesamt kG = (kP + kM) + kE

rArr Bild an Tafel bdquokG = f(ma) Bild 218 S 43ldquo

rarr Folie 218 bdquoSpezifische Transportkosten kGSP bei einer Erdoumllpipeline mit DP (Pipeline- durchmesser) = 41 cm = konstantldquo 4 S 43

15

rarr Folie 219 bdquoSpezifische Transportkosten kGSP bei Erdoumllpipelines mit DP (Pipeline-

durchmesser) = variabel = DNldquo 4 S 44 Ergebnis Zu jedem Durchsatz ma gibt es einen optimalen Pipelinedurchmesser DP bei dem

die Transportkosten ein Minimum besitzen rarr Folie bdquoFrachtraten bei einigen Erdoumllpipelinesldquo 4 S 45 Beispiel NOP (Nord-Ost-Pipeline) 1995 Planung Wilhelmshaven - Leuna 17 DP = 71 cm LP = 419 km ma = 10sdot106 ta ma = 20sdot106 ta IP = 590sdot106 DM IP = 638sdot106 DM IPLP = 14sdot106 DMkm IPLP = 152sdot106 DMkm kG = 10 DMt (Energieanteil = 4 ) kG = 64 DMt (E = 20 ) Kostenoptimale Auslegung von Erdoumllpipelines

bei vorgegebenem Jahresmassendurchsatz ma und den Parametern Innendurchmesser Di

(z B groszlig hohe Rohr-Pipelinekosten klein geringe Energiekosten)

Rohrwandstaumlrke s (z B klein geringe Rohrkosten viele Pumpstationen groszlig hohe Rohrkosten wenig Pumpstationen)

Anzahl Pumpstationen n Druckverlust Rohrreibung und Wandstaumlrke Gesamtdruckverlust ∆pG = ∆pd + ∆pg + ∆pV = Reibung + Houmlhenunterschied + Vordruck

Rohrreibung ∆pd = λmiddotiD

l middot2ρOuml middotw2

mit λ = Rohrreibungszahl l = Laumlnge der Pipeline Di = Innendurchmesser des Rohrs ρOuml = Dichte des Erdoumlls w = Geschwindigkeit des Oumlls Rohrreibungszahl λ = f(Re = Reynoldszahl k = Wandrauhigkeit) nach PrandtlColebrook

2

1 = -20middotlog

sdot

+sdot iD371

kλRe

251 Loumlsung iterativNullstellen

∆pG =

+sdotsdot+

sdotsdotsdotsdotsdotsdot

VOuml5i

2a

2Ouml

2a ∆p∆zgρDbπρ

mlλ8

mit ba = Jahresvolllastbenutzungsstundenzahl ∆z = Houmlhenunterschied

Bestellwanddicke nach DIN 2413 s = )

KnS∆p(1K2n

S∆pDG

Gi

sdotsdotminussdotsdotsdot

sdotsdot + c1

16

asymp Kn2

S∆pD Gi

sdotsdotsdotsdot bei Da asymp Di

mit S = Sicherheitsbeiwert (14 bis 18) n = Anzahl der Pumpstationen K = Festigkeitskennwert (obere Streckgrenze) c1 = Zuschlag fuumlr Wanddickenunterschreitung Ansaumltze fuumlr Einzelkosten

Pipeline kPa = a

PP

maI sdot =

a

PRRFP

ma)plm(I sdotsdotsdot+

z B in DMt

mit IPF = Festkostenanteil (Bau etc) mRmiddotlmiddotpR = Rohranteil mR = spezifische Rohrmasse in kgm asymp DimiddotπmiddotsmiddotρS ρS = Dichte Stahl pR = spezifischer Rohrpreis in DMkg

aP = Annuitaumlt = Pxq1

1qminusminus

minus in 1a

q = 1 + z mit z = Zinsfuszlig xP = Abschreibungszeitraum (z B 25 a)

kPa = Pa

1VOuml5i

2a

2Ouml

2ai

RSiFP

am

c∆p∆zgρDbπρ

mlλ8Kn2sDplρDπI

sdot

+

+sdotsdot+

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot+

= f(Di n)

Energie kEa = a

Ea

mpE sdot =

a

Eael

mpbP sdotsdot z B in DMt

mit Ea = Jahresstrombedarf in kWha pE = Strompreis in DMkWh

Gesamte elektrische Antriebsleistung Pel = Ouml

G

A ρ∆pm

ηsdotamp1 sdot z B in kW

mit ηA = Arbeitsmaschinenwirkungsgrad = ηelmiddotηP ηel = Wirkungsgrad Elektromotor ηP = Wirkungsgrad Pumpe mamp = Massendurchsatz in z B kgs

kEa =

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdot VOuml5i

2a

2aOuml

2AOuml

E ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ηρp = f(Di)

Arbeitsmaschinen kAa = a

AA

maI sdot =

a

AAelFA

ma)pPI(n sdotsdot+sdot

z B in DMt

mit IAP = Festkostenanteil Erschlieszligung Bau) pA = leistungsbezogene Maschinenkosten z B in DMkW aA = Annuitaumlt fuumlr Arbeitsmaschinen (z B 10 a)

kAa = aAmiddot

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdot+

sdotVOuml2

i

2a

2aOuml

2OumlaA

A

a

FA ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ρbηp

mIn

= f(Din)

Gesamtkosten kGa = kPa + kEa + kAa = f(Di n) + f(Di) + f(Di n)

17

Loumlsungen 1 Partielle Differentiation der Gesamtkostenfunktion nach den beiden Parametern Di und n

ni

GA

Dk

partpart = 0

iD

GA

nk

partpart = 0

2 Berechnung der Gesamtkosten fuumlr verschiedene Durchmesser Di und Pumpstationen n kGa(Dix)n kGa(nx)Di

Werte mit den geringsten Transportkosten auswaumlhlen und in einem dreidimensionalen Diagramm kGa = f(Di n) auftragen rarr Minimum dreidimensional als Mulde darstellbar

2244 Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pipelines

rarr Folie Tab 212 bdquoZahlen uumlber die direkte Umweltbeeinflussung von ausgetretenem Erdoumll aus dem Pipelinenetz Westeuropasldquo 4 S 45

Hohe Transportsicherheit (18000 km 05sdot109 m3a Nettoverluste 2 Eisenbahnkessel-

wagen) Statistisches Bundesamt Wassergefaumlhrdende Fluumlssigkeiten (Erdoumll Erdoumllprodukte) Pipeline Straszlige Schiene Schiff Mengentransport 50 50 Anzahl Unfaumllle 25 975 Auslaufmenge 37 963 Pipeline Nettoverluste asymp 000014 der transportierten Menge Richtlinien und Maszlignahmen Uumlberwachung des Betriebs und der Pipeline

- Pipeline genehmigungs- und uumlberwachungsbeduumlrftig - Druckpruumlfung mit Wasser - Risserkennungsmolch (vor Schaden) - Besondere Sicherheitsvorkehrungen an kritischen Stellen (z B Bergbau) - TrassengaumlngerHubschrauberuumlberfluumlge (mindestens 1xMonat) - Druckentlastungsstation

Dichtheitsuumlberpruumlfung - Mengenbilanzierung In- und Output (Problem beim Anfahren z B NWO

165000 m3 Inhalt 3000 m3h 10 Minuten kein Output (Ausdehnung der Rohre Kompressibilitaumlt) rarr 500 m3 fehlen)

- Druckfallsicherung mit Leckortung

rarr Folie 220 bdquoSchematische Darstellung des Druckverlaufs in einer Fernleitung (a Normalbetrieb b Leckage)ldquo 4 S 46

- Druckwellen-Geschwindigkeitsmessung - Leckerkennungsmolch (Ultraschall-Verstaumlrker verstaumlrkt Ausstroumlmgeraumlu-

sche im Bereich von 20 - 40 kHz Genauigkeit plusmn 50 m) rarr Folie 221 bdquoUltraschall-Lecksuchmolch mit 7-Kanal-Bandaufzeichnungldquo 4 S 47

18

rarr Folie bdquoLecksuchmolchldquo 16 S 10

- Molche (siehe 2242)

rarr Folie 222 bdquoSchematische Darstellung von Molcharten in der Pipelinetechnikldquo 4 S 48

rarr Folie bdquoUltraschallmolch der Preussag zur Erkennung von Korrosionsschaumlden in

Erdoumllleitungenldquo 17

rarr Folie bdquoLeckhaumlufigkeiten bei Mineraloumllfernleitungen in West-Europa ist deutlich zu-ruumlckgegangenldquo Folie nach VEBA OEL AG Gelsenkirchen 1999

- Oumllwehr

rarr Folie bdquoUnfaumllle nach Befoumlrderungsmitteln 1998ldquo 16 S 11 Ergebnis Erdoumllpipeline kann als zuverlaumlssiges sicheres umweltfreundliches und wirtschaft-

liches Transportmittel eingestuft werden

225 Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligentransport von Erdoumll Σasymp 113 rarr vernachlaumlssigbar bei Erdoumlltransport Aber wichtig bei Produktentransport

19

23 Transport von Erdgas

rarr Verteilen Ruhrgas-Broschuumlre bdquoErdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblickldquo 2002 3 httpwwwruhrgasde

rarr Folie bdquoInternationaler Erdgashandel 2000 in Mrd m3ldquo 3 S 34 rarr Folie bdquoErdgasvorraumlte der Welt 2000 in Billionen m3ldquo 3 S 33 Ergebnis Auch in Zukunft wird Erdgas noch fuumlr viele Jahrzehnte als Primaumlrenergietraumlger zur

Verfuumlgung stehen

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet Primaumlrenergieanteil Erdgas in Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 1970 1995 2001 Primaumlrenergie x 106 tSKE 192 97 106 Anteil 44 20 215 rarr Folie Tab 213 bdquoAufkommen und Verwendung von Gasen in Deutschlandldquo 18 S 23 httpwwwbmwide Bruttogasaufkommen Deutschland (alte und neue BL) 2001 (Heizwert asymp 10 kWhm3) Gesamt 1104 in 109 kWha in 109 m3a 110 Davon Erdgas 1026 in 109 kWha in 109 m3a 103 rarr Folie bdquoErdgasaufkommen in Deutschland 2000ldquo 3 Ausgabe 2001 S 8 Erdgasaufkommen Deutschland 2000 89 Milliarden m3Jahr

Differenz zu Tabelle 2001 Brutto-Netto Heizwert rarr Folie bdquoErdgasverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2000ldquo

3 Ausgabe 2001 S 5 Anteil Haushalte und Kleinverbraucher 47 rarr hoher Verteilaufwand

Beispiel 2000 asymp 166sdot106 Kunden insgesamt davon asymp 147sdot106 private Haushalte Handel Land- und Forstwirtschaft

232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher

rarr Folie 224 bdquoDer Erdgasfluss vom Fundort bis zum Verbraucherldquo 4 S 52 Transport mit Verdichtern uumlber Fernleitungen (Pipeline) Ausnahme LNG (verfluumlssigtes Erd-gas) mit Tankern (jedoch fuumlr Deutschland zur Zeit noch nicht von Interesse)

15

rarr Folie 219 bdquoSpezifische Transportkosten kGSP bei Erdoumllpipelines mit DP (Pipeline-

durchmesser) = variabel = DNldquo 4 S 44 Ergebnis Zu jedem Durchsatz ma gibt es einen optimalen Pipelinedurchmesser DP bei dem

die Transportkosten ein Minimum besitzen rarr Folie bdquoFrachtraten bei einigen Erdoumllpipelinesldquo 4 S 45 Beispiel NOP (Nord-Ost-Pipeline) 1995 Planung Wilhelmshaven - Leuna 17 DP = 71 cm LP = 419 km ma = 10sdot106 ta ma = 20sdot106 ta IP = 590sdot106 DM IP = 638sdot106 DM IPLP = 14sdot106 DMkm IPLP = 152sdot106 DMkm kG = 10 DMt (Energieanteil = 4 ) kG = 64 DMt (E = 20 ) Kostenoptimale Auslegung von Erdoumllpipelines

bei vorgegebenem Jahresmassendurchsatz ma und den Parametern Innendurchmesser Di

(z B groszlig hohe Rohr-Pipelinekosten klein geringe Energiekosten)

Rohrwandstaumlrke s (z B klein geringe Rohrkosten viele Pumpstationen groszlig hohe Rohrkosten wenig Pumpstationen)

Anzahl Pumpstationen n Druckverlust Rohrreibung und Wandstaumlrke Gesamtdruckverlust ∆pG = ∆pd + ∆pg + ∆pV = Reibung + Houmlhenunterschied + Vordruck

Rohrreibung ∆pd = λmiddotiD

l middot2ρOuml middotw2

mit λ = Rohrreibungszahl l = Laumlnge der Pipeline Di = Innendurchmesser des Rohrs ρOuml = Dichte des Erdoumlls w = Geschwindigkeit des Oumlls Rohrreibungszahl λ = f(Re = Reynoldszahl k = Wandrauhigkeit) nach PrandtlColebrook

2

1 = -20middotlog

sdot

+sdot iD371

kλRe

251 Loumlsung iterativNullstellen

∆pG =

+sdotsdot+

sdotsdotsdotsdotsdotsdot

VOuml5i

2a

2Ouml

2a ∆p∆zgρDbπρ

mlλ8

mit ba = Jahresvolllastbenutzungsstundenzahl ∆z = Houmlhenunterschied

Bestellwanddicke nach DIN 2413 s = )

KnS∆p(1K2n

S∆pDG

Gi

sdotsdotminussdotsdotsdot

sdotsdot + c1

16

asymp Kn2

S∆pD Gi

sdotsdotsdotsdot bei Da asymp Di

mit S = Sicherheitsbeiwert (14 bis 18) n = Anzahl der Pumpstationen K = Festigkeitskennwert (obere Streckgrenze) c1 = Zuschlag fuumlr Wanddickenunterschreitung Ansaumltze fuumlr Einzelkosten

Pipeline kPa = a

PP

maI sdot =

a

PRRFP

ma)plm(I sdotsdotsdot+

z B in DMt

mit IPF = Festkostenanteil (Bau etc) mRmiddotlmiddotpR = Rohranteil mR = spezifische Rohrmasse in kgm asymp DimiddotπmiddotsmiddotρS ρS = Dichte Stahl pR = spezifischer Rohrpreis in DMkg

aP = Annuitaumlt = Pxq1

1qminusminus

minus in 1a

q = 1 + z mit z = Zinsfuszlig xP = Abschreibungszeitraum (z B 25 a)

kPa = Pa

1VOuml5i

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mlλ8Kn2sDplρDπI

sdot

+

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= f(Di n)

Energie kEa = a

Ea

mpE sdot =

a

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mpbP sdotsdot z B in DMt

mit Ea = Jahresstrombedarf in kWha pE = Strompreis in DMkWh

Gesamte elektrische Antriebsleistung Pel = Ouml

G

A ρ∆pm

ηsdotamp1 sdot z B in kW

mit ηA = Arbeitsmaschinenwirkungsgrad = ηelmiddotηP ηel = Wirkungsgrad Elektromotor ηP = Wirkungsgrad Pumpe mamp = Massendurchsatz in z B kgs

kEa =

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdot VOuml5i

2a

2aOuml

2AOuml

E ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ηρp = f(Di)

Arbeitsmaschinen kAa = a

AA

maI sdot =

a

AAelFA

ma)pPI(n sdotsdot+sdot

z B in DMt

mit IAP = Festkostenanteil Erschlieszligung Bau) pA = leistungsbezogene Maschinenkosten z B in DMkW aA = Annuitaumlt fuumlr Arbeitsmaschinen (z B 10 a)

kAa = aAmiddot

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdot+

sdotVOuml2

i

2a

2aOuml

2OumlaA

A

a

FA ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ρbηp

mIn

= f(Din)

Gesamtkosten kGa = kPa + kEa + kAa = f(Di n) + f(Di) + f(Di n)

17

Loumlsungen 1 Partielle Differentiation der Gesamtkostenfunktion nach den beiden Parametern Di und n

ni

GA

Dk

partpart = 0

iD

GA

nk

partpart = 0

2 Berechnung der Gesamtkosten fuumlr verschiedene Durchmesser Di und Pumpstationen n kGa(Dix)n kGa(nx)Di

Werte mit den geringsten Transportkosten auswaumlhlen und in einem dreidimensionalen Diagramm kGa = f(Di n) auftragen rarr Minimum dreidimensional als Mulde darstellbar

2244 Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pipelines

rarr Folie Tab 212 bdquoZahlen uumlber die direkte Umweltbeeinflussung von ausgetretenem Erdoumll aus dem Pipelinenetz Westeuropasldquo 4 S 45

Hohe Transportsicherheit (18000 km 05sdot109 m3a Nettoverluste 2 Eisenbahnkessel-

wagen) Statistisches Bundesamt Wassergefaumlhrdende Fluumlssigkeiten (Erdoumll Erdoumllprodukte) Pipeline Straszlige Schiene Schiff Mengentransport 50 50 Anzahl Unfaumllle 25 975 Auslaufmenge 37 963 Pipeline Nettoverluste asymp 000014 der transportierten Menge Richtlinien und Maszlignahmen Uumlberwachung des Betriebs und der Pipeline

- Pipeline genehmigungs- und uumlberwachungsbeduumlrftig - Druckpruumlfung mit Wasser - Risserkennungsmolch (vor Schaden) - Besondere Sicherheitsvorkehrungen an kritischen Stellen (z B Bergbau) - TrassengaumlngerHubschrauberuumlberfluumlge (mindestens 1xMonat) - Druckentlastungsstation

Dichtheitsuumlberpruumlfung - Mengenbilanzierung In- und Output (Problem beim Anfahren z B NWO

165000 m3 Inhalt 3000 m3h 10 Minuten kein Output (Ausdehnung der Rohre Kompressibilitaumlt) rarr 500 m3 fehlen)

- Druckfallsicherung mit Leckortung

rarr Folie 220 bdquoSchematische Darstellung des Druckverlaufs in einer Fernleitung (a Normalbetrieb b Leckage)ldquo 4 S 46

- Druckwellen-Geschwindigkeitsmessung - Leckerkennungsmolch (Ultraschall-Verstaumlrker verstaumlrkt Ausstroumlmgeraumlu-

sche im Bereich von 20 - 40 kHz Genauigkeit plusmn 50 m) rarr Folie 221 bdquoUltraschall-Lecksuchmolch mit 7-Kanal-Bandaufzeichnungldquo 4 S 47

18

rarr Folie bdquoLecksuchmolchldquo 16 S 10

- Molche (siehe 2242)

rarr Folie 222 bdquoSchematische Darstellung von Molcharten in der Pipelinetechnikldquo 4 S 48

rarr Folie bdquoUltraschallmolch der Preussag zur Erkennung von Korrosionsschaumlden in

Erdoumllleitungenldquo 17

rarr Folie bdquoLeckhaumlufigkeiten bei Mineraloumllfernleitungen in West-Europa ist deutlich zu-ruumlckgegangenldquo Folie nach VEBA OEL AG Gelsenkirchen 1999

- Oumllwehr

rarr Folie bdquoUnfaumllle nach Befoumlrderungsmitteln 1998ldquo 16 S 11 Ergebnis Erdoumllpipeline kann als zuverlaumlssiges sicheres umweltfreundliches und wirtschaft-

liches Transportmittel eingestuft werden

225 Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligentransport von Erdoumll Σasymp 113 rarr vernachlaumlssigbar bei Erdoumlltransport Aber wichtig bei Produktentransport

19

23 Transport von Erdgas

rarr Verteilen Ruhrgas-Broschuumlre bdquoErdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblickldquo 2002 3 httpwwwruhrgasde

rarr Folie bdquoInternationaler Erdgashandel 2000 in Mrd m3ldquo 3 S 34 rarr Folie bdquoErdgasvorraumlte der Welt 2000 in Billionen m3ldquo 3 S 33 Ergebnis Auch in Zukunft wird Erdgas noch fuumlr viele Jahrzehnte als Primaumlrenergietraumlger zur

Verfuumlgung stehen

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet Primaumlrenergieanteil Erdgas in Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 1970 1995 2001 Primaumlrenergie x 106 tSKE 192 97 106 Anteil 44 20 215 rarr Folie Tab 213 bdquoAufkommen und Verwendung von Gasen in Deutschlandldquo 18 S 23 httpwwwbmwide Bruttogasaufkommen Deutschland (alte und neue BL) 2001 (Heizwert asymp 10 kWhm3) Gesamt 1104 in 109 kWha in 109 m3a 110 Davon Erdgas 1026 in 109 kWha in 109 m3a 103 rarr Folie bdquoErdgasaufkommen in Deutschland 2000ldquo 3 Ausgabe 2001 S 8 Erdgasaufkommen Deutschland 2000 89 Milliarden m3Jahr

Differenz zu Tabelle 2001 Brutto-Netto Heizwert rarr Folie bdquoErdgasverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2000ldquo

3 Ausgabe 2001 S 5 Anteil Haushalte und Kleinverbraucher 47 rarr hoher Verteilaufwand

Beispiel 2000 asymp 166sdot106 Kunden insgesamt davon asymp 147sdot106 private Haushalte Handel Land- und Forstwirtschaft

232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher

rarr Folie 224 bdquoDer Erdgasfluss vom Fundort bis zum Verbraucherldquo 4 S 52 Transport mit Verdichtern uumlber Fernleitungen (Pipeline) Ausnahme LNG (verfluumlssigtes Erd-gas) mit Tankern (jedoch fuumlr Deutschland zur Zeit noch nicht von Interesse)

16

asymp Kn2

S∆pD Gi

sdotsdotsdotsdot bei Da asymp Di

mit S = Sicherheitsbeiwert (14 bis 18) n = Anzahl der Pumpstationen K = Festigkeitskennwert (obere Streckgrenze) c1 = Zuschlag fuumlr Wanddickenunterschreitung Ansaumltze fuumlr Einzelkosten

Pipeline kPa = a

PP

maI sdot =

a

PRRFP

ma)plm(I sdotsdotsdot+

z B in DMt

mit IPF = Festkostenanteil (Bau etc) mRmiddotlmiddotpR = Rohranteil mR = spezifische Rohrmasse in kgm asymp DimiddotπmiddotsmiddotρS ρS = Dichte Stahl pR = spezifischer Rohrpreis in DMkg

aP = Annuitaumlt = Pxq1

1qminusminus

minus in 1a

q = 1 + z mit z = Zinsfuszlig xP = Abschreibungszeitraum (z B 25 a)

kPa = Pa

1VOuml5i

2a

2Ouml

2ai

RSiFP

am

c∆p∆zgρDbπρ

mlλ8Kn2sDplρDπI

sdot

+

+sdotsdot+

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot+

= f(Di n)

Energie kEa = a

Ea

mpE sdot =

a

Eael

mpbP sdotsdot z B in DMt

mit Ea = Jahresstrombedarf in kWha pE = Strompreis in DMkWh

Gesamte elektrische Antriebsleistung Pel = Ouml

G

A ρ∆pm

ηsdotamp1 sdot z B in kW

mit ηA = Arbeitsmaschinenwirkungsgrad = ηelmiddotηP ηel = Wirkungsgrad Elektromotor ηP = Wirkungsgrad Pumpe mamp = Massendurchsatz in z B kgs

kEa =

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdot VOuml5i

2a

2aOuml

2AOuml

E ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ηρp = f(Di)

Arbeitsmaschinen kAa = a

AA

maI sdot =

a

AAelFA

ma)pPI(n sdotsdot+sdot

z B in DMt

mit IAP = Festkostenanteil Erschlieszligung Bau) pA = leistungsbezogene Maschinenkosten z B in DMkW aA = Annuitaumlt fuumlr Arbeitsmaschinen (z B 10 a)

kAa = aAmiddot

+sdotsdot+sdot

sdotsdotsdotsdotsdot

sdotsdot+

sdotVOuml2

i

2a

2aOuml

2OumlaA

A

a

FA ∆p∆zgρDm

bρπlλ8

ρbηp

mIn

= f(Din)

Gesamtkosten kGa = kPa + kEa + kAa = f(Di n) + f(Di) + f(Di n)

17

Loumlsungen 1 Partielle Differentiation der Gesamtkostenfunktion nach den beiden Parametern Di und n

ni

GA

Dk

partpart = 0

iD

GA

nk

partpart = 0

2 Berechnung der Gesamtkosten fuumlr verschiedene Durchmesser Di und Pumpstationen n kGa(Dix)n kGa(nx)Di

Werte mit den geringsten Transportkosten auswaumlhlen und in einem dreidimensionalen Diagramm kGa = f(Di n) auftragen rarr Minimum dreidimensional als Mulde darstellbar

2244 Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pipelines

rarr Folie Tab 212 bdquoZahlen uumlber die direkte Umweltbeeinflussung von ausgetretenem Erdoumll aus dem Pipelinenetz Westeuropasldquo 4 S 45

Hohe Transportsicherheit (18000 km 05sdot109 m3a Nettoverluste 2 Eisenbahnkessel-

wagen) Statistisches Bundesamt Wassergefaumlhrdende Fluumlssigkeiten (Erdoumll Erdoumllprodukte) Pipeline Straszlige Schiene Schiff Mengentransport 50 50 Anzahl Unfaumllle 25 975 Auslaufmenge 37 963 Pipeline Nettoverluste asymp 000014 der transportierten Menge Richtlinien und Maszlignahmen Uumlberwachung des Betriebs und der Pipeline

- Pipeline genehmigungs- und uumlberwachungsbeduumlrftig - Druckpruumlfung mit Wasser - Risserkennungsmolch (vor Schaden) - Besondere Sicherheitsvorkehrungen an kritischen Stellen (z B Bergbau) - TrassengaumlngerHubschrauberuumlberfluumlge (mindestens 1xMonat) - Druckentlastungsstation

Dichtheitsuumlberpruumlfung - Mengenbilanzierung In- und Output (Problem beim Anfahren z B NWO

165000 m3 Inhalt 3000 m3h 10 Minuten kein Output (Ausdehnung der Rohre Kompressibilitaumlt) rarr 500 m3 fehlen)

- Druckfallsicherung mit Leckortung

rarr Folie 220 bdquoSchematische Darstellung des Druckverlaufs in einer Fernleitung (a Normalbetrieb b Leckage)ldquo 4 S 46

- Druckwellen-Geschwindigkeitsmessung - Leckerkennungsmolch (Ultraschall-Verstaumlrker verstaumlrkt Ausstroumlmgeraumlu-

sche im Bereich von 20 - 40 kHz Genauigkeit plusmn 50 m) rarr Folie 221 bdquoUltraschall-Lecksuchmolch mit 7-Kanal-Bandaufzeichnungldquo 4 S 47

18

rarr Folie bdquoLecksuchmolchldquo 16 S 10

- Molche (siehe 2242)

rarr Folie 222 bdquoSchematische Darstellung von Molcharten in der Pipelinetechnikldquo 4 S 48

rarr Folie bdquoUltraschallmolch der Preussag zur Erkennung von Korrosionsschaumlden in

Erdoumllleitungenldquo 17

rarr Folie bdquoLeckhaumlufigkeiten bei Mineraloumllfernleitungen in West-Europa ist deutlich zu-ruumlckgegangenldquo Folie nach VEBA OEL AG Gelsenkirchen 1999

- Oumllwehr

rarr Folie bdquoUnfaumllle nach Befoumlrderungsmitteln 1998ldquo 16 S 11 Ergebnis Erdoumllpipeline kann als zuverlaumlssiges sicheres umweltfreundliches und wirtschaft-

liches Transportmittel eingestuft werden

225 Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligentransport von Erdoumll Σasymp 113 rarr vernachlaumlssigbar bei Erdoumlltransport Aber wichtig bei Produktentransport

19

23 Transport von Erdgas

rarr Verteilen Ruhrgas-Broschuumlre bdquoErdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblickldquo 2002 3 httpwwwruhrgasde

rarr Folie bdquoInternationaler Erdgashandel 2000 in Mrd m3ldquo 3 S 34 rarr Folie bdquoErdgasvorraumlte der Welt 2000 in Billionen m3ldquo 3 S 33 Ergebnis Auch in Zukunft wird Erdgas noch fuumlr viele Jahrzehnte als Primaumlrenergietraumlger zur

Verfuumlgung stehen

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet Primaumlrenergieanteil Erdgas in Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 1970 1995 2001 Primaumlrenergie x 106 tSKE 192 97 106 Anteil 44 20 215 rarr Folie Tab 213 bdquoAufkommen und Verwendung von Gasen in Deutschlandldquo 18 S 23 httpwwwbmwide Bruttogasaufkommen Deutschland (alte und neue BL) 2001 (Heizwert asymp 10 kWhm3) Gesamt 1104 in 109 kWha in 109 m3a 110 Davon Erdgas 1026 in 109 kWha in 109 m3a 103 rarr Folie bdquoErdgasaufkommen in Deutschland 2000ldquo 3 Ausgabe 2001 S 8 Erdgasaufkommen Deutschland 2000 89 Milliarden m3Jahr

Differenz zu Tabelle 2001 Brutto-Netto Heizwert rarr Folie bdquoErdgasverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2000ldquo

3 Ausgabe 2001 S 5 Anteil Haushalte und Kleinverbraucher 47 rarr hoher Verteilaufwand

Beispiel 2000 asymp 166sdot106 Kunden insgesamt davon asymp 147sdot106 private Haushalte Handel Land- und Forstwirtschaft

232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher

rarr Folie 224 bdquoDer Erdgasfluss vom Fundort bis zum Verbraucherldquo 4 S 52 Transport mit Verdichtern uumlber Fernleitungen (Pipeline) Ausnahme LNG (verfluumlssigtes Erd-gas) mit Tankern (jedoch fuumlr Deutschland zur Zeit noch nicht von Interesse)

17

Loumlsungen 1 Partielle Differentiation der Gesamtkostenfunktion nach den beiden Parametern Di und n

ni

GA

Dk

partpart = 0

iD

GA

nk

partpart = 0

2 Berechnung der Gesamtkosten fuumlr verschiedene Durchmesser Di und Pumpstationen n kGa(Dix)n kGa(nx)Di

Werte mit den geringsten Transportkosten auswaumlhlen und in einem dreidimensionalen Diagramm kGa = f(Di n) auftragen rarr Minimum dreidimensional als Mulde darstellbar

2244 Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pipelines

rarr Folie Tab 212 bdquoZahlen uumlber die direkte Umweltbeeinflussung von ausgetretenem Erdoumll aus dem Pipelinenetz Westeuropasldquo 4 S 45

Hohe Transportsicherheit (18000 km 05sdot109 m3a Nettoverluste 2 Eisenbahnkessel-

wagen) Statistisches Bundesamt Wassergefaumlhrdende Fluumlssigkeiten (Erdoumll Erdoumllprodukte) Pipeline Straszlige Schiene Schiff Mengentransport 50 50 Anzahl Unfaumllle 25 975 Auslaufmenge 37 963 Pipeline Nettoverluste asymp 000014 der transportierten Menge Richtlinien und Maszlignahmen Uumlberwachung des Betriebs und der Pipeline

- Pipeline genehmigungs- und uumlberwachungsbeduumlrftig - Druckpruumlfung mit Wasser - Risserkennungsmolch (vor Schaden) - Besondere Sicherheitsvorkehrungen an kritischen Stellen (z B Bergbau) - TrassengaumlngerHubschrauberuumlberfluumlge (mindestens 1xMonat) - Druckentlastungsstation

Dichtheitsuumlberpruumlfung - Mengenbilanzierung In- und Output (Problem beim Anfahren z B NWO

165000 m3 Inhalt 3000 m3h 10 Minuten kein Output (Ausdehnung der Rohre Kompressibilitaumlt) rarr 500 m3 fehlen)

- Druckfallsicherung mit Leckortung

rarr Folie 220 bdquoSchematische Darstellung des Druckverlaufs in einer Fernleitung (a Normalbetrieb b Leckage)ldquo 4 S 46

- Druckwellen-Geschwindigkeitsmessung - Leckerkennungsmolch (Ultraschall-Verstaumlrker verstaumlrkt Ausstroumlmgeraumlu-

sche im Bereich von 20 - 40 kHz Genauigkeit plusmn 50 m) rarr Folie 221 bdquoUltraschall-Lecksuchmolch mit 7-Kanal-Bandaufzeichnungldquo 4 S 47

18

rarr Folie bdquoLecksuchmolchldquo 16 S 10

- Molche (siehe 2242)

rarr Folie 222 bdquoSchematische Darstellung von Molcharten in der Pipelinetechnikldquo 4 S 48

rarr Folie bdquoUltraschallmolch der Preussag zur Erkennung von Korrosionsschaumlden in

Erdoumllleitungenldquo 17

rarr Folie bdquoLeckhaumlufigkeiten bei Mineraloumllfernleitungen in West-Europa ist deutlich zu-ruumlckgegangenldquo Folie nach VEBA OEL AG Gelsenkirchen 1999

- Oumllwehr

rarr Folie bdquoUnfaumllle nach Befoumlrderungsmitteln 1998ldquo 16 S 11 Ergebnis Erdoumllpipeline kann als zuverlaumlssiges sicheres umweltfreundliches und wirtschaft-

liches Transportmittel eingestuft werden

225 Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligentransport von Erdoumll Σasymp 113 rarr vernachlaumlssigbar bei Erdoumlltransport Aber wichtig bei Produktentransport

19

23 Transport von Erdgas

rarr Verteilen Ruhrgas-Broschuumlre bdquoErdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblickldquo 2002 3 httpwwwruhrgasde

rarr Folie bdquoInternationaler Erdgashandel 2000 in Mrd m3ldquo 3 S 34 rarr Folie bdquoErdgasvorraumlte der Welt 2000 in Billionen m3ldquo 3 S 33 Ergebnis Auch in Zukunft wird Erdgas noch fuumlr viele Jahrzehnte als Primaumlrenergietraumlger zur

Verfuumlgung stehen

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet Primaumlrenergieanteil Erdgas in Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 1970 1995 2001 Primaumlrenergie x 106 tSKE 192 97 106 Anteil 44 20 215 rarr Folie Tab 213 bdquoAufkommen und Verwendung von Gasen in Deutschlandldquo 18 S 23 httpwwwbmwide Bruttogasaufkommen Deutschland (alte und neue BL) 2001 (Heizwert asymp 10 kWhm3) Gesamt 1104 in 109 kWha in 109 m3a 110 Davon Erdgas 1026 in 109 kWha in 109 m3a 103 rarr Folie bdquoErdgasaufkommen in Deutschland 2000ldquo 3 Ausgabe 2001 S 8 Erdgasaufkommen Deutschland 2000 89 Milliarden m3Jahr

Differenz zu Tabelle 2001 Brutto-Netto Heizwert rarr Folie bdquoErdgasverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2000ldquo

3 Ausgabe 2001 S 5 Anteil Haushalte und Kleinverbraucher 47 rarr hoher Verteilaufwand

Beispiel 2000 asymp 166sdot106 Kunden insgesamt davon asymp 147sdot106 private Haushalte Handel Land- und Forstwirtschaft

232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher

rarr Folie 224 bdquoDer Erdgasfluss vom Fundort bis zum Verbraucherldquo 4 S 52 Transport mit Verdichtern uumlber Fernleitungen (Pipeline) Ausnahme LNG (verfluumlssigtes Erd-gas) mit Tankern (jedoch fuumlr Deutschland zur Zeit noch nicht von Interesse)

18

rarr Folie bdquoLecksuchmolchldquo 16 S 10

- Molche (siehe 2242)

rarr Folie 222 bdquoSchematische Darstellung von Molcharten in der Pipelinetechnikldquo 4 S 48

rarr Folie bdquoUltraschallmolch der Preussag zur Erkennung von Korrosionsschaumlden in

Erdoumllleitungenldquo 17

rarr Folie bdquoLeckhaumlufigkeiten bei Mineraloumllfernleitungen in West-Europa ist deutlich zu-ruumlckgegangenldquo Folie nach VEBA OEL AG Gelsenkirchen 1999

- Oumllwehr

rarr Folie bdquoUnfaumllle nach Befoumlrderungsmitteln 1998ldquo 16 S 11 Ergebnis Erdoumllpipeline kann als zuverlaumlssiges sicheres umweltfreundliches und wirtschaft-

liches Transportmittel eingestuft werden

225 Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligentransport von Erdoumll Σasymp 113 rarr vernachlaumlssigbar bei Erdoumlltransport Aber wichtig bei Produktentransport

19

23 Transport von Erdgas

rarr Verteilen Ruhrgas-Broschuumlre bdquoErdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblickldquo 2002 3 httpwwwruhrgasde

rarr Folie bdquoInternationaler Erdgashandel 2000 in Mrd m3ldquo 3 S 34 rarr Folie bdquoErdgasvorraumlte der Welt 2000 in Billionen m3ldquo 3 S 33 Ergebnis Auch in Zukunft wird Erdgas noch fuumlr viele Jahrzehnte als Primaumlrenergietraumlger zur

Verfuumlgung stehen

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet Primaumlrenergieanteil Erdgas in Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 1970 1995 2001 Primaumlrenergie x 106 tSKE 192 97 106 Anteil 44 20 215 rarr Folie Tab 213 bdquoAufkommen und Verwendung von Gasen in Deutschlandldquo 18 S 23 httpwwwbmwide Bruttogasaufkommen Deutschland (alte und neue BL) 2001 (Heizwert asymp 10 kWhm3) Gesamt 1104 in 109 kWha in 109 m3a 110 Davon Erdgas 1026 in 109 kWha in 109 m3a 103 rarr Folie bdquoErdgasaufkommen in Deutschland 2000ldquo 3 Ausgabe 2001 S 8 Erdgasaufkommen Deutschland 2000 89 Milliarden m3Jahr

Differenz zu Tabelle 2001 Brutto-Netto Heizwert rarr Folie bdquoErdgasverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2000ldquo

3 Ausgabe 2001 S 5 Anteil Haushalte und Kleinverbraucher 47 rarr hoher Verteilaufwand

Beispiel 2000 asymp 166sdot106 Kunden insgesamt davon asymp 147sdot106 private Haushalte Handel Land- und Forstwirtschaft

232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher

rarr Folie 224 bdquoDer Erdgasfluss vom Fundort bis zum Verbraucherldquo 4 S 52 Transport mit Verdichtern uumlber Fernleitungen (Pipeline) Ausnahme LNG (verfluumlssigtes Erd-gas) mit Tankern (jedoch fuumlr Deutschland zur Zeit noch nicht von Interesse)

19

23 Transport von Erdgas

rarr Verteilen Ruhrgas-Broschuumlre bdquoErdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblickldquo 2002 3 httpwwwruhrgasde

rarr Folie bdquoInternationaler Erdgashandel 2000 in Mrd m3ldquo 3 S 34 rarr Folie bdquoErdgasvorraumlte der Welt 2000 in Billionen m3ldquo 3 S 33 Ergebnis Auch in Zukunft wird Erdgas noch fuumlr viele Jahrzehnte als Primaumlrenergietraumlger zur

Verfuumlgung stehen

231 Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet Primaumlrenergieanteil Erdgas in Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 1970 1995 2001 Primaumlrenergie x 106 tSKE 192 97 106 Anteil 44 20 215 rarr Folie Tab 213 bdquoAufkommen und Verwendung von Gasen in Deutschlandldquo 18 S 23 httpwwwbmwide Bruttogasaufkommen Deutschland (alte und neue BL) 2001 (Heizwert asymp 10 kWhm3) Gesamt 1104 in 109 kWha in 109 m3a 110 Davon Erdgas 1026 in 109 kWha in 109 m3a 103 rarr Folie bdquoErdgasaufkommen in Deutschland 2000ldquo 3 Ausgabe 2001 S 8 Erdgasaufkommen Deutschland 2000 89 Milliarden m3Jahr

Differenz zu Tabelle 2001 Brutto-Netto Heizwert rarr Folie bdquoErdgasverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2000ldquo

3 Ausgabe 2001 S 5 Anteil Haushalte und Kleinverbraucher 47 rarr hoher Verteilaufwand

Beispiel 2000 asymp 166sdot106 Kunden insgesamt davon asymp 147sdot106 private Haushalte Handel Land- und Forstwirtschaft

232 Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher

rarr Folie 224 bdquoDer Erdgasfluss vom Fundort bis zum Verbraucherldquo 4 S 52 Transport mit Verdichtern uumlber Fernleitungen (Pipeline) Ausnahme LNG (verfluumlssigtes Erd-gas) mit Tankern (jedoch fuumlr Deutschland zur Zeit noch nicht von Interesse)

20

233 Erdgas-Pipelinetransport 2331 Entwicklung Situation und Technik

rarr Folie 225 bdquoRohrnetzlaumlngen der Gasversorgung in Deutschlandldquo 4 S 53 19 S 119 und folgende Jahre 20 S 53

Erdgasleitungsnetz Deutschland (alte und neue Bundeslaumlnder) 2001 asymp 370000 km rarr Folie 226 bdquoErdgasleitungen in Deutschlandldquo 3 Ausgabe 2002 S 13 rarr Folie 226b bdquoErdgas aus der Nordseeldquo 3 Ausgabe 2002 S 10

Besondere Pipelines fuumlr Deutschland (Beispiele)

- Ekofisk - Emden (in Nordsee verlegt bis 120 bar) - TENP Trans-Europa-Naturgas-Pipeline (Nord-Suumld-Verbindung) - MEGAL Mittel-Europaumlische-Gas-Leitung (Ost-West-Verbindung)

rarr Folie 227 bdquoEuropaumlischer Erdgasverbundldquo 3 Ausgabe 2002 S 11

rarr Folie 227b bdquoErdgas aus Russland fuumlr Europaldquo 3 Ausgabe 2002 S 9

rarr Folie 227c bdquoErdgasreserven und Transportentfernungen nach Deutschlandldquo

Folie Ruhrgas Nr 2739 Essen 1996

Transportentfernungen bis 6000 km rarr Folie 228 bdquoAufteilung des Arbeitsstreifensldquo 21 S 338

bdquoAufteilung und Breite des Arbeitsstreifens fuumlr Ferngasleitungenldquo 4 S 56 2332 Einzelkomponenten und Infrastruktur beim Erdgas-Pipelinetransport - Aufbereitungsstation bei Foumlrderort (Feuchtigkeits- und Schwefelentzug) - Uumlbergabestation bei Ferngas- Ortsgasgesellschaft und Verbraucher (aufwendige Mes-

sungen von p T H(Heizwert)B(Brennwert) fuumlr Abrechnungszwecke) Vamp - Verdichter und Rohrleitungen

Druckverhaumlltnis E

A

pp asymp 12 (darunter energetisch unwirtschaftlich)

bis 14 (daruumlber Austrittstemperatur des Gases gt 50 degC und Beschaumldigung der Rohrisolierung)

Verdichteraustrittsdruck pAmax asymp 75 bar (Russland) bis 100 bar (Deutschland)

spezifische Verdichtungsenergie ∆hVerdichter = hA - hE = cpmiddot(TA - TE) = cpmiddotTEmiddot( 1pp Vηκ

1κ

E

A minus

sdotminus

)

21

Verdichteraustrittstemperatur TA = TEmiddotVηκ1κ

E

A

pp sdot

minus

mit cp = spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Gases (z B CH4 (0 degC) 2156 kJ(kgmiddotK))

TE = Verdichtereintrittstemperatur (z B 283 K) pA = Verdichteraustrittsdruck (z B 58 bar) pE = Verdichtereintrittsdruck (z B 43 bar) κ = Isentropenexponent (z B 1317) ηV = Verdichterwirkungsgrad (z B 80 )

rarr Folie 229 bdquoProzessschema einer Zeiwellen-Gasturbinen-Verdichtereinheit mit Luft-vorwaumlrmungldquo 4 S 58

Vorteil Zweiwellen-Gasturbine Drehzahl Nutzturbine (Druckerhoumlhung Erdgas) ist un-

abhaumlngig von Drehzahl Ladeturbine (Antrieb Luftver-dichter fuumlr Verbrennung)

rarr Folie Tab 214 bdquoDaten der Verdichterstation Krummhoumlrn (Emden)ldquo 4 S 58

rarr Folie 230 bdquoBauliche Anordnung der Komponenten einer Gasturbinen-

Verdichtereinheitldquo 4 S 59 Treibgasverbrauch Beispiel GUS 6000 km asymp 12 - 15 der transportierten Energie Wirkungsgrad Gasturbine ηG asymp 34 (westlicher Standard) Abschaumltzung des Druckverlustes bei expandierenden Stroumlmungen (Gase)

rarr Folie bdquoDruck- und Geschwindigkeitsverlauf bei der Rohrstroumlmung von gasfoumlrmi-gen Fluidenldquo 22 S 102

Druckabfall ∆p = sum sdotsdot

sdot+sdot1

m

1

21

TT

v2wξ)

dlλ( = sum sdot

sdotsdotsdot+sdotsdot

1

m

1

21

1 TT

TR2wξ)

dl(λp 22

mit λ = Rohrreibungszahl = f(Re k) z B 007 (rohschwarz) - 0012 (innenbeschichtet)

Re = Reynoldszahl (z B 27000 - 9middot106) k = Rohrrauhigkeit (z B 007 mm) l = Laumlnge der RohrleitungVerdichterabstand (z B 150 km) d = Innendurchmesser der Rohrleitung (z B 500 mm - 1400 mm) (Beispiel d = 700 mm bei V = 200000 mN

amp 3h) ζ = Widerstandszahlen der Rohreinbauten (Kruumlmmer Schieber

etc) w = Gasgeschwindigkeit (z B bis 12 ms) v = spezifisches Gasvolumen Tm = mittlere Gastemperatur = (T1 + T2)2 (z B 300 K) R = spezielle Gaskonstante (CH4 Methan R = 0518 kJ(kgmiddotK))

rarr Folie bdquoDruckabfall einer Leitungldquo 23 Teil I Anhang

Fazit - zulaumlssiger Druckabfall zwischen Verdichterstationen ist begrenzt durch quadra-tisch steigende Gasgeschwindigkeit die ab bestimmten Werten zu hohen Verlus-ten fuumlhrt

22

- Hauptaufgabe bei der Rohrnetzberechnung ist die Ermittlung der Rohreibungs-zahl λ 24 und die kostenoptimale Auslegung 25 des Transportsystems (Rohrin-nendurchmessers d Abstaumlnde der Verdichterstationen l Druck und Druckverhaumllt-nis)

rarr Folie bdquoVerlauf der Rohrreibungszahl fuumlr hydraulisch glattes und rauhes Verhalten

der Rohrwand einschlieszliglich Uumlbergangsgebietldquo 26 Beilagetafel I turbulent t) Rechts von Grenzkurve λ = f(kd) ne f(Re) alle Rauheitserhebungen ragen in

turbulenten Kern der Rohrstroumlmung Uumlbergang uuml) Uumlbergangsbereich Einige Spitzen der Rauhigkeitserhebungen durchstoszligen

laminare Grenzschicht δl laminar l) k = 0 (dk rarrinfin) Re klein hydraulisch glattes Rohr λ = f(Re)

oder k gt 0 Re klein hydraulisch glattes Verhalten λ = f(Re) alle Rauhig-keitselemente werden von der laminaren Grenzschicht der Staumlrke δl eingehuumlllt (bdquoSchmierungsschichtldquo) 27

Beispiel fuumlr die Berechnung der Gasgeschwindigkeit w (Daten Ruhrgas AG Essen 2003) Fall Erdgaspipeline 200 km (Verdichterabstand) DN 1200PN 100 Mischgas H 2000 (technischer Stand um 1995 in Deutschland) Daten Molmasse des Gasgemisches M = 182307 kgkmol allgemeineuniversellemolare Gaskonstante Rm = 8314471 kJ(kmolmiddotk) Heizwert des Gasgemisches H = 105088 kWhm3 Druck bei Normzustand pn = 101325 bar Temperatur bei Normzustand Tn = 27313 K Realgasfaktor des Gases bei Normzustand Z = 09968 Innendurchmesser der Leitung d = 1185 mm Laumlnge der Rohrleitung l = 200 km Rauhigkeit der Rohrleitung k = 0006 mm Anfangsdruck (Verdichteraustritt) pA = 1001325 bar Enddruck der Leitung (Verdichtereintritt) pE = 661235 bar Temperatur des Gasstromes T = 29313 K (20 degC) Geodaumltischer Houmlhenunterschied ∆z = 0 m Transportkapazitaumlt (Normzustand real) = 308386middot10nrVamp 6 m3h Reynoldszahl Re = 56031middot106 Rohrreibungszahl nach COLEBROOK λ = 00076 Mittlere Kompressibilitaumltszahl K = 08206 Aufgabe Berechnung der maximalen Gasgeschwindigkeit w (vor Verdichtereintritt E) Ideale Gasgleichung i pnmiddotVni = mnmiddotRmiddotTn oder pnmiddot = m middotRmiddotTniVamp namp n vni = Vnimn mit R = spezielle Gaskonstante = RMM = 045607 kJ(kgmiddotK) Reale Gase r pnmiddot = Zmiddot m middotRmiddotTnrVamp namp n

Kompressibilitaumlt K n

nrn

Tvp sdot =

KTvp r

sdotsdot mit p = pE

vr = p

np middotnT

T middotKmiddotvnr

oder = rVampppn middot

nTT middotKmiddot = nrVamp

ppn middot

nTT middotKmiddotZmiddot niVamp

= rVamp0132566

1013251 middot1327313293 middot08206middot308386middot106

hm3

= 1157975 m3s

23

Stroumlmungsgeschwindigkeit w = FrVamp Rmiddotw oder w = R

r

F

ampV

mit FR = πmiddot4d2

= Rohrquerschnittsflaumlche

Ergebnis w = 22

3

m1185πs

m41157975

sdot

sdot = 105

sm

234 Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker LNG = Liquefied Natural Gas = verfluumlssigtes Erdgas

pLNG asymp 1 bar TLNG = -161 degC ρLNG = 480 kgm3 1

600VV

LNG

Erdgas =

Warum LNG-Transport

Bei weiten Entfernungen und widrigen Verlegebedingungen bei denen sich eine Pipeline nicht rechnet (z B Japan 1993 11 PE LNG Abu Dhabi rarr Japan ca 12000 km) Bei kleinen Fundstaumltten

Weltweiter Handel mit LNG 1964 Start (Algerien rarr Groszligbritannien) 1993 83sdot109 m3a Erdgas = 664sdot106 ta LNG 2002 128 LNG-Tanker 15 Verfluumlssigungsanlagen 40 Empfangsterminals Exportlaumlnder z B Indonesien Algerien Malaysia Katar Importlaumlnder z B Japan Suumldkorea Frankreich Spanien Laumlngster LNG-Transport 1997 Australien rarr Lake CharlesUSA (24000 km) frac14 des Welterdgashandels (2001 625 Mrd m3a H = 115 kWhm3) uumlber LNG 3

rarr Folie 232 bdquoFluumlssigerdgas (LNG) fuumlr Europa 2001 in Mrd m3pro Jahrldquo

3 Ausgabe 2002 S 37

rarr Folie 233 bdquoQuerschnittzeichnungen von heute verwendeten Technologien beim LNG-Tankschiffbauldquo 4 S 65

LNG-Tanker 125000 m3 7 Einzeltanks 2-Huumlllen-Schiffe - Auszligentank mit Ballast

- LNG-Tank mit Auszligenhaut Isolierung Polystyrol-Schaum Perlit-Schuumlttung

Km

W018λsdot

asymp

- Innentank (Werkstoffe fuumlr tiefkalte Temperaturen) rarr Folie bdquoKugeltank fuumlr LNGLPG-Transportldquo 28 S 9

rarr Folie 234 bdquoVereinfachtes Prinzip-Schema des geplanten Fluumlssigerdgasterminals in Wilhelmshavenldquo 4 S 66

24

rArr Bild an Tafel bdquoLNG-Anlandeterminalldquo boil-off-Gas mit Verdichter 5 LNG-Tanker LNG-Tank Einloumlser Waumlrme- Pumpe Verdampfer mit Pumpe 1 mit Pumpe 2 aus- 82 bar TauchMeer 1 bar-161 degC 1 bar rarr 25 bar tauscher - 158 degC 80 bar 2 degC

boil-off-Gas Verdampfungsanteil durch Umgebungsenergie

Einloumlser gewinnt verdampftes Erdgas wieder als Fluumlssigkeit zuruumlck (einloumlsen) durch Druckerhoumlhung (Fluumlssigkeitsgebiet)

Warum Druckerhoumlhung vor Einloumlser rArr Bild an Tafel bdquopt-Diagramm mit Siedelinie und Zustaumlnden 1 2 5 und Mischung Mldquo Warum Druckerhoumlhung (Pumpe) nach Waumlrmeaustauscher und vor Verdampfung - Waumlrmeaustauscher muss nicht auf hohen Druck ausgelegt werden - Spezifische Druckerhoumlhungsenergie bei Fluumlssigkeiten (v niedrig und konstant)

viel geringer als bei Gasen (v groszlig und variabel) int sdot dpv

2343 Kosten beim LNG-Tankertransport Kosten asymp bis 10x houmlher als beim Erdoumlltankertransport

(ρ kleiner aufwendige Tankerbauart LNG-Kette Verfluumlssigung Tanker Verdamp-fung)

rarr Abgabepreis beim Lieferland muszlig geringer sein als normale Erdgaslieferun-gen uumlber Pipeline um konkurrenzfaumlhig zu sein

235 Sonstige Transportarten fuumlr LNG

rarr Folie 235 bdquoTransportmoumlglichkeiten fuumlr die Ersatzgasversorgungldquo 4 S 70 Ersatzgas bei Leitungsunterbrechungen

25

24 Transport von Steinkohle

rarr Verteilen bdquoWeltmarkt fuumlr Steinkohle Ausgabe 2002ldquo RWE Rheinbraun 29 bdquoZahlen zur Kohlenwirtschaft Juni 2003ldquo Statistik der Kohlenwirtschaft e V 30 httpwwwkohlenstatistikde bdquoDer Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik im Jahre 2001 November 2002ldquo 31

rarr Folie bdquoHaupt-Handelsstroumlme im Seeverkehr mit Steinkohlen 2002ldquo

RWE Power Essen 2003 29 S 16

rarr Folie bdquoFoumlrderung und seewaumlrtige Exporte von Steinkohlen nach Laumlndern in 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 14 bdquoSteinkohlenseeverkehr nach Export- und EmpfangslaumlndernRegionen 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 15

Foumlrderung Steinkohle Welt 2002 37sdot109 ta httpwwwverein-kohlenimporteurede Handel Steinkohle Welt 2002 617sdot106 ta (115 der Foumlrderung) Seeverkehr Steinkohle Welt 2002 585sdot106 ta

241 Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher Anteile am Primaumlrenergieeinsatz in Deutschland Jahr Menge in 106 tSKEa Anteil am PE 1957 (alte BRD) 137 70 1989 (alte und neue BL) 79 16 1995 (alte und neue BL) 70 (10 importiert) 15 2001 Deutschland 65 (34 importiert) 13 Inlandsgewinnung und Absatz httpwwwkohlenstatistikdeTabellehtm - Steinkohle Importmengen httpwwwverein-kohlenimporteurede Jahresbericht 2002 32

rarr Verteilen bdquoJahresbericht 2002ldquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 32 bdquoAnnual Report 2002 Abridged Versionrdquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 33

rarr Folie bdquoSteinkohlenfoumlrderung in Deutschland (1957 - 2002)ldquo RWE Essen 2003 Ergebnis Inlandsfoumlrderung nimmt ab eventuell bis auf Restmenge zur Erhaltung des know

hows der untertaumlgigen Foumlrderung und Bergbautechnik Importmengen steigen

rarr Folie 236 bdquoDer Weg der Steinkohle und ihrer Produkte von der Foumlrderung bis zum Endverbraucherldquo 4 S 71

242 Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle rarr Folie Tab 217 bdquoZahlenstatistik Steinkohle in Deutschlandldquo 4 S 72 30 31

21

Verdichteraustrittstemperatur TA = TEmiddotVηκ1κ

E

A

pp sdot

minus

mit cp = spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Gases (z B CH4 (0 degC) 2156 kJ(kgmiddotK))

TE = Verdichtereintrittstemperatur (z B 283 K) pA = Verdichteraustrittsdruck (z B 58 bar) pE = Verdichtereintrittsdruck (z B 43 bar) κ = Isentropenexponent (z B 1317) ηV = Verdichterwirkungsgrad (z B 80 )

rarr Folie 229 bdquoProzessschema einer Zeiwellen-Gasturbinen-Verdichtereinheit mit Luft-vorwaumlrmungldquo 4 S 58

Vorteil Zweiwellen-Gasturbine Drehzahl Nutzturbine (Druckerhoumlhung Erdgas) ist un-

abhaumlngig von Drehzahl Ladeturbine (Antrieb Luftver-dichter fuumlr Verbrennung)

rarr Folie Tab 214 bdquoDaten der Verdichterstation Krummhoumlrn (Emden)ldquo 4 S 58

rarr Folie 230 bdquoBauliche Anordnung der Komponenten einer Gasturbinen-

Verdichtereinheitldquo 4 S 59 Treibgasverbrauch Beispiel GUS 6000 km asymp 12 - 15 der transportierten Energie Wirkungsgrad Gasturbine ηG asymp 34 (westlicher Standard) Abschaumltzung des Druckverlustes bei expandierenden Stroumlmungen (Gase)

rarr Folie bdquoDruck- und Geschwindigkeitsverlauf bei der Rohrstroumlmung von gasfoumlrmi-gen Fluidenldquo 22 S 102

Druckabfall ∆p = sum sdotsdot

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mit λ = Rohrreibungszahl = f(Re k) z B 007 (rohschwarz) - 0012 (innenbeschichtet)

Re = Reynoldszahl (z B 27000 - 9middot106) k = Rohrrauhigkeit (z B 007 mm) l = Laumlnge der RohrleitungVerdichterabstand (z B 150 km) d = Innendurchmesser der Rohrleitung (z B 500 mm - 1400 mm) (Beispiel d = 700 mm bei V = 200000 mN

amp 3h) ζ = Widerstandszahlen der Rohreinbauten (Kruumlmmer Schieber

etc) w = Gasgeschwindigkeit (z B bis 12 ms) v = spezifisches Gasvolumen Tm = mittlere Gastemperatur = (T1 + T2)2 (z B 300 K) R = spezielle Gaskonstante (CH4 Methan R = 0518 kJ(kgmiddotK))

rarr Folie bdquoDruckabfall einer Leitungldquo 23 Teil I Anhang

Fazit - zulaumlssiger Druckabfall zwischen Verdichterstationen ist begrenzt durch quadra-tisch steigende Gasgeschwindigkeit die ab bestimmten Werten zu hohen Verlus-ten fuumlhrt

22

- Hauptaufgabe bei der Rohrnetzberechnung ist die Ermittlung der Rohreibungs-zahl λ 24 und die kostenoptimale Auslegung 25 des Transportsystems (Rohrin-nendurchmessers d Abstaumlnde der Verdichterstationen l Druck und Druckverhaumllt-nis)

rarr Folie bdquoVerlauf der Rohrreibungszahl fuumlr hydraulisch glattes und rauhes Verhalten

der Rohrwand einschlieszliglich Uumlbergangsgebietldquo 26 Beilagetafel I turbulent t) Rechts von Grenzkurve λ = f(kd) ne f(Re) alle Rauheitserhebungen ragen in

turbulenten Kern der Rohrstroumlmung Uumlbergang uuml) Uumlbergangsbereich Einige Spitzen der Rauhigkeitserhebungen durchstoszligen

laminare Grenzschicht δl laminar l) k = 0 (dk rarrinfin) Re klein hydraulisch glattes Rohr λ = f(Re)

oder k gt 0 Re klein hydraulisch glattes Verhalten λ = f(Re) alle Rauhig-keitselemente werden von der laminaren Grenzschicht der Staumlrke δl eingehuumlllt (bdquoSchmierungsschichtldquo) 27

Beispiel fuumlr die Berechnung der Gasgeschwindigkeit w (Daten Ruhrgas AG Essen 2003) Fall Erdgaspipeline 200 km (Verdichterabstand) DN 1200PN 100 Mischgas H 2000 (technischer Stand um 1995 in Deutschland) Daten Molmasse des Gasgemisches M = 182307 kgkmol allgemeineuniversellemolare Gaskonstante Rm = 8314471 kJ(kmolmiddotk) Heizwert des Gasgemisches H = 105088 kWhm3 Druck bei Normzustand pn = 101325 bar Temperatur bei Normzustand Tn = 27313 K Realgasfaktor des Gases bei Normzustand Z = 09968 Innendurchmesser der Leitung d = 1185 mm Laumlnge der Rohrleitung l = 200 km Rauhigkeit der Rohrleitung k = 0006 mm Anfangsdruck (Verdichteraustritt) pA = 1001325 bar Enddruck der Leitung (Verdichtereintritt) pE = 661235 bar Temperatur des Gasstromes T = 29313 K (20 degC) Geodaumltischer Houmlhenunterschied ∆z = 0 m Transportkapazitaumlt (Normzustand real) = 308386middot10nrVamp 6 m3h Reynoldszahl Re = 56031middot106 Rohrreibungszahl nach COLEBROOK λ = 00076 Mittlere Kompressibilitaumltszahl K = 08206 Aufgabe Berechnung der maximalen Gasgeschwindigkeit w (vor Verdichtereintritt E) Ideale Gasgleichung i pnmiddotVni = mnmiddotRmiddotTn oder pnmiddot = m middotRmiddotTniVamp namp n vni = Vnimn mit R = spezielle Gaskonstante = RMM = 045607 kJ(kgmiddotK) Reale Gase r pnmiddot = Zmiddot m middotRmiddotTnrVamp namp n

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23

Stroumlmungsgeschwindigkeit w = FrVamp Rmiddotw oder w = R

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= Rohrquerschnittsflaumlche

Ergebnis w = 22

3

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sm

234 Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker LNG = Liquefied Natural Gas = verfluumlssigtes Erdgas

pLNG asymp 1 bar TLNG = -161 degC ρLNG = 480 kgm3 1

600VV

LNG

Erdgas =

Warum LNG-Transport

Bei weiten Entfernungen und widrigen Verlegebedingungen bei denen sich eine Pipeline nicht rechnet (z B Japan 1993 11 PE LNG Abu Dhabi rarr Japan ca 12000 km) Bei kleinen Fundstaumltten

Weltweiter Handel mit LNG 1964 Start (Algerien rarr Groszligbritannien) 1993 83sdot109 m3a Erdgas = 664sdot106 ta LNG 2002 128 LNG-Tanker 15 Verfluumlssigungsanlagen 40 Empfangsterminals Exportlaumlnder z B Indonesien Algerien Malaysia Katar Importlaumlnder z B Japan Suumldkorea Frankreich Spanien Laumlngster LNG-Transport 1997 Australien rarr Lake CharlesUSA (24000 km) frac14 des Welterdgashandels (2001 625 Mrd m3a H = 115 kWhm3) uumlber LNG 3

rarr Folie 232 bdquoFluumlssigerdgas (LNG) fuumlr Europa 2001 in Mrd m3pro Jahrldquo

3 Ausgabe 2002 S 37

rarr Folie 233 bdquoQuerschnittzeichnungen von heute verwendeten Technologien beim LNG-Tankschiffbauldquo 4 S 65

LNG-Tanker 125000 m3 7 Einzeltanks 2-Huumlllen-Schiffe - Auszligentank mit Ballast

- LNG-Tank mit Auszligenhaut Isolierung Polystyrol-Schaum Perlit-Schuumlttung

Km

W018λsdot

asymp

- Innentank (Werkstoffe fuumlr tiefkalte Temperaturen) rarr Folie bdquoKugeltank fuumlr LNGLPG-Transportldquo 28 S 9

rarr Folie 234 bdquoVereinfachtes Prinzip-Schema des geplanten Fluumlssigerdgasterminals in Wilhelmshavenldquo 4 S 66

24

rArr Bild an Tafel bdquoLNG-Anlandeterminalldquo boil-off-Gas mit Verdichter 5 LNG-Tanker LNG-Tank Einloumlser Waumlrme- Pumpe Verdampfer mit Pumpe 1 mit Pumpe 2 aus- 82 bar TauchMeer 1 bar-161 degC 1 bar rarr 25 bar tauscher - 158 degC 80 bar 2 degC

boil-off-Gas Verdampfungsanteil durch Umgebungsenergie

Einloumlser gewinnt verdampftes Erdgas wieder als Fluumlssigkeit zuruumlck (einloumlsen) durch Druckerhoumlhung (Fluumlssigkeitsgebiet)

Warum Druckerhoumlhung vor Einloumlser rArr Bild an Tafel bdquopt-Diagramm mit Siedelinie und Zustaumlnden 1 2 5 und Mischung Mldquo Warum Druckerhoumlhung (Pumpe) nach Waumlrmeaustauscher und vor Verdampfung - Waumlrmeaustauscher muss nicht auf hohen Druck ausgelegt werden - Spezifische Druckerhoumlhungsenergie bei Fluumlssigkeiten (v niedrig und konstant)

viel geringer als bei Gasen (v groszlig und variabel) int sdot dpv

2343 Kosten beim LNG-Tankertransport Kosten asymp bis 10x houmlher als beim Erdoumlltankertransport

(ρ kleiner aufwendige Tankerbauart LNG-Kette Verfluumlssigung Tanker Verdamp-fung)

rarr Abgabepreis beim Lieferland muszlig geringer sein als normale Erdgaslieferun-gen uumlber Pipeline um konkurrenzfaumlhig zu sein

235 Sonstige Transportarten fuumlr LNG

rarr Folie 235 bdquoTransportmoumlglichkeiten fuumlr die Ersatzgasversorgungldquo 4 S 70 Ersatzgas bei Leitungsunterbrechungen

25

24 Transport von Steinkohle

rarr Verteilen bdquoWeltmarkt fuumlr Steinkohle Ausgabe 2002ldquo RWE Rheinbraun 29 bdquoZahlen zur Kohlenwirtschaft Juni 2003ldquo Statistik der Kohlenwirtschaft e V 30 httpwwwkohlenstatistikde bdquoDer Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik im Jahre 2001 November 2002ldquo 31

rarr Folie bdquoHaupt-Handelsstroumlme im Seeverkehr mit Steinkohlen 2002ldquo

RWE Power Essen 2003 29 S 16

rarr Folie bdquoFoumlrderung und seewaumlrtige Exporte von Steinkohlen nach Laumlndern in 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 14 bdquoSteinkohlenseeverkehr nach Export- und EmpfangslaumlndernRegionen 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 15

Foumlrderung Steinkohle Welt 2002 37sdot109 ta httpwwwverein-kohlenimporteurede Handel Steinkohle Welt 2002 617sdot106 ta (115 der Foumlrderung) Seeverkehr Steinkohle Welt 2002 585sdot106 ta

241 Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher Anteile am Primaumlrenergieeinsatz in Deutschland Jahr Menge in 106 tSKEa Anteil am PE 1957 (alte BRD) 137 70 1989 (alte und neue BL) 79 16 1995 (alte und neue BL) 70 (10 importiert) 15 2001 Deutschland 65 (34 importiert) 13 Inlandsgewinnung und Absatz httpwwwkohlenstatistikdeTabellehtm - Steinkohle Importmengen httpwwwverein-kohlenimporteurede Jahresbericht 2002 32

rarr Verteilen bdquoJahresbericht 2002ldquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 32 bdquoAnnual Report 2002 Abridged Versionrdquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 33

rarr Folie bdquoSteinkohlenfoumlrderung in Deutschland (1957 - 2002)ldquo RWE Essen 2003 Ergebnis Inlandsfoumlrderung nimmt ab eventuell bis auf Restmenge zur Erhaltung des know

hows der untertaumlgigen Foumlrderung und Bergbautechnik Importmengen steigen

rarr Folie 236 bdquoDer Weg der Steinkohle und ihrer Produkte von der Foumlrderung bis zum Endverbraucherldquo 4 S 71

242 Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle rarr Folie Tab 217 bdquoZahlenstatistik Steinkohle in Deutschlandldquo 4 S 72 30 31

22

- Hauptaufgabe bei der Rohrnetzberechnung ist die Ermittlung der Rohreibungs-zahl λ 24 und die kostenoptimale Auslegung 25 des Transportsystems (Rohrin-nendurchmessers d Abstaumlnde der Verdichterstationen l Druck und Druckverhaumllt-nis)

rarr Folie bdquoVerlauf der Rohrreibungszahl fuumlr hydraulisch glattes und rauhes Verhalten

der Rohrwand einschlieszliglich Uumlbergangsgebietldquo 26 Beilagetafel I turbulent t) Rechts von Grenzkurve λ = f(kd) ne f(Re) alle Rauheitserhebungen ragen in

turbulenten Kern der Rohrstroumlmung Uumlbergang uuml) Uumlbergangsbereich Einige Spitzen der Rauhigkeitserhebungen durchstoszligen

laminare Grenzschicht δl laminar l) k = 0 (dk rarrinfin) Re klein hydraulisch glattes Rohr λ = f(Re)

oder k gt 0 Re klein hydraulisch glattes Verhalten λ = f(Re) alle Rauhig-keitselemente werden von der laminaren Grenzschicht der Staumlrke δl eingehuumlllt (bdquoSchmierungsschichtldquo) 27

Beispiel fuumlr die Berechnung der Gasgeschwindigkeit w (Daten Ruhrgas AG Essen 2003) Fall Erdgaspipeline 200 km (Verdichterabstand) DN 1200PN 100 Mischgas H 2000 (technischer Stand um 1995 in Deutschland) Daten Molmasse des Gasgemisches M = 182307 kgkmol allgemeineuniversellemolare Gaskonstante Rm = 8314471 kJ(kmolmiddotk) Heizwert des Gasgemisches H = 105088 kWhm3 Druck bei Normzustand pn = 101325 bar Temperatur bei Normzustand Tn = 27313 K Realgasfaktor des Gases bei Normzustand Z = 09968 Innendurchmesser der Leitung d = 1185 mm Laumlnge der Rohrleitung l = 200 km Rauhigkeit der Rohrleitung k = 0006 mm Anfangsdruck (Verdichteraustritt) pA = 1001325 bar Enddruck der Leitung (Verdichtereintritt) pE = 661235 bar Temperatur des Gasstromes T = 29313 K (20 degC) Geodaumltischer Houmlhenunterschied ∆z = 0 m Transportkapazitaumlt (Normzustand real) = 308386middot10nrVamp 6 m3h Reynoldszahl Re = 56031middot106 Rohrreibungszahl nach COLEBROOK λ = 00076 Mittlere Kompressibilitaumltszahl K = 08206 Aufgabe Berechnung der maximalen Gasgeschwindigkeit w (vor Verdichtereintritt E) Ideale Gasgleichung i pnmiddotVni = mnmiddotRmiddotTn oder pnmiddot = m middotRmiddotTniVamp namp n vni = Vnimn mit R = spezielle Gaskonstante = RMM = 045607 kJ(kgmiddotK) Reale Gase r pnmiddot = Zmiddot m middotRmiddotTnrVamp namp n

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23

Stroumlmungsgeschwindigkeit w = FrVamp Rmiddotw oder w = R

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Ergebnis w = 22

3

m1185πs

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sdot = 105

sm

234 Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker LNG = Liquefied Natural Gas = verfluumlssigtes Erdgas

pLNG asymp 1 bar TLNG = -161 degC ρLNG = 480 kgm3 1

600VV

LNG

Erdgas =

Warum LNG-Transport

Bei weiten Entfernungen und widrigen Verlegebedingungen bei denen sich eine Pipeline nicht rechnet (z B Japan 1993 11 PE LNG Abu Dhabi rarr Japan ca 12000 km) Bei kleinen Fundstaumltten

Weltweiter Handel mit LNG 1964 Start (Algerien rarr Groszligbritannien) 1993 83sdot109 m3a Erdgas = 664sdot106 ta LNG 2002 128 LNG-Tanker 15 Verfluumlssigungsanlagen 40 Empfangsterminals Exportlaumlnder z B Indonesien Algerien Malaysia Katar Importlaumlnder z B Japan Suumldkorea Frankreich Spanien Laumlngster LNG-Transport 1997 Australien rarr Lake CharlesUSA (24000 km) frac14 des Welterdgashandels (2001 625 Mrd m3a H = 115 kWhm3) uumlber LNG 3

rarr Folie 232 bdquoFluumlssigerdgas (LNG) fuumlr Europa 2001 in Mrd m3pro Jahrldquo

3 Ausgabe 2002 S 37

rarr Folie 233 bdquoQuerschnittzeichnungen von heute verwendeten Technologien beim LNG-Tankschiffbauldquo 4 S 65

LNG-Tanker 125000 m3 7 Einzeltanks 2-Huumlllen-Schiffe - Auszligentank mit Ballast

- LNG-Tank mit Auszligenhaut Isolierung Polystyrol-Schaum Perlit-Schuumlttung

Km

W018λsdot

asymp

- Innentank (Werkstoffe fuumlr tiefkalte Temperaturen) rarr Folie bdquoKugeltank fuumlr LNGLPG-Transportldquo 28 S 9

rarr Folie 234 bdquoVereinfachtes Prinzip-Schema des geplanten Fluumlssigerdgasterminals in Wilhelmshavenldquo 4 S 66

24

rArr Bild an Tafel bdquoLNG-Anlandeterminalldquo boil-off-Gas mit Verdichter 5 LNG-Tanker LNG-Tank Einloumlser Waumlrme- Pumpe Verdampfer mit Pumpe 1 mit Pumpe 2 aus- 82 bar TauchMeer 1 bar-161 degC 1 bar rarr 25 bar tauscher - 158 degC 80 bar 2 degC

boil-off-Gas Verdampfungsanteil durch Umgebungsenergie

Einloumlser gewinnt verdampftes Erdgas wieder als Fluumlssigkeit zuruumlck (einloumlsen) durch Druckerhoumlhung (Fluumlssigkeitsgebiet)

Warum Druckerhoumlhung vor Einloumlser rArr Bild an Tafel bdquopt-Diagramm mit Siedelinie und Zustaumlnden 1 2 5 und Mischung Mldquo Warum Druckerhoumlhung (Pumpe) nach Waumlrmeaustauscher und vor Verdampfung - Waumlrmeaustauscher muss nicht auf hohen Druck ausgelegt werden - Spezifische Druckerhoumlhungsenergie bei Fluumlssigkeiten (v niedrig und konstant)

viel geringer als bei Gasen (v groszlig und variabel) int sdot dpv

2343 Kosten beim LNG-Tankertransport Kosten asymp bis 10x houmlher als beim Erdoumlltankertransport

(ρ kleiner aufwendige Tankerbauart LNG-Kette Verfluumlssigung Tanker Verdamp-fung)

rarr Abgabepreis beim Lieferland muszlig geringer sein als normale Erdgaslieferun-gen uumlber Pipeline um konkurrenzfaumlhig zu sein

235 Sonstige Transportarten fuumlr LNG

rarr Folie 235 bdquoTransportmoumlglichkeiten fuumlr die Ersatzgasversorgungldquo 4 S 70 Ersatzgas bei Leitungsunterbrechungen

25

24 Transport von Steinkohle

rarr Verteilen bdquoWeltmarkt fuumlr Steinkohle Ausgabe 2002ldquo RWE Rheinbraun 29 bdquoZahlen zur Kohlenwirtschaft Juni 2003ldquo Statistik der Kohlenwirtschaft e V 30 httpwwwkohlenstatistikde bdquoDer Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik im Jahre 2001 November 2002ldquo 31

rarr Folie bdquoHaupt-Handelsstroumlme im Seeverkehr mit Steinkohlen 2002ldquo

RWE Power Essen 2003 29 S 16

rarr Folie bdquoFoumlrderung und seewaumlrtige Exporte von Steinkohlen nach Laumlndern in 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 14 bdquoSteinkohlenseeverkehr nach Export- und EmpfangslaumlndernRegionen 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 15

Foumlrderung Steinkohle Welt 2002 37sdot109 ta httpwwwverein-kohlenimporteurede Handel Steinkohle Welt 2002 617sdot106 ta (115 der Foumlrderung) Seeverkehr Steinkohle Welt 2002 585sdot106 ta

241 Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher Anteile am Primaumlrenergieeinsatz in Deutschland Jahr Menge in 106 tSKEa Anteil am PE 1957 (alte BRD) 137 70 1989 (alte und neue BL) 79 16 1995 (alte und neue BL) 70 (10 importiert) 15 2001 Deutschland 65 (34 importiert) 13 Inlandsgewinnung und Absatz httpwwwkohlenstatistikdeTabellehtm - Steinkohle Importmengen httpwwwverein-kohlenimporteurede Jahresbericht 2002 32

rarr Verteilen bdquoJahresbericht 2002ldquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 32 bdquoAnnual Report 2002 Abridged Versionrdquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 33

rarr Folie bdquoSteinkohlenfoumlrderung in Deutschland (1957 - 2002)ldquo RWE Essen 2003 Ergebnis Inlandsfoumlrderung nimmt ab eventuell bis auf Restmenge zur Erhaltung des know

hows der untertaumlgigen Foumlrderung und Bergbautechnik Importmengen steigen

rarr Folie 236 bdquoDer Weg der Steinkohle und ihrer Produkte von der Foumlrderung bis zum Endverbraucherldquo 4 S 71

242 Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle rarr Folie Tab 217 bdquoZahlenstatistik Steinkohle in Deutschlandldquo 4 S 72 30 31

23

Stroumlmungsgeschwindigkeit w = FrVamp Rmiddotw oder w = R

r

F

ampV

mit FR = πmiddot4d2

= Rohrquerschnittsflaumlche

Ergebnis w = 22

3

m1185πs

m41157975

sdot

sdot = 105

sm

234 Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker LNG = Liquefied Natural Gas = verfluumlssigtes Erdgas

pLNG asymp 1 bar TLNG = -161 degC ρLNG = 480 kgm3 1

600VV

LNG

Erdgas =

Warum LNG-Transport

Bei weiten Entfernungen und widrigen Verlegebedingungen bei denen sich eine Pipeline nicht rechnet (z B Japan 1993 11 PE LNG Abu Dhabi rarr Japan ca 12000 km) Bei kleinen Fundstaumltten

Weltweiter Handel mit LNG 1964 Start (Algerien rarr Groszligbritannien) 1993 83sdot109 m3a Erdgas = 664sdot106 ta LNG 2002 128 LNG-Tanker 15 Verfluumlssigungsanlagen 40 Empfangsterminals Exportlaumlnder z B Indonesien Algerien Malaysia Katar Importlaumlnder z B Japan Suumldkorea Frankreich Spanien Laumlngster LNG-Transport 1997 Australien rarr Lake CharlesUSA (24000 km) frac14 des Welterdgashandels (2001 625 Mrd m3a H = 115 kWhm3) uumlber LNG 3

rarr Folie 232 bdquoFluumlssigerdgas (LNG) fuumlr Europa 2001 in Mrd m3pro Jahrldquo

3 Ausgabe 2002 S 37

rarr Folie 233 bdquoQuerschnittzeichnungen von heute verwendeten Technologien beim LNG-Tankschiffbauldquo 4 S 65

LNG-Tanker 125000 m3 7 Einzeltanks 2-Huumlllen-Schiffe - Auszligentank mit Ballast

- LNG-Tank mit Auszligenhaut Isolierung Polystyrol-Schaum Perlit-Schuumlttung

Km

W018λsdot

asymp

- Innentank (Werkstoffe fuumlr tiefkalte Temperaturen) rarr Folie bdquoKugeltank fuumlr LNGLPG-Transportldquo 28 S 9

rarr Folie 234 bdquoVereinfachtes Prinzip-Schema des geplanten Fluumlssigerdgasterminals in Wilhelmshavenldquo 4 S 66

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rArr Bild an Tafel bdquoLNG-Anlandeterminalldquo boil-off-Gas mit Verdichter 5 LNG-Tanker LNG-Tank Einloumlser Waumlrme- Pumpe Verdampfer mit Pumpe 1 mit Pumpe 2 aus- 82 bar TauchMeer 1 bar-161 degC 1 bar rarr 25 bar tauscher - 158 degC 80 bar 2 degC

boil-off-Gas Verdampfungsanteil durch Umgebungsenergie

Einloumlser gewinnt verdampftes Erdgas wieder als Fluumlssigkeit zuruumlck (einloumlsen) durch Druckerhoumlhung (Fluumlssigkeitsgebiet)

Warum Druckerhoumlhung vor Einloumlser rArr Bild an Tafel bdquopt-Diagramm mit Siedelinie und Zustaumlnden 1 2 5 und Mischung Mldquo Warum Druckerhoumlhung (Pumpe) nach Waumlrmeaustauscher und vor Verdampfung - Waumlrmeaustauscher muss nicht auf hohen Druck ausgelegt werden - Spezifische Druckerhoumlhungsenergie bei Fluumlssigkeiten (v niedrig und konstant)

viel geringer als bei Gasen (v groszlig und variabel) int sdot dpv

2343 Kosten beim LNG-Tankertransport Kosten asymp bis 10x houmlher als beim Erdoumlltankertransport

(ρ kleiner aufwendige Tankerbauart LNG-Kette Verfluumlssigung Tanker Verdamp-fung)

rarr Abgabepreis beim Lieferland muszlig geringer sein als normale Erdgaslieferun-gen uumlber Pipeline um konkurrenzfaumlhig zu sein

235 Sonstige Transportarten fuumlr LNG

rarr Folie 235 bdquoTransportmoumlglichkeiten fuumlr die Ersatzgasversorgungldquo 4 S 70 Ersatzgas bei Leitungsunterbrechungen

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24 Transport von Steinkohle

rarr Verteilen bdquoWeltmarkt fuumlr Steinkohle Ausgabe 2002ldquo RWE Rheinbraun 29 bdquoZahlen zur Kohlenwirtschaft Juni 2003ldquo Statistik der Kohlenwirtschaft e V 30 httpwwwkohlenstatistikde bdquoDer Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik im Jahre 2001 November 2002ldquo 31

rarr Folie bdquoHaupt-Handelsstroumlme im Seeverkehr mit Steinkohlen 2002ldquo

RWE Power Essen 2003 29 S 16

rarr Folie bdquoFoumlrderung und seewaumlrtige Exporte von Steinkohlen nach Laumlndern in 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 14 bdquoSteinkohlenseeverkehr nach Export- und EmpfangslaumlndernRegionen 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 15

Foumlrderung Steinkohle Welt 2002 37sdot109 ta httpwwwverein-kohlenimporteurede Handel Steinkohle Welt 2002 617sdot106 ta (115 der Foumlrderung) Seeverkehr Steinkohle Welt 2002 585sdot106 ta

241 Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher Anteile am Primaumlrenergieeinsatz in Deutschland Jahr Menge in 106 tSKEa Anteil am PE 1957 (alte BRD) 137 70 1989 (alte und neue BL) 79 16 1995 (alte und neue BL) 70 (10 importiert) 15 2001 Deutschland 65 (34 importiert) 13 Inlandsgewinnung und Absatz httpwwwkohlenstatistikdeTabellehtm - Steinkohle Importmengen httpwwwverein-kohlenimporteurede Jahresbericht 2002 32

rarr Verteilen bdquoJahresbericht 2002ldquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 32 bdquoAnnual Report 2002 Abridged Versionrdquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 33

rarr Folie bdquoSteinkohlenfoumlrderung in Deutschland (1957 - 2002)ldquo RWE Essen 2003 Ergebnis Inlandsfoumlrderung nimmt ab eventuell bis auf Restmenge zur Erhaltung des know

hows der untertaumlgigen Foumlrderung und Bergbautechnik Importmengen steigen

rarr Folie 236 bdquoDer Weg der Steinkohle und ihrer Produkte von der Foumlrderung bis zum Endverbraucherldquo 4 S 71

242 Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle rarr Folie Tab 217 bdquoZahlenstatistik Steinkohle in Deutschlandldquo 4 S 72 30 31

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rArr Bild an Tafel bdquoLNG-Anlandeterminalldquo boil-off-Gas mit Verdichter 5 LNG-Tanker LNG-Tank Einloumlser Waumlrme- Pumpe Verdampfer mit Pumpe 1 mit Pumpe 2 aus- 82 bar TauchMeer 1 bar-161 degC 1 bar rarr 25 bar tauscher - 158 degC 80 bar 2 degC

boil-off-Gas Verdampfungsanteil durch Umgebungsenergie

Einloumlser gewinnt verdampftes Erdgas wieder als Fluumlssigkeit zuruumlck (einloumlsen) durch Druckerhoumlhung (Fluumlssigkeitsgebiet)

Warum Druckerhoumlhung vor Einloumlser rArr Bild an Tafel bdquopt-Diagramm mit Siedelinie und Zustaumlnden 1 2 5 und Mischung Mldquo Warum Druckerhoumlhung (Pumpe) nach Waumlrmeaustauscher und vor Verdampfung - Waumlrmeaustauscher muss nicht auf hohen Druck ausgelegt werden - Spezifische Druckerhoumlhungsenergie bei Fluumlssigkeiten (v niedrig und konstant)

viel geringer als bei Gasen (v groszlig und variabel) int sdot dpv

2343 Kosten beim LNG-Tankertransport Kosten asymp bis 10x houmlher als beim Erdoumlltankertransport

(ρ kleiner aufwendige Tankerbauart LNG-Kette Verfluumlssigung Tanker Verdamp-fung)

rarr Abgabepreis beim Lieferland muszlig geringer sein als normale Erdgaslieferun-gen uumlber Pipeline um konkurrenzfaumlhig zu sein

235 Sonstige Transportarten fuumlr LNG

rarr Folie 235 bdquoTransportmoumlglichkeiten fuumlr die Ersatzgasversorgungldquo 4 S 70 Ersatzgas bei Leitungsunterbrechungen

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24 Transport von Steinkohle

rarr Verteilen bdquoWeltmarkt fuumlr Steinkohle Ausgabe 2002ldquo RWE Rheinbraun 29 bdquoZahlen zur Kohlenwirtschaft Juni 2003ldquo Statistik der Kohlenwirtschaft e V 30 httpwwwkohlenstatistikde bdquoDer Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik im Jahre 2001 November 2002ldquo 31

rarr Folie bdquoHaupt-Handelsstroumlme im Seeverkehr mit Steinkohlen 2002ldquo

RWE Power Essen 2003 29 S 16

rarr Folie bdquoFoumlrderung und seewaumlrtige Exporte von Steinkohlen nach Laumlndern in 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 14 bdquoSteinkohlenseeverkehr nach Export- und EmpfangslaumlndernRegionen 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 15

Foumlrderung Steinkohle Welt 2002 37sdot109 ta httpwwwverein-kohlenimporteurede Handel Steinkohle Welt 2002 617sdot106 ta (115 der Foumlrderung) Seeverkehr Steinkohle Welt 2002 585sdot106 ta

241 Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher Anteile am Primaumlrenergieeinsatz in Deutschland Jahr Menge in 106 tSKEa Anteil am PE 1957 (alte BRD) 137 70 1989 (alte und neue BL) 79 16 1995 (alte und neue BL) 70 (10 importiert) 15 2001 Deutschland 65 (34 importiert) 13 Inlandsgewinnung und Absatz httpwwwkohlenstatistikdeTabellehtm - Steinkohle Importmengen httpwwwverein-kohlenimporteurede Jahresbericht 2002 32

rarr Verteilen bdquoJahresbericht 2002ldquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 32 bdquoAnnual Report 2002 Abridged Versionrdquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 33

rarr Folie bdquoSteinkohlenfoumlrderung in Deutschland (1957 - 2002)ldquo RWE Essen 2003 Ergebnis Inlandsfoumlrderung nimmt ab eventuell bis auf Restmenge zur Erhaltung des know

hows der untertaumlgigen Foumlrderung und Bergbautechnik Importmengen steigen

rarr Folie 236 bdquoDer Weg der Steinkohle und ihrer Produkte von der Foumlrderung bis zum Endverbraucherldquo 4 S 71

242 Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle rarr Folie Tab 217 bdquoZahlenstatistik Steinkohle in Deutschlandldquo 4 S 72 30 31

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24 Transport von Steinkohle

rarr Verteilen bdquoWeltmarkt fuumlr Steinkohle Ausgabe 2002ldquo RWE Rheinbraun 29 bdquoZahlen zur Kohlenwirtschaft Juni 2003ldquo Statistik der Kohlenwirtschaft e V 30 httpwwwkohlenstatistikde bdquoDer Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik im Jahre 2001 November 2002ldquo 31

rarr Folie bdquoHaupt-Handelsstroumlme im Seeverkehr mit Steinkohlen 2002ldquo

RWE Power Essen 2003 29 S 16

rarr Folie bdquoFoumlrderung und seewaumlrtige Exporte von Steinkohlen nach Laumlndern in 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 14 bdquoSteinkohlenseeverkehr nach Export- und EmpfangslaumlndernRegionen 2001 (in Mio t)ldquo 29 S 15

Foumlrderung Steinkohle Welt 2002 37sdot109 ta httpwwwverein-kohlenimporteurede Handel Steinkohle Welt 2002 617sdot106 ta (115 der Foumlrderung) Seeverkehr Steinkohle Welt 2002 585sdot106 ta

241 Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher Anteile am Primaumlrenergieeinsatz in Deutschland Jahr Menge in 106 tSKEa Anteil am PE 1957 (alte BRD) 137 70 1989 (alte und neue BL) 79 16 1995 (alte und neue BL) 70 (10 importiert) 15 2001 Deutschland 65 (34 importiert) 13 Inlandsgewinnung und Absatz httpwwwkohlenstatistikdeTabellehtm - Steinkohle Importmengen httpwwwverein-kohlenimporteurede Jahresbericht 2002 32

rarr Verteilen bdquoJahresbericht 2002ldquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 32 bdquoAnnual Report 2002 Abridged Versionrdquo Verein der Kohlenimporteure (Hamburg) 33

rarr Folie bdquoSteinkohlenfoumlrderung in Deutschland (1957 - 2002)ldquo RWE Essen 2003 Ergebnis Inlandsfoumlrderung nimmt ab eventuell bis auf Restmenge zur Erhaltung des know

hows der untertaumlgigen Foumlrderung und Bergbautechnik Importmengen steigen

rarr Folie 236 bdquoDer Weg der Steinkohle und ihrer Produkte von der Foumlrderung bis zum Endverbraucherldquo 4 S 71

242 Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle rarr Folie Tab 217 bdquoZahlenstatistik Steinkohle in Deutschlandldquo 4 S 72 30 31

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rarr Folie 237 bdquoSteinkohlenbergwerke in Deutschland Stand Januar 2002ldquo

14 Ausgabe 2003 S 25 Foumlrderreviere Deutschland 2002 Ruhr 189sdot106 ta Saar 54sdot106 ta Ibbenbuumlren 18sdot106 ta Bundesrepublik 261sdot106 ta Transportstatistik - 1980 (danach keine Angaben mehr) 1 Bahn (DB) 58 2 Schiff 20 3 Eigene 15 4 LKW (Land) 7 - 2001 Kohle (aus Verkehr in Zahlen 34 Ausgabe 20022003) 1 Bahn Verkehrsaufkommen 543sdot106 ta -leistung 70 Mrd tmiddotkma mittlere Transportweite l = 129 km 2 Binnenschiff Verkehrsaufkommen 312sdot106 ta -leistung 85 Mrd tmiddotkma mittlere Transportweite l = 272 km

243 Bahntransport von Steinkohle

rarr Verteilen bdquoVerkehr in Zahlen 20022003ldquo DIW 34 bdquoDaten und Fakten 2002ldquo Die Bahn DB 35 httpwwwbahn-netdepressedownloadindexhtm

bdquoGuumlterwagen der Bahnldquo DB 36 2431 Streckennetz und heutige Zugtechnik Fahrwegdaten Deutsche Bahn AG 31 12 2002 35 S 39 (Technischer Aufwand)

Betriebslaumlnge 35804 km Laumlnge aller Gleise 65005 km Zahl Weichen und Kreuzungen 86000 Zahl der Bahnhoumlfe 4407 Zahl der Haltepunkte 3040 Stennwerke 6175 Bahnuumlbergaumlnge 24046 Tunnel 810 Eisenbahnbruumlcken 31346 Privatgleisanschluumlsse 4336

rarr Folie 238 bdquoOffene Drehgestell-Schuumlttgutwagen mit Schwerkraftentladung - schlagar-

tig-ldquo 36 S 3031 Moderne Massenguttransportwagen FadFal Drehgestell-Selbstentladewagen 20 t (235 t)Achse 4 Achsen L asymp 12 m Eigen- gewicht bis 25 t Lastgrenze asymp 55 t Gag Ganzzuumlge (nur ein Gut) Gdg Ganzzuumlge mit Groszligraumguumlterwagen 2433 Kosten beim Bahntransport Bis 1994 DEGT = Deutscher-Eisenbahn-Guumlter-Tarif (feste Frachtraten)

27

Frachteinnahmen 1992 0122kmt

DMsdot

l = 98 km Fracht = 1196 t

DM = 611 teuro (1 euro = 195583 DM)

Ab 1994 Liberalisierung des Binnenmarktes in der EG rarr Freifrachtsystem Verkehr in Zahlen 34 Ausgabe 1996

Straszligenguumlterverkehr Frachtsaumltze Eisenbahn Frachtsaumltze Binnenschiff rarr bdquoDaten koumlnnen aufgrund der Aufhebung der Tarifbindung infolge des zum 1 1 1994 in Kraft getretenen Tarifaufhebungsgesetzes nicht mehr ausgewiesen werdenldquo

244 Schiffstransport von Steinkohle 2441 Bundeswasserstraszligen und heutige Schiffstypen

rarr Verteilen bdquoBinnenschifffahrt ndash Daten und Fakten 2003ldquo 37 bdquoGeschaumlftsbericht des BDB 20022003ldquo 38 httpwwwbinnenschiffde

rarr Folie 239 bdquoDie Bundeswasserstraszligenldquo 37 S 2 Schiffbare Wasserstraszligen Januar 2003 Deutschland 7427 km rarr Folie bdquoBedeutende europaumlische Wasserstraszligenldquo httpwwwbinnenschiffde

(Vertrieb Drucksachenstelle der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes bei der Wasser- und Schifffahrtsdirektion Mitte Hannover)

rarr Folie 240 bdquoSchiffstypen fuumlr den Steinkohlentransportldquo 4 S 80 Binnenschiffe

Schleppkaumlhne ohne Antrieb selten (4 ) Selbstfahrer mit Antrieb bis 1400 t (64 ) Schubleichter Antrieb und Transporteinheit trenn- und variierbar bis 5000 t (32 )

Uumlbersee 29 Massengutfrachter (Steinkohle 2001 572 Mio ta 2360 Mrd tmiddotMeilen

durchschnittliche Transportentfernung 5000 Seemeilen) - Handysize 10000 - 50000 dwt

- Panamax 50000 - 60000 dwt - Capesize 80000 - 150000 dwt

2443 Kosten beim Schiffstransport Bis 1994 FTB = Frachten- und Tarifanzeiger der Binnenschiffahrt (feste Frachtraten

im innerdeutschen Verkehr) Beispiele Frachteinnahmen (1992) 43 Pf(tmiddotkm)

1993 Ruhr ndash Mannheim 353 km 25 DMt = 1278 eurot

28

rarr Folie bdquoSeefrachtraten (Capesize-Einheiten) fuumlr Steinkohlen nach ARA-Haumlfen (Amsterdam Rotterdam Antwerpen)ldquo Daten von Verein der Kohlenimpor-teure e V httpwwwverein-kohlenimporteurede und aus 29

Seefrachraten Capesize nach ARA-Haumlfen (Amsterdam Rotterdam Antwerpen) 32 Suumldafrika USA Ostkuumlste Australien Kolumbien Januar 2002 490 $t 430 $t 750 $t 440 $t Januar 2003 945 $t 830 $t 1430 $t 875 $t November 2003 2390 $t 1810 $t 3375 $t 1850 $t [Kraftwerksmodellpark Importsteinkohle Transportkosten durchschnittlich

15 - 17 DMt SKE = 77 - 87 eurot SKE]

245 Hydraulischer Transport von Steinkohle 2451 Stand der Technik beim hydraulischen Transport Definition Transport von zerkleinerten Feststoffen mit Traumlgerfluumlssigkeiten (Wasser Oumll) rarr Folie Tab 221 bdquoUumlbersicht uumlber einige im Steinkohlenbergbau ausgefuumlhrte Pipelinesldquo 4 S 83 Deutschland Kohlepipeline kaum realisiert wegen guter Verkehrsinfrastruktur 2452 Einzelkomponenten und Probleme

rarr Folie 241 bdquoDruckverlust ∆pL fuumlr ein Kohlen-Wasser-Gemisch in Abhaumlngigkeit von der Froude-Zahl und dem Mischungsverhaumlltnis bei Feinkohle mit 1 mm Korn-groumlszligeldquo 4 S 85

rarr Folie 242 bdquoFlieszligschema von Kraftwerks-Steinkohle uumlber eine Kohlepipelineldquo 4 S 86 Komponenten Aufbereitungsstation Transport Entwaumlsserung Leistungen P PPumpe ~ DKorn PEntwaumlsserung ~ 1DKorn rarr Optimierung notwendig

rarr Folie 243 bdquoVerfahrens- und Maschinenstammbaumlume fuumlr die Entwaumlsserung von Stein-kohleldquo 4 S 87

Ergebnis Relativ hohe Restfeuchte von 12 bis 22 bei

Koumlrnungen von 10 - 0 mm bis 14 - 0 mm

rarr Folie 244 ldquoEinzelgeraumlte fuumlr die mechanische Entwaumlsserung von Steinkohle nach dem hydraulischen Transportldquo 4 S 88

2453 Kosten

29

rarr Folie 245 bdquoRelative Energietransportkostenverhaumlltnisse (USA 1963) uumlber 100 kmldquo 4 S 89

Ergebnis Tanker am billigsten Strom am teuersten Anlage- und Betriebskosten bei Kohlepipelines Aufgabestation Rohrleitung Pumpstation Entwaumlsserung Anlagekosten 20 55 5 20 Betriebskosten 10 40 25 25

246 Transportkostenvergleich bei der Stromerzeugung mit Steinkohle Frage Welche Alternative ist kostenguumlnstiger

- Kohleverstromung am Foumlrder-Fundort der Kohle (z B Ruhrgebiet) und Strom-transport zu Verbraucherballungszentren (z B Mannheim) oder - Kohletransport zu Verbraucherballungszentren und dort Verstromung der Kohle

rarr Folie 246 bdquoTransportsystembetrachtungen mit Kostenvergleichen fuumlr Steinkohle im

Kraftwerksbereichldquo 4 S 92 Ergebnis Bei hohem Heizwert ist Kohle- kostenguumlnstiger als Stromtransport

rarr Folie 247 bdquoTransportkostenbetrachtungen fuumlr Steinkohle und andere Brennstoffe zum Kraftwerkldquo 4 S 93

Steinkohle 1 Stromtransport am teuersten 2 Pipeline 3 Bahn 4 Schiff am billigsten

rarr Selbst bei Kraftwerksgroumlszligen bis 7200 MW ist Pipelinetransport gegenuumlber den etablierten Transportsystemen nicht kostenguumlnstig

Regel Primaumlrenergietransport meistens billiger

30

25 Transport von Braunkohle Daten zur Braunkohlenindustrie DEBRIV (Deutscher Braunkohlen-Industrie-Verein e V) Bundesverband Braunkohle httpwwwbraunkohlede 251 Braunkohlenfluss und derzeitige Transportverhaumlltnisse

rarr Folie 248 bdquoDer Weg der Braunkohle von der Gewinnung bis zum Einsatzortldquo 4 S 94 Zahlenvergleiche Braunkohle (BK) zu Steinkohle (SK)

BK Wegen TagebauFloumlzmaumlchtigkeit asymp SchichtMannSKEt22

SchichtMannt80

sdotasymp

sdot

SK 2002 SchichtMann

SKt5258sdot

Bergbauliche Betriebe (Teufe 1050 m Floumlze 169 cm)

Insgesamt (alle Beschaumlftigten 2001) 31

SK B52576

27361000 at

= 5204 aB

SKtsdot

asymp 520 aB

SKEtsdot

BK B20227017536000 a

t = 86696

aB sdotBKt asymp 2890

aBSKEt

sdot

Niedriger Heizwert (durch bis zu 60 Feuchte in Braunkohle HBK asymp 13middotHSK)

rarr Einsatz vor Ort in Kraftwerken (kurze Entfernungen) Foumlrder-Transportmittel 1994 Deutschland Bahn = 4046middot106 tmiddotkma = 22 Band = 14054middot106 tmiddotkma = 78 Transportstatistik Bahn asymp 25 (betriebseigene Bahnen nicht DB) Band asymp 75 2000 (DEBRIV) Deutschland Bahn = 30413middot106 tmiddotkma = 20 Band = 118887middot106 tmiddotkma = 80

foumlrderungBraunkohlegungAbraumbewe 1950

at6

am3

1021289110 3

sdotsdot410782 = 193

BKtAbraum3m

2001 a

t6a

m3

1017536410 3

sdotsdot885587 = 505

BKtAbraum3m

1994 Deutschland Transportleistung T = 18100 106 tmiddotkma Massenbewegung M = (1550 t (89 ) Abraum + 183 t (11 ) BK)middot106a = 1733middot106 t

30

25 Transport von Braunkohle Daten zur Braunkohlenindustrie DEBRIV (Deutscher Braunkohlen-Industrie-Verein e V) Bundesverband Braunkohle httpwwwbraunkohlede 251 Braunkohlenfluss und derzeitige Transportverhaumlltnisse

rarr Folie 248 bdquoDer Weg der Braunkohle von der Gewinnung bis zum Einsatzortldquo 4 S 94 Zahlenvergleiche Braunkohle (BK) zu Steinkohle (SK)

BK Wegen TagebauFloumlzmaumlchtigkeit asymp SchichtMannSKEt22

SchichtMannt80

sdotasymp

sdot

SK 2002 SchichtMann

SKt5258sdot

Bergbauliche Betriebe (Teufe 1050 m Floumlze 169 cm)

Insgesamt (alle Beschaumlftigten 2001) 31

SK B52576

27361000 at

= 5204 aB

SKtsdot

asymp 520 aB

SKEtsdot

BK B20227017536000 a

t = 86696

aB sdotBKt asymp 2890

aBSKEt

sdot

Niedriger Heizwert (durch bis zu 60 Feuchte in Braunkohle HBK asymp 13middotHSK)

rarr Einsatz vor Ort in Kraftwerken (kurze Entfernungen) Foumlrder-Transportmittel 1994 Deutschland Bahn = 4046middot106 tmiddotkma = 22 Band = 14054middot106 tmiddotkma = 78 Transportstatistik Bahn asymp 25 (betriebseigene Bahnen nicht DB) Band asymp 75 2000 (DEBRIV) Deutschland Bahn = 30413middot106 tmiddotkma = 20 Band = 118887middot106 tmiddotkma = 80

foumlrderungBraunkohlegungAbraumbewe 1950

at6

am3

1021289110 3

sdotsdot410782 = 193

BKtAbraum3m

2001 a

t6a

m3

1017536410 3

sdotsdot885587 = 505

BKtAbraum3m

1994 Deutschland Transportleistung T = 18100 106 tmiddotkma Massenbewegung M = (1550 t (89 ) Abraum + 183 t (11 ) BK)middot106a = 1733middot106 t

31

Ergebnis rarr BKt

Abraumt8

MT = km105km

1733asymp18100 durchschnittliche Transportentfernung

252 Angebot und Nachfrage bei der Braunkohle Foumlrderung 2001 175middot106 ta Hauptreviere Rheinland 94middot106 ta

(1985 433middot106 ta) Lausitz 58middot106 ta Anteil an Primaumlrenergieversorgung 2001 Deutschland 556middot106 t SKE = 112 Absatz BK 2001 (Kunden) 175middot106 ta oumlffentliche Kraftwerke 161middot106 ta rarr Folie 249 bdquoBraunkohlentagebaue in Deutschlandldquo 14 Ausgabe 2003 S 39

253 Bandtransport von Braunkohle rarr Folie 250 bdquoAbmessungen und Bandschema des Schaufelradbaggers mit 240000 m3 Tagesleistung fuumlr den Tagebau Hambachldquo 4 S 97 Daten Schaufelradbagger Hambacher Forst 240000 m3d

230 m Laumlnge 90 m Houmlhe Antrieb asymp 10 MW

rarr Folie 251 bdquoSchema Antrieb und Aufbau von Gurtbandfoumlrderernldquo 4 S 98 Bandanlagen 1994 Deutschland ~ 435 km kurze Strecken groszlige Steigungen Bandanlagen 2002 Rheinland ~ 237 km mittlere Transportentfernung asymp 106 km

KohlemengeeAbraummeng =

akmt10881

akmt109421

6

6

sdotsdot

sdotsdot = 107

KohletAbraumt

2532 Kosten beim Bandtransport Datenbasis Rheinland 2002 (Angaben RWE Power AG Grevenbroich)

Laumlngen- und massenbezogene Transportkosten = 0017 kmteuro

sdot

Spezifische Kosten bei 106 km Durchschnittsentfernung 01802 eurot

mit rarr 1 t Kohle rarr 107 t Abraum

(01802 + 107sdot01802)teuro asymp 21

teuro

32

254 Bahntransport von Braunkohle 2541 Technik und Einzelkomponenten Betriebseigene Bahnen (nicht DB) 30 tAchse 1994 Deutschland Streckenlaumlnge asymp 1130 km groumlszligere Entfernungen kleine Steigungen 2002 Rheinland Streckenlaumlnge asymp 328 km mittlere Transportentfernung asymp 233 km 2541 Kosten beim Bahntransport Datenbasis Rheinland 2002 (Angaben RWE Power AG Grevenbroich)

Laumlngen- und massenbezogene Transportkosten = 004 kmteuro

sdot

Spezifische Kosten bei 233 km Durchschnittsentfernung = 0932 teuro

255 Transport von Staubkohle Staubkohle feingemahlene (Korngroumlszlige 05 mm) getrocknete (lt 10 Wassergehalt) Braun-

kohle Herstellung 2001 2652sdot106 ta (Einsatz 5940sdot106 ta Rohbraunkohle) fuumlr Feuerungen in

Zement- und Kalkfabriken Transportstatistik 90 LKW-Silofahrzeuge rarr Folie 252 bdquoVierachsiger 102-m3-Staubgutwagen fuumlr den Transport von Staubkohleldquo 4 S 104 Volumen der Kohlenstaubbehaumllterwagen 90 bis 128 m3 Nettotransportgewicht = f(Eigengewicht Achslast) 54 bis 60 t Investitionskosten (2003) 75000 bis 90000 euroWagen Mietsaumltze (2003) 19 bis 25 eurod Transportkosten = f(Laufzeit

Transportentfernung Tonnage)

Frachtfuumlhrer DB Cargo httpwwwbahndefahrweg private Eisenbahngesell-schaften

Preise einzeln kalkulierbar

32

254 Bahntransport von Braunkohle 2541 Technik und Einzelkomponenten Betriebseigene Bahnen (nicht DB) 30 tAchse 1994 Deutschland Streckenlaumlnge asymp 1130 km groumlszligere Entfernungen kleine Steigungen 2002 Rheinland Streckenlaumlnge asymp 328 km mittlere Transportentfernung asymp 233 km 2541 Kosten beim Bahntransport Datenbasis Rheinland 2002 (Angaben RWE Power AG Grevenbroich)

Laumlngen- und massenbezogene Transportkosten = 004 kmteuro

sdot

Spezifische Kosten bei 233 km Durchschnittsentfernung = 0932 teuro

255 Transport von Staubkohle Staubkohle feingemahlene (Korngroumlszlige 05 mm) getrocknete (lt 10 Wassergehalt) Braun-

kohle Herstellung 2001 2652sdot106 ta (Einsatz 5940sdot106 ta Rohbraunkohle) fuumlr Feuerungen in

Zement- und Kalkfabriken Transportstatistik 90 LKW-Silofahrzeuge rarr Folie 252 bdquoVierachsiger 102-m3-Staubgutwagen fuumlr den Transport von Staubkohleldquo 4 S 104 Volumen der Kohlenstaubbehaumllterwagen 90 bis 128 m3 Nettotransportgewicht = f(Eigengewicht Achslast) 54 bis 60 t Investitionskosten (2003) 75000 bis 90000 euroWagen Mietsaumltze (2003) 19 bis 25 eurod Transportkosten = f(Laufzeit

Transportentfernung Tonnage)

Frachtfuumlhrer DB Cargo httpwwwbahndefahrweg private Eisenbahngesell-schaften

Preise einzeln kalkulierbar

33

3 TRANSPORT VON SEKUNDAumlRENERGIEN

31 Der Sekundaumlrenergiemarkt in der Bundesrepublik Deutschland rarr Folie Tab 31 bdquoDer Weg der Primaumlrenergien zu Sekundaumlrenergienldquo 4 S 105 rarr Folie Tab 32 bdquoEndenergieeinsatz in Deutschland aufgeteilt nach Energietraumlgernldquo 14 Ausgabe 2002 S 872 EE Endenergieeinsatz Deutschland 1999 3167middot106 t SKEa davon 28 PE 72 SE

PEEE (Deutschland 1999) =

74887316 = 0648 rarr asymp 65

Anteile der Endenergie (EE) nach Energietraumlgern Deutschland 1999 Feste Brennstoffe 7 Fluumlssige Brennstoffe 45 Gase 26 rarrdarr Strom 19 rarrrarr leitungsgebundene Energien = 48 (Zukunftuarr) Fernwaumlrme 3 rarruarr

34

32 Transport elektrischer Energie

rarr Verteilen bdquoVDN Daten und Fakten - Stromnetze in Deutschland 2003ldquo 39 bdquoVDN-Jahresbericht 2002ldquo 40 httpwwwvdn-berlinde

Elektrische Energie bdquoschlechtldquo speicherbar (siehe Stromausfaumllle USA England Italien) rarr A Angebot = N Nachfrage

321 Elektrischer Energiefluss und derzeitige Verhaumlltnisse

rarr Folie 34 bdquoVerbundsysteme in Europa 2000 - Stromverbrauch und Stromaustausch der Laumlnder 2000ldquo 41 S 11

Verbundsystem UCTE (Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity 2003

35 Verbundunternehmen aus 21 Laumlndern httpwwwucteorg Gesamte Kraftwerksleistung Jan 2001 513 GW) NORDEL EESVES GB CENTREL COMELEC

rarr Folie bdquoStromaustausch Deutschlands mit den Nachbarlaumlndern 2002ldquo 39 S 27 Ergebnis 2002 Import 46217 GWha Export 45529 GWha Nettoimport 688 GWha Warum VerbundsystemeVerbundnetz

- Leistungsaustausch (Versorgungssicherheit A = N) - Energieeinsparung (z B Wasserkraft aus Norwegen Schweiz)

rarr Folie 33 bdquoHoumlchstspannungsleitungen und Kraftwerke der Stromversorger (Stand Januar 1998)ldquo 42 S 59

Aufbau der Stromversorgung (D Deutschland EUR Europa) D Einzelkraftwerke (uumlber 1000 OumlV Oumlffentliche Versorgung) D rarr EVU Energieversorgungsunternehmen (lt 1000) D rarr Stromnetzbetreiber (uumlber 500) und Verteilungsnetzbetreiber (uumlber 300) und Re- gelzonen (4) der deutschen Uumlbertragungsnetzbetreiber (1 EnBW Transportnetze AG 2 EON Netz GmbH 3 RWE Net AG 4 Vattenfall Europe Transmission GmbH) mit VDN (Verband der Netzbetreiber beim VDEW bis Juni 2001 DVG Deutsche Verbundgesellschaft Heidelberg) EUR rarr Verbundsysteme (6) (z B UCTE mit 21 Laumlndern) EUR rarr Austausch zwischen Verbundsystemen (z B UCTE NORDEL) rarr Folie bdquoKunden bestimmen Kraftwerkseinsatz - Kundenanforderungen und Kraft- werkseinsatz im Verlauf eines Wintertages 151 1997ldquo 43 S 38 bdquoHoumlhere Stromnachfrage im Winterldquo 43 S 39 httpwwwstromde

34

32 Transport elektrischer Energie

rarr Verteilen bdquoVDN Daten und Fakten - Stromnetze in Deutschland 2003ldquo 39 bdquoVDN-Jahresbericht 2002ldquo 40 httpwwwvdn-berlinde

Elektrische Energie bdquoschlechtldquo speicherbar (siehe Stromausfaumllle USA England Italien) rarr A Angebot = N Nachfrage

321 Elektrischer Energiefluss und derzeitige Verhaumlltnisse

rarr Folie 34 bdquoVerbundsysteme in Europa 2000 - Stromverbrauch und Stromaustausch der Laumlnder 2000ldquo 41 S 11

Verbundsystem UCTE (Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity 2003

35 Verbundunternehmen aus 21 Laumlndern httpwwwucteorg Gesamte Kraftwerksleistung Jan 2001 513 GW) NORDEL EESVES GB CENTREL COMELEC

rarr Folie bdquoStromaustausch Deutschlands mit den Nachbarlaumlndern 2002ldquo 39 S 27 Ergebnis 2002 Import 46217 GWha Export 45529 GWha Nettoimport 688 GWha Warum VerbundsystemeVerbundnetz

- Leistungsaustausch (Versorgungssicherheit A = N) - Energieeinsparung (z B Wasserkraft aus Norwegen Schweiz)

rarr Folie 33 bdquoHoumlchstspannungsleitungen und Kraftwerke der Stromversorger (Stand Januar 1998)ldquo 42 S 59

Aufbau der Stromversorgung (D Deutschland EUR Europa) D Einzelkraftwerke (uumlber 1000 OumlV Oumlffentliche Versorgung) D rarr EVU Energieversorgungsunternehmen (lt 1000) D rarr Stromnetzbetreiber (uumlber 500) und Verteilungsnetzbetreiber (uumlber 300) und Re- gelzonen (4) der deutschen Uumlbertragungsnetzbetreiber (1 EnBW Transportnetze AG 2 EON Netz GmbH 3 RWE Net AG 4 Vattenfall Europe Transmission GmbH) mit VDN (Verband der Netzbetreiber beim VDEW bis Juni 2001 DVG Deutsche Verbundgesellschaft Heidelberg) EUR rarr Verbundsysteme (6) (z B UCTE mit 21 Laumlndern) EUR rarr Austausch zwischen Verbundsystemen (z B UCTE NORDEL) rarr Folie bdquoKunden bestimmen Kraftwerkseinsatz - Kundenanforderungen und Kraft- werkseinsatz im Verlauf eines Wintertages 151 1997ldquo 43 S 38 bdquoHoumlhere Stromnachfrage im Winterldquo 43 S 39 httpwwwstromde

35

Leistungsbilanz der allgemeinen Stromversorgung in Deutschland (in GW) zum Zeitpunkt der Jahreshoumlchstlast 2002 (10 12 2002 1800 Uhr) 40 S 28 Gesamte Kraftwerksleistung Inland 10585 GW Nicht einsetzbare Leistung - 1220 GW Ausfaumllle - 350 GW Revisionen - 160 GW Reserve fuumlr Systemdienstleistungen - 710 GW Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 8140 GW Verbleibende Leistung - 17 GW Last 7970 GW rarr Folie bdquoDeutsches Houmlchstspannungsnetz Stand 01 01 2003ldquo 40 S 38 Transport Vermaschtes (Versorgungssicherheit) Transportsystem uumlber

Freileitungen und Kabel mit Drehstrom (einfache Spannungstransformation) (manchmal HGUuml)

rarr Folie bdquoSchematischer Aufbau der Spannungsebenenldquo 44 S 18 Stromtransport in Deutschland

Spannungsebenen (geben auch ca maximale wirtschaftliche Leitungslaumlnge in km an Situation in Deutschland ausgefuumlhrte Laumlngen bis zum naumlchsten Knoten asymp 100 km)

115 kV 230 kV und 400 kV (fruumlher 110220380 kV) Betriebsspannungen fuumlr Drehstrom und Stromkreislaumlngen in Deutschland 2002 39 Niederspannung NS 04 bis 6 kV 993300 km Mittelspannung MS gt 6 kV bis 60 kV 480200 km Hochspannung HS gt 60 kV bis 110 kV 76500 km Houmlchstspannung HoumlS 220 und 380 kV 36800 km Gesamt 1586800 km Stromkreislaumlngen Deutschland 2002 HS und HoumlS etwa 113000 km 45 Technik Laumlnge in km Anteil in Freileitungen 108728 96 Kabel 4572 4 (10 x teurer als Freil) Summe 113300 (28 x Erdumfang) 100 rarr Folie 32 bdquoDie Stromversorgung in Deutschland 2000ldquo Folie DVGHeidelberg Stromversorgung Oumlffentliche allgemeine Versorgung Industrielle Eigenanlagen Deutsche Bahn AG Oumlffentliche VersorgungStromversorger Stromverbrauch Deutschland 1995 Kunden Verbrauch Anzahl Kunden 2002 46 Tarifkunden 172109 kWha (40 ) 415middot106 (99 ) 40991middot106

Sondervertragskunden 256middot109 kWha (60 ) 281000 (1 ) 263000

36

Durchschnittlicher Brennstoffeinsatz Kraftwerke OumlV (1 kg SKE = 8138 kWh) 1950 1994 Gesamt 2000 West 0682 kg SKE kWh

η = 18 0349 kg SKEkWh η = 35

0346 kg SKEkWhη = 355

Ost - 0402 kg SKEkWh η = 30 rarr Folie bdquoStromfluss in Deutschland 2002 in Mrd kWhldquo 46 S 5 Transport und Verteilung Laumlnge der Freileitungen und Kabel Deutschland 2002 45

Technik Laumlnge Anteil Freileitungen 460172 km 29 Kabel 1126628 km 71 Insgesamt 1586800 km (~ 40 x Erdumfang)

322 Transport uumlber Freileitungen 3221 Technik der Freileitungen rarr Folie 35 bdquoMastbilder von Drehstromfreileitungen (Auswahl)ldquo 4 S 112 Aufbau Mast (Stahl) Isolation zum Mast (Porzellan) Leiterseile (Umgebungsluft als Iso-

lator zur Erde und fuumlr Kuumlhlung) Erdseil (Schutz gegen Blitz und Kommunikations-leitung)

rarr Folie 36 bdquoDrehstromfreileitung mit sechs Stromkreisen und einem Erdseilldquo

4 S 113 Trasse oft mehrere Stromkreise (3 Leiter = 1 Stromkreis) pro Mast teilweise mit unter-

schiedlichen Spannungsebenen Leiterseile als Verbundseil mit Abstandshalter

rarr Folie 37 bdquoSeildurchhang fuumlr eine Freileitung in einem horizontalen Feld zwischen zwei Tragmasten mit dem Abstand aldquo 4 S 113

Seildurchhang Sicherheitsabstand zum Erdboden bei unterschiedlichen Temperaturen rarr Folie 38 bdquoFreileitungsseileldquo 4 S 114 Aufbau eines Verbundseiles Einzeldraumlhte im Verbund (verschiedene Metalle)

(innen Stahldraumlhte gute mechanische Eigenschaften auszligen Aluminiumdraumlhte leicht und gute elektrische Eigenschaften) werden zu einem Verbundseil verdreht (AlSt)

rarr Folie 39 bdquo380-kV-Doppel-Haumlngekette aus 6 Porzellan-Langstaumlben 6 x LG

75221270ldquo 4 S 115 Aufbau Leiterseil als Buumlndelleiter mehrere Verbundseile mit Feldabstandshalter gebuumlndelt Vorteile - leichte genormte Einzelseile (billig) kombinierbar fuumlr gewuumlnschte Leistung

- Groszlige Oberflaumlche und geringe Stromverdraumlngung nach auszligen (Skin-Effekt Elektromagnetisches Feld verdraumlngt Strom nach auszligen je groumlszliger der Durchmesser ist)

37

rArr Zeigen Leiterseil Buumlndelleiter Erdseil mit Lichtwellenleiter rarr Folie 310 bdquoBlitzschutzraum unterhalb eines auf den Mastspitzen verlegten Erdseilsldquo 4 S 116 3222 Der Betrieb von Freileitungen rarr Folie 311 bdquoDauerstrom und Dauerbelastbarkeit bei Freileitung und Kabelldquo 4 S 116 Freileitungen - bessere thermische Verlustwaumlrmeabfuhr - DauerstromDauerbelastbarkeit houmlher - billiger reparaturfreundlicher als bei Kabel

rarr Folie Tab 33 bdquoKenndaten von Drehstrom-Freileitungen von 110 - 1150 kVldquo

4 S 117 Uumlbertragungsleistungen - thermisch zulaumlssige Dauerleistung (maximale Leistung)

- natuumlrliche Leistung (sehr geringe Verluste) - wirtschaftliche Uumlbertragungsleistung (~ 30 geringer als maximale Leistung) 1 Amm2

3223 Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitungen

rarr Folie 312 bdquoLeistungs- und laumlngenbezogene Investitionskosten von Freileitungen fuumlr 110 - 1150 kVldquo 4 S 119

Beispiel 380 kV 2 Kreise Viererbuumlndel AlSt 24040 Uumlbertragungsleistung je Stromkreis

bei 1 Amm2 asymp 750 MVA

rarr leistungs- und laumlngenbezogene Ausgaben = kmkVA

DM05sdot

Achtung nicht vergessen Entschaumldigungskosten fuumlr Uumlberspannflaumlche z B 51000 m2km

323 Transport uumlber Kabel 3231 Kabeltechnik rarr Folie 313 bdquoOumllkabelldquo 4 S 120

rarr Folie 315 bdquoVerluste Waumlrmewiderstaumlnde und Temperaturen zur Berechnung der Strombelastbarkeit eines Einleiterkabelsldquo 4 S 122

Aufbau Kabel Isolierung durch Kabelmantel uumlbernimmt auch mechanischen Schutz und

Abdichtung Verlustwaumlrmeabfuhr durch Waumlrmeleitung in den Boden oder durch Zwangskuumlhlung (Hohlkabel)

rarr Folie 316 bdquoUumlbertragungsleistungen von Niederdruck-Einleiter-Oumllkabeln ohne Boden-

austrocknung (Oberflaumlchentemperatur der Kabel 40 degCldquo 47 S 261

38

Ergebnis Ab ca Querschnitt Q = 1500 mm2 bei ungekuumlhlten Kabeln bringt Querschnittser-

houmlhung keine Leistungserhoumlhung mehr (dielektrische Verluste Erhoumlhung der Wirkwiderstaumlnde infolge von Skin- und Proximity-Effekt)

3233 Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrecken

rarr Folie 317 bdquoLeistungs- und laumlngenbezogene Investitionskosten von natuumlrlich und zwangsgekuumlhlten Kabelnldquo 4 S 126

Beispiel 380 kV Uumlbertragungsleistung asymp 750 MVA

rarr leistungs- und laumlngenbezogene Ausgaben = 5kmkVA

DMsdot

etwa das 10 - 15-fache der Kosten fuumlr Freileitungen

324 Einzelkomponenten 3241 Transformatoren rarr Folie 318 bdquoBauformen von Drehstromtransformatorenldquo 4 S 127

Spannungswandlung U 2

1

2

1

ww

UU = w = Anzahl der Windungen der Wicklungen

Stromwandlung I 1

2

2

1

ww

II =

Maschinentransformatoren 30 kV rarr 380 kV (nach GeneratorldquoMaschineldquo) Netztransformatoren 380 kV rarr 10 kV (bei Umspannstationen) 3242 Schaltanlagen

rarr Folie 319 bdquo110-kV-Freiluftschaltanlage mit Doppelsammelschiene in Reihen-Laumlngsbauweiseldquo 4 S 130

Aufgaben Schaltanlagen Trennen Schalten Transformieren Zusammenschalten Freiluft viel Platz Vollgekapselt wenig Platz aber teuer

325 Netzverluste Anteil der Netzverluste am Verbrauch aus dem Netz der Oumlffentlichen Versorgung 1950 1970 1990 2000 BRD alte BL 141 64 47 Neue BL - - 82

43 insgesamt

39

Verlustarten - Stromwaumlrmeverluste lastabhaumlngig = a - Korona- (elektrischer Teildurchbruch bei zu hohen Feldstaumlrken) und Ablei- tungsverluste (Widerstand der Isolierung in Realitaumlt nicht infin) lastunabhaumln- gig = u - Magnetisierungsverluste (Maschinen)

Verluste verursachen houmlheren Brennstoffeinsatz groumlszligere Kraftwerkskapazitaumlten Warum Stromtransport bei hohen Spannungen Antwort Verlustleistung PV = PLastabhaumlngig=Va + PLastunabhaumlngig=Vu soll gering sein Beweis Vereinfachte Ansaumltze fuumlr homogene symmetrische Drehstromleitung IGU3RI3~P L

2nL

2nV sdotsdot+sdotsdot n = Bemessungsstrom des Leiters RL = ohmscher

Leitungswiderstand = Al

L sdotρ

ρL = spezifischer ohmscher Leitungswiderstand [ ]mmmΩρ

2sdot=

l = Laumlnge des Leiters A = Querschnitt des Leiters Un = Bemessungsspannung des Leiters

GL = Leitwert der Ableitung A

L R1G = [ ]

Ω1G =

RA = Widerstand der Ableitung (Luft Isolatoren Kabelmantel ideal infin real sehr hoher Wert

nnn IU~P sdot Pn = Bemessungsleistung der Last (Kundenwunsch)

rarr n

nn U

P~I in Gleichung mit PV einsetzen

Ergebnis A

2n

L

2

n

nV R

URUP~ +sdot

P

darr darrrarr sehr groszlig (idealinfin) im Nenner zum Quadrat

rarr Folie bdquoVerlustleistung Pv 48 S 934

327 Transportkosten rarr Folie 320 bdquoTransportkosten fuumlr eine 380-kV-Uumlbertragungsleistungldquo 4 S 134

Beispiel 100 km 380 kV 5000 ha rarr kWhPfg04asymp asymp 02 CentkWh

2002 Netznutzungsentgelte Hochspannung (U gt 60 kV) = 123 ctkWh 39

40

Vergleich Transport-Verteilkosten beim Strom mit Kostenstruktur rarr Folie bdquoKostenstruktur eines regionalen Weiterverteilersldquo 49 S 1 Ergebnis Anteil der reinen Transportkosten (110 kV) relativ niedrig Vergleich Stromgestehungskosten und uumlbrige Kosten mit Strompreis rarr Folie bdquoWo kommt der Strom her Was kostet der Stromldquo (vdi-n 2001 Nr 24 S 13) Ergebnis Stromerzeugung mit ca 20 -Anteil nur 15 des Endpreises

Netznutzung mit ca 40 und Abgaben mit ca 35 Hauptanteile des Endpreises

41

33 Transport von Fernwaumlrme Fernwaumlrme Zentrale Erzeugung von Heiz- oder Prozesswaumlrme (Industrie) in

Heizkraftwerken (Strom und Waumlrme)Heizwerken (Waumlrme) und Transport in Form von Heiszligwasser oder Dampf in isolierten Rohrleitungen (Zwei- oder Dreileitersystem) zu den Verbrauchern

331 Energiefluss Definitionen und Situation der Fernwaumlrmeversorgung

rarr Folie 321 bdquoSchematischer Aufbau einer Fernwaumlrmeversorgungldquo 4 S 135

rarr Folie bdquoFernwaumlrmeauskopplung aus einem Kondensationskraftwerk (elektrische Leistung 400 - 780 MW)ldquo Quelle AGFW Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V bei der VDEW httpwwwagfwde

Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung Vorteil kein Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

Nachteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss auf den Druck der Fern-waumlrmeleitung ausgelegt sein

rarr Folie bdquoSchema einer Fernwaumlrmeheizungsanlage mit Trinkwassererwaumlrmung - in-

direkter Anschlussldquo Quelle AGFW e V Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung

Vorteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss nicht auf den Druck der Fernwaumlrmeleitung ausgelegt sein

Nachteil Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

rarr Folie 322 bdquoTypische Fernwaumlrme-Tagesbelastungsdiagramme bei vier verschiedenen mittleren Aussentemperaturen td (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 137

Fernwaumlrmeleistung τ = Zeit )(τQamp

Stundenwerte = f(1th(Q )τamp Umgebung Lebensgewohnheiten)

rarr Folie 323 bdquoNormierter mittlerer Tagesleistungsverlauf uumlber ein Jahr mit Auszligentempe-raturen (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 138

Tageswerte = f(1tdQ )(τamp Umgebung)

rarr Folie 324 bdquoGeordnete Jahresdauerlinie der Waumlrmeleistung fuumlr das Heizwerk Hanbruch 1975ldquo 4 S 139

Geordnete Jahresdauerlinie geordnet nach Groumlszlige der Leistung keine zeitliche Rei-

henfolge Flaumlche unter der Kurve Jahreswaumlrmelieferung

Vollastbenutzungsstundenzahl bV wichtige Kenngroumlszlige

36

Durchschnittlicher Brennstoffeinsatz Kraftwerke OumlV (1 kg SKE = 8138 kWh) 1950 1994 Gesamt 2000 West 0682 kg SKE kWh

η = 18 0349 kg SKEkWh η = 35

0346 kg SKEkWhη = 355

Ost - 0402 kg SKEkWh η = 30 rarr Folie bdquoStromfluss in Deutschland 2002 in Mrd kWhldquo 46 S 5 Transport und Verteilung Laumlnge der Freileitungen und Kabel Deutschland 2002 45

Technik Laumlnge Anteil Freileitungen 460172 km 29 Kabel 1126628 km 71 Insgesamt 1586800 km (~ 40 x Erdumfang)

322 Transport uumlber Freileitungen 3221 Technik der Freileitungen rarr Folie 35 bdquoMastbilder von Drehstromfreileitungen (Auswahl)ldquo 4 S 112 Aufbau Mast (Stahl) Isolation zum Mast (Porzellan) Leiterseile (Umgebungsluft als Iso-

lator zur Erde und fuumlr Kuumlhlung) Erdseil (Schutz gegen Blitz und Kommunikations-leitung)

rarr Folie 36 bdquoDrehstromfreileitung mit sechs Stromkreisen und einem Erdseilldquo

4 S 113 Trasse oft mehrere Stromkreise (3 Leiter = 1 Stromkreis) pro Mast teilweise mit unter-

schiedlichen Spannungsebenen Leiterseile als Verbundseil mit Abstandshalter

rarr Folie 37 bdquoSeildurchhang fuumlr eine Freileitung in einem horizontalen Feld zwischen zwei Tragmasten mit dem Abstand aldquo 4 S 113

Seildurchhang Sicherheitsabstand zum Erdboden bei unterschiedlichen Temperaturen rarr Folie 38 bdquoFreileitungsseileldquo 4 S 114 Aufbau eines Verbundseiles Einzeldraumlhte im Verbund (verschiedene Metalle)

(innen Stahldraumlhte gute mechanische Eigenschaften auszligen Aluminiumdraumlhte leicht und gute elektrische Eigenschaften) werden zu einem Verbundseil verdreht (AlSt)

rarr Folie 39 bdquo380-kV-Doppel-Haumlngekette aus 6 Porzellan-Langstaumlben 6 x LG

75221270ldquo 4 S 115 Aufbau Leiterseil als Buumlndelleiter mehrere Verbundseile mit Feldabstandshalter gebuumlndelt Vorteile - leichte genormte Einzelseile (billig) kombinierbar fuumlr gewuumlnschte Leistung

- Groszlige Oberflaumlche und geringe Stromverdraumlngung nach auszligen (Skin-Effekt Elektromagnetisches Feld verdraumlngt Strom nach auszligen je groumlszliger der Durchmesser ist)

37

rArr Zeigen Leiterseil Buumlndelleiter Erdseil mit Lichtwellenleiter rarr Folie 310 bdquoBlitzschutzraum unterhalb eines auf den Mastspitzen verlegten Erdseilsldquo 4 S 116 3222 Der Betrieb von Freileitungen rarr Folie 311 bdquoDauerstrom und Dauerbelastbarkeit bei Freileitung und Kabelldquo 4 S 116 Freileitungen - bessere thermische Verlustwaumlrmeabfuhr - DauerstromDauerbelastbarkeit houmlher - billiger reparaturfreundlicher als bei Kabel

rarr Folie Tab 33 bdquoKenndaten von Drehstrom-Freileitungen von 110 - 1150 kVldquo

4 S 117 Uumlbertragungsleistungen - thermisch zulaumlssige Dauerleistung (maximale Leistung)

- natuumlrliche Leistung (sehr geringe Verluste) - wirtschaftliche Uumlbertragungsleistung (~ 30 geringer als maximale Leistung) 1 Amm2

3223 Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitungen

rarr Folie 312 bdquoLeistungs- und laumlngenbezogene Investitionskosten von Freileitungen fuumlr 110 - 1150 kVldquo 4 S 119

Beispiel 380 kV 2 Kreise Viererbuumlndel AlSt 24040 Uumlbertragungsleistung je Stromkreis

bei 1 Amm2 asymp 750 MVA

rarr leistungs- und laumlngenbezogene Ausgaben = kmkVA

DM05sdot

Achtung nicht vergessen Entschaumldigungskosten fuumlr Uumlberspannflaumlche z B 51000 m2km

323 Transport uumlber Kabel 3231 Kabeltechnik rarr Folie 313 bdquoOumllkabelldquo 4 S 120

rarr Folie 315 bdquoVerluste Waumlrmewiderstaumlnde und Temperaturen zur Berechnung der Strombelastbarkeit eines Einleiterkabelsldquo 4 S 122

Aufbau Kabel Isolierung durch Kabelmantel uumlbernimmt auch mechanischen Schutz und

Abdichtung Verlustwaumlrmeabfuhr durch Waumlrmeleitung in den Boden oder durch Zwangskuumlhlung (Hohlkabel)

rarr Folie 316 bdquoUumlbertragungsleistungen von Niederdruck-Einleiter-Oumllkabeln ohne Boden-

austrocknung (Oberflaumlchentemperatur der Kabel 40 degCldquo 47 S 261

38

Ergebnis Ab ca Querschnitt Q = 1500 mm2 bei ungekuumlhlten Kabeln bringt Querschnittser-

houmlhung keine Leistungserhoumlhung mehr (dielektrische Verluste Erhoumlhung der Wirkwiderstaumlnde infolge von Skin- und Proximity-Effekt)

3233 Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrecken

rarr Folie 317 bdquoLeistungs- und laumlngenbezogene Investitionskosten von natuumlrlich und zwangsgekuumlhlten Kabelnldquo 4 S 126

Beispiel 380 kV Uumlbertragungsleistung asymp 750 MVA

rarr leistungs- und laumlngenbezogene Ausgaben = 5kmkVA

DMsdot

etwa das 10 - 15-fache der Kosten fuumlr Freileitungen

324 Einzelkomponenten 3241 Transformatoren rarr Folie 318 bdquoBauformen von Drehstromtransformatorenldquo 4 S 127

Spannungswandlung U 2

1

2

1

ww

UU = w = Anzahl der Windungen der Wicklungen

Stromwandlung I 1

2

2

1

ww

II =

Maschinentransformatoren 30 kV rarr 380 kV (nach GeneratorldquoMaschineldquo) Netztransformatoren 380 kV rarr 10 kV (bei Umspannstationen) 3242 Schaltanlagen

rarr Folie 319 bdquo110-kV-Freiluftschaltanlage mit Doppelsammelschiene in Reihen-Laumlngsbauweiseldquo 4 S 130

Aufgaben Schaltanlagen Trennen Schalten Transformieren Zusammenschalten Freiluft viel Platz Vollgekapselt wenig Platz aber teuer

325 Netzverluste Anteil der Netzverluste am Verbrauch aus dem Netz der Oumlffentlichen Versorgung 1950 1970 1990 2000 BRD alte BL 141 64 47 Neue BL - - 82

43 insgesamt

39

Verlustarten - Stromwaumlrmeverluste lastabhaumlngig = a - Korona- (elektrischer Teildurchbruch bei zu hohen Feldstaumlrken) und Ablei- tungsverluste (Widerstand der Isolierung in Realitaumlt nicht infin) lastunabhaumln- gig = u - Magnetisierungsverluste (Maschinen)

Verluste verursachen houmlheren Brennstoffeinsatz groumlszligere Kraftwerkskapazitaumlten Warum Stromtransport bei hohen Spannungen Antwort Verlustleistung PV = PLastabhaumlngig=Va + PLastunabhaumlngig=Vu soll gering sein Beweis Vereinfachte Ansaumltze fuumlr homogene symmetrische Drehstromleitung IGU3RI3~P L

2nL

2nV sdotsdot+sdotsdot n = Bemessungsstrom des Leiters RL = ohmscher

Leitungswiderstand = Al

L sdotρ

ρL = spezifischer ohmscher Leitungswiderstand [ ]mmmΩρ

2sdot=

l = Laumlnge des Leiters A = Querschnitt des Leiters Un = Bemessungsspannung des Leiters

GL = Leitwert der Ableitung A

L R1G = [ ]

Ω1G =

RA = Widerstand der Ableitung (Luft Isolatoren Kabelmantel ideal infin real sehr hoher Wert

nnn IU~P sdot Pn = Bemessungsleistung der Last (Kundenwunsch)

rarr n

nn U

P~I in Gleichung mit PV einsetzen

Ergebnis A

2n

L

2

n

nV R

URUP~ +sdot

P

darr darrrarr sehr groszlig (idealinfin) im Nenner zum Quadrat

rarr Folie bdquoVerlustleistung Pv 48 S 934

327 Transportkosten rarr Folie 320 bdquoTransportkosten fuumlr eine 380-kV-Uumlbertragungsleistungldquo 4 S 134

Beispiel 100 km 380 kV 5000 ha rarr kWhPfg04asymp asymp 02 CentkWh

2002 Netznutzungsentgelte Hochspannung (U gt 60 kV) = 123 ctkWh 39

40

Vergleich Transport-Verteilkosten beim Strom mit Kostenstruktur rarr Folie bdquoKostenstruktur eines regionalen Weiterverteilersldquo 49 S 1 Ergebnis Anteil der reinen Transportkosten (110 kV) relativ niedrig Vergleich Stromgestehungskosten und uumlbrige Kosten mit Strompreis rarr Folie bdquoWo kommt der Strom her Was kostet der Stromldquo (vdi-n 2001 Nr 24 S 13) Ergebnis Stromerzeugung mit ca 20 -Anteil nur 15 des Endpreises

Netznutzung mit ca 40 und Abgaben mit ca 35 Hauptanteile des Endpreises

41

33 Transport von Fernwaumlrme Fernwaumlrme Zentrale Erzeugung von Heiz- oder Prozesswaumlrme (Industrie) in

Heizkraftwerken (Strom und Waumlrme)Heizwerken (Waumlrme) und Transport in Form von Heiszligwasser oder Dampf in isolierten Rohrleitungen (Zwei- oder Dreileitersystem) zu den Verbrauchern

331 Energiefluss Definitionen und Situation der Fernwaumlrmeversorgung

rarr Folie 321 bdquoSchematischer Aufbau einer Fernwaumlrmeversorgungldquo 4 S 135

rarr Folie bdquoFernwaumlrmeauskopplung aus einem Kondensationskraftwerk (elektrische Leistung 400 - 780 MW)ldquo Quelle AGFW Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V bei der VDEW httpwwwagfwde

Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung Vorteil kein Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

Nachteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss auf den Druck der Fern-waumlrmeleitung ausgelegt sein

rarr Folie bdquoSchema einer Fernwaumlrmeheizungsanlage mit Trinkwassererwaumlrmung - in-

direkter Anschlussldquo Quelle AGFW e V Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung

Vorteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss nicht auf den Druck der Fernwaumlrmeleitung ausgelegt sein

Nachteil Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

rarr Folie 322 bdquoTypische Fernwaumlrme-Tagesbelastungsdiagramme bei vier verschiedenen mittleren Aussentemperaturen td (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 137

Fernwaumlrmeleistung τ = Zeit )(τQamp

Stundenwerte = f(1th(Q )τamp Umgebung Lebensgewohnheiten)

rarr Folie 323 bdquoNormierter mittlerer Tagesleistungsverlauf uumlber ein Jahr mit Auszligentempe-raturen (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 138

Tageswerte = f(1tdQ )(τamp Umgebung)

rarr Folie 324 bdquoGeordnete Jahresdauerlinie der Waumlrmeleistung fuumlr das Heizwerk Hanbruch 1975ldquo 4 S 139

Geordnete Jahresdauerlinie geordnet nach Groumlszlige der Leistung keine zeitliche Rei-

henfolge Flaumlche unter der Kurve Jahreswaumlrmelieferung

Vollastbenutzungsstundenzahl bV wichtige Kenngroumlszlige

37

rArr Zeigen Leiterseil Buumlndelleiter Erdseil mit Lichtwellenleiter rarr Folie 310 bdquoBlitzschutzraum unterhalb eines auf den Mastspitzen verlegten Erdseilsldquo 4 S 116 3222 Der Betrieb von Freileitungen rarr Folie 311 bdquoDauerstrom und Dauerbelastbarkeit bei Freileitung und Kabelldquo 4 S 116 Freileitungen - bessere thermische Verlustwaumlrmeabfuhr - DauerstromDauerbelastbarkeit houmlher - billiger reparaturfreundlicher als bei Kabel

rarr Folie Tab 33 bdquoKenndaten von Drehstrom-Freileitungen von 110 - 1150 kVldquo

4 S 117 Uumlbertragungsleistungen - thermisch zulaumlssige Dauerleistung (maximale Leistung)

- natuumlrliche Leistung (sehr geringe Verluste) - wirtschaftliche Uumlbertragungsleistung (~ 30 geringer als maximale Leistung) 1 Amm2

3223 Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitungen

rarr Folie 312 bdquoLeistungs- und laumlngenbezogene Investitionskosten von Freileitungen fuumlr 110 - 1150 kVldquo 4 S 119

Beispiel 380 kV 2 Kreise Viererbuumlndel AlSt 24040 Uumlbertragungsleistung je Stromkreis

bei 1 Amm2 asymp 750 MVA

rarr leistungs- und laumlngenbezogene Ausgaben = kmkVA

DM05sdot

Achtung nicht vergessen Entschaumldigungskosten fuumlr Uumlberspannflaumlche z B 51000 m2km

323 Transport uumlber Kabel 3231 Kabeltechnik rarr Folie 313 bdquoOumllkabelldquo 4 S 120

rarr Folie 315 bdquoVerluste Waumlrmewiderstaumlnde und Temperaturen zur Berechnung der Strombelastbarkeit eines Einleiterkabelsldquo 4 S 122

Aufbau Kabel Isolierung durch Kabelmantel uumlbernimmt auch mechanischen Schutz und

Abdichtung Verlustwaumlrmeabfuhr durch Waumlrmeleitung in den Boden oder durch Zwangskuumlhlung (Hohlkabel)

rarr Folie 316 bdquoUumlbertragungsleistungen von Niederdruck-Einleiter-Oumllkabeln ohne Boden-

austrocknung (Oberflaumlchentemperatur der Kabel 40 degCldquo 47 S 261

38

Ergebnis Ab ca Querschnitt Q = 1500 mm2 bei ungekuumlhlten Kabeln bringt Querschnittser-

houmlhung keine Leistungserhoumlhung mehr (dielektrische Verluste Erhoumlhung der Wirkwiderstaumlnde infolge von Skin- und Proximity-Effekt)

3233 Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrecken

rarr Folie 317 bdquoLeistungs- und laumlngenbezogene Investitionskosten von natuumlrlich und zwangsgekuumlhlten Kabelnldquo 4 S 126

Beispiel 380 kV Uumlbertragungsleistung asymp 750 MVA

rarr leistungs- und laumlngenbezogene Ausgaben = 5kmkVA

DMsdot

etwa das 10 - 15-fache der Kosten fuumlr Freileitungen

324 Einzelkomponenten 3241 Transformatoren rarr Folie 318 bdquoBauformen von Drehstromtransformatorenldquo 4 S 127

Spannungswandlung U 2

1

2

1

ww

UU = w = Anzahl der Windungen der Wicklungen

Stromwandlung I 1

2

2

1

ww

II =

Maschinentransformatoren 30 kV rarr 380 kV (nach GeneratorldquoMaschineldquo) Netztransformatoren 380 kV rarr 10 kV (bei Umspannstationen) 3242 Schaltanlagen

rarr Folie 319 bdquo110-kV-Freiluftschaltanlage mit Doppelsammelschiene in Reihen-Laumlngsbauweiseldquo 4 S 130

Aufgaben Schaltanlagen Trennen Schalten Transformieren Zusammenschalten Freiluft viel Platz Vollgekapselt wenig Platz aber teuer

325 Netzverluste Anteil der Netzverluste am Verbrauch aus dem Netz der Oumlffentlichen Versorgung 1950 1970 1990 2000 BRD alte BL 141 64 47 Neue BL - - 82

43 insgesamt

39

Verlustarten - Stromwaumlrmeverluste lastabhaumlngig = a - Korona- (elektrischer Teildurchbruch bei zu hohen Feldstaumlrken) und Ablei- tungsverluste (Widerstand der Isolierung in Realitaumlt nicht infin) lastunabhaumln- gig = u - Magnetisierungsverluste (Maschinen)

Verluste verursachen houmlheren Brennstoffeinsatz groumlszligere Kraftwerkskapazitaumlten Warum Stromtransport bei hohen Spannungen Antwort Verlustleistung PV = PLastabhaumlngig=Va + PLastunabhaumlngig=Vu soll gering sein Beweis Vereinfachte Ansaumltze fuumlr homogene symmetrische Drehstromleitung IGU3RI3~P L

2nL

2nV sdotsdot+sdotsdot n = Bemessungsstrom des Leiters RL = ohmscher

Leitungswiderstand = Al

L sdotρ

ρL = spezifischer ohmscher Leitungswiderstand [ ]mmmΩρ

2sdot=

l = Laumlnge des Leiters A = Querschnitt des Leiters Un = Bemessungsspannung des Leiters

GL = Leitwert der Ableitung A

L R1G = [ ]

Ω1G =

RA = Widerstand der Ableitung (Luft Isolatoren Kabelmantel ideal infin real sehr hoher Wert

nnn IU~P sdot Pn = Bemessungsleistung der Last (Kundenwunsch)

rarr n

nn U

P~I in Gleichung mit PV einsetzen

Ergebnis A

2n

L

2

n

nV R

URUP~ +sdot

P

darr darrrarr sehr groszlig (idealinfin) im Nenner zum Quadrat

rarr Folie bdquoVerlustleistung Pv 48 S 934

327 Transportkosten rarr Folie 320 bdquoTransportkosten fuumlr eine 380-kV-Uumlbertragungsleistungldquo 4 S 134

Beispiel 100 km 380 kV 5000 ha rarr kWhPfg04asymp asymp 02 CentkWh

2002 Netznutzungsentgelte Hochspannung (U gt 60 kV) = 123 ctkWh 39

40

Vergleich Transport-Verteilkosten beim Strom mit Kostenstruktur rarr Folie bdquoKostenstruktur eines regionalen Weiterverteilersldquo 49 S 1 Ergebnis Anteil der reinen Transportkosten (110 kV) relativ niedrig Vergleich Stromgestehungskosten und uumlbrige Kosten mit Strompreis rarr Folie bdquoWo kommt der Strom her Was kostet der Stromldquo (vdi-n 2001 Nr 24 S 13) Ergebnis Stromerzeugung mit ca 20 -Anteil nur 15 des Endpreises

Netznutzung mit ca 40 und Abgaben mit ca 35 Hauptanteile des Endpreises

41

33 Transport von Fernwaumlrme Fernwaumlrme Zentrale Erzeugung von Heiz- oder Prozesswaumlrme (Industrie) in

Heizkraftwerken (Strom und Waumlrme)Heizwerken (Waumlrme) und Transport in Form von Heiszligwasser oder Dampf in isolierten Rohrleitungen (Zwei- oder Dreileitersystem) zu den Verbrauchern

331 Energiefluss Definitionen und Situation der Fernwaumlrmeversorgung

rarr Folie 321 bdquoSchematischer Aufbau einer Fernwaumlrmeversorgungldquo 4 S 135

rarr Folie bdquoFernwaumlrmeauskopplung aus einem Kondensationskraftwerk (elektrische Leistung 400 - 780 MW)ldquo Quelle AGFW Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V bei der VDEW httpwwwagfwde

Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung Vorteil kein Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

Nachteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss auf den Druck der Fern-waumlrmeleitung ausgelegt sein

rarr Folie bdquoSchema einer Fernwaumlrmeheizungsanlage mit Trinkwassererwaumlrmung - in-

direkter Anschlussldquo Quelle AGFW e V Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung

Vorteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss nicht auf den Druck der Fernwaumlrmeleitung ausgelegt sein

Nachteil Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

rarr Folie 322 bdquoTypische Fernwaumlrme-Tagesbelastungsdiagramme bei vier verschiedenen mittleren Aussentemperaturen td (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 137

Fernwaumlrmeleistung τ = Zeit )(τQamp

Stundenwerte = f(1th(Q )τamp Umgebung Lebensgewohnheiten)

rarr Folie 323 bdquoNormierter mittlerer Tagesleistungsverlauf uumlber ein Jahr mit Auszligentempe-raturen (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 138

Tageswerte = f(1tdQ )(τamp Umgebung)

rarr Folie 324 bdquoGeordnete Jahresdauerlinie der Waumlrmeleistung fuumlr das Heizwerk Hanbruch 1975ldquo 4 S 139

Geordnete Jahresdauerlinie geordnet nach Groumlszlige der Leistung keine zeitliche Rei-

henfolge Flaumlche unter der Kurve Jahreswaumlrmelieferung

Vollastbenutzungsstundenzahl bV wichtige Kenngroumlszlige

38

Ergebnis Ab ca Querschnitt Q = 1500 mm2 bei ungekuumlhlten Kabeln bringt Querschnittser-

houmlhung keine Leistungserhoumlhung mehr (dielektrische Verluste Erhoumlhung der Wirkwiderstaumlnde infolge von Skin- und Proximity-Effekt)

3233 Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrecken

rarr Folie 317 bdquoLeistungs- und laumlngenbezogene Investitionskosten von natuumlrlich und zwangsgekuumlhlten Kabelnldquo 4 S 126

Beispiel 380 kV Uumlbertragungsleistung asymp 750 MVA

rarr leistungs- und laumlngenbezogene Ausgaben = 5kmkVA

DMsdot

etwa das 10 - 15-fache der Kosten fuumlr Freileitungen

324 Einzelkomponenten 3241 Transformatoren rarr Folie 318 bdquoBauformen von Drehstromtransformatorenldquo 4 S 127

Spannungswandlung U 2

1

2

1

ww

UU = w = Anzahl der Windungen der Wicklungen

Stromwandlung I 1

2

2

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ww

II =

Maschinentransformatoren 30 kV rarr 380 kV (nach GeneratorldquoMaschineldquo) Netztransformatoren 380 kV rarr 10 kV (bei Umspannstationen) 3242 Schaltanlagen

rarr Folie 319 bdquo110-kV-Freiluftschaltanlage mit Doppelsammelschiene in Reihen-Laumlngsbauweiseldquo 4 S 130

Aufgaben Schaltanlagen Trennen Schalten Transformieren Zusammenschalten Freiluft viel Platz Vollgekapselt wenig Platz aber teuer

325 Netzverluste Anteil der Netzverluste am Verbrauch aus dem Netz der Oumlffentlichen Versorgung 1950 1970 1990 2000 BRD alte BL 141 64 47 Neue BL - - 82

43 insgesamt

39

Verlustarten - Stromwaumlrmeverluste lastabhaumlngig = a - Korona- (elektrischer Teildurchbruch bei zu hohen Feldstaumlrken) und Ablei- tungsverluste (Widerstand der Isolierung in Realitaumlt nicht infin) lastunabhaumln- gig = u - Magnetisierungsverluste (Maschinen)

Verluste verursachen houmlheren Brennstoffeinsatz groumlszligere Kraftwerkskapazitaumlten Warum Stromtransport bei hohen Spannungen Antwort Verlustleistung PV = PLastabhaumlngig=Va + PLastunabhaumlngig=Vu soll gering sein Beweis Vereinfachte Ansaumltze fuumlr homogene symmetrische Drehstromleitung IGU3RI3~P L

2nL

2nV sdotsdot+sdotsdot n = Bemessungsstrom des Leiters RL = ohmscher

Leitungswiderstand = Al

L sdotρ

ρL = spezifischer ohmscher Leitungswiderstand [ ]mmmΩρ

2sdot=

l = Laumlnge des Leiters A = Querschnitt des Leiters Un = Bemessungsspannung des Leiters

GL = Leitwert der Ableitung A

L R1G = [ ]

Ω1G =

RA = Widerstand der Ableitung (Luft Isolatoren Kabelmantel ideal infin real sehr hoher Wert

nnn IU~P sdot Pn = Bemessungsleistung der Last (Kundenwunsch)

rarr n

nn U

P~I in Gleichung mit PV einsetzen

Ergebnis A

2n

L

2

n

nV R

URUP~ +sdot

P

darr darrrarr sehr groszlig (idealinfin) im Nenner zum Quadrat

rarr Folie bdquoVerlustleistung Pv 48 S 934

327 Transportkosten rarr Folie 320 bdquoTransportkosten fuumlr eine 380-kV-Uumlbertragungsleistungldquo 4 S 134

Beispiel 100 km 380 kV 5000 ha rarr kWhPfg04asymp asymp 02 CentkWh

2002 Netznutzungsentgelte Hochspannung (U gt 60 kV) = 123 ctkWh 39

40

Vergleich Transport-Verteilkosten beim Strom mit Kostenstruktur rarr Folie bdquoKostenstruktur eines regionalen Weiterverteilersldquo 49 S 1 Ergebnis Anteil der reinen Transportkosten (110 kV) relativ niedrig Vergleich Stromgestehungskosten und uumlbrige Kosten mit Strompreis rarr Folie bdquoWo kommt der Strom her Was kostet der Stromldquo (vdi-n 2001 Nr 24 S 13) Ergebnis Stromerzeugung mit ca 20 -Anteil nur 15 des Endpreises

Netznutzung mit ca 40 und Abgaben mit ca 35 Hauptanteile des Endpreises

41

33 Transport von Fernwaumlrme Fernwaumlrme Zentrale Erzeugung von Heiz- oder Prozesswaumlrme (Industrie) in

Heizkraftwerken (Strom und Waumlrme)Heizwerken (Waumlrme) und Transport in Form von Heiszligwasser oder Dampf in isolierten Rohrleitungen (Zwei- oder Dreileitersystem) zu den Verbrauchern

331 Energiefluss Definitionen und Situation der Fernwaumlrmeversorgung

rarr Folie 321 bdquoSchematischer Aufbau einer Fernwaumlrmeversorgungldquo 4 S 135

rarr Folie bdquoFernwaumlrmeauskopplung aus einem Kondensationskraftwerk (elektrische Leistung 400 - 780 MW)ldquo Quelle AGFW Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V bei der VDEW httpwwwagfwde

Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung Vorteil kein Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

Nachteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss auf den Druck der Fern-waumlrmeleitung ausgelegt sein

rarr Folie bdquoSchema einer Fernwaumlrmeheizungsanlage mit Trinkwassererwaumlrmung - in-

direkter Anschlussldquo Quelle AGFW e V Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung

Vorteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss nicht auf den Druck der Fernwaumlrmeleitung ausgelegt sein

Nachteil Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

rarr Folie 322 bdquoTypische Fernwaumlrme-Tagesbelastungsdiagramme bei vier verschiedenen mittleren Aussentemperaturen td (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 137

Fernwaumlrmeleistung τ = Zeit )(τQamp

Stundenwerte = f(1th(Q )τamp Umgebung Lebensgewohnheiten)

rarr Folie 323 bdquoNormierter mittlerer Tagesleistungsverlauf uumlber ein Jahr mit Auszligentempe-raturen (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 138

Tageswerte = f(1tdQ )(τamp Umgebung)

rarr Folie 324 bdquoGeordnete Jahresdauerlinie der Waumlrmeleistung fuumlr das Heizwerk Hanbruch 1975ldquo 4 S 139

Geordnete Jahresdauerlinie geordnet nach Groumlszlige der Leistung keine zeitliche Rei-

henfolge Flaumlche unter der Kurve Jahreswaumlrmelieferung

Vollastbenutzungsstundenzahl bV wichtige Kenngroumlszlige

39

Verlustarten - Stromwaumlrmeverluste lastabhaumlngig = a - Korona- (elektrischer Teildurchbruch bei zu hohen Feldstaumlrken) und Ablei- tungsverluste (Widerstand der Isolierung in Realitaumlt nicht infin) lastunabhaumln- gig = u - Magnetisierungsverluste (Maschinen)

Verluste verursachen houmlheren Brennstoffeinsatz groumlszligere Kraftwerkskapazitaumlten Warum Stromtransport bei hohen Spannungen Antwort Verlustleistung PV = PLastabhaumlngig=Va + PLastunabhaumlngig=Vu soll gering sein Beweis Vereinfachte Ansaumltze fuumlr homogene symmetrische Drehstromleitung IGU3RI3~P L

2nL

2nV sdotsdot+sdotsdot n = Bemessungsstrom des Leiters RL = ohmscher

Leitungswiderstand = Al

L sdotρ

ρL = spezifischer ohmscher Leitungswiderstand [ ]mmmΩρ

2sdot=

l = Laumlnge des Leiters A = Querschnitt des Leiters Un = Bemessungsspannung des Leiters

GL = Leitwert der Ableitung A

L R1G = [ ]

Ω1G =

RA = Widerstand der Ableitung (Luft Isolatoren Kabelmantel ideal infin real sehr hoher Wert

nnn IU~P sdot Pn = Bemessungsleistung der Last (Kundenwunsch)

rarr n

nn U

P~I in Gleichung mit PV einsetzen

Ergebnis A

2n

L

2

n

nV R

URUP~ +sdot

P

darr darrrarr sehr groszlig (idealinfin) im Nenner zum Quadrat

rarr Folie bdquoVerlustleistung Pv 48 S 934

327 Transportkosten rarr Folie 320 bdquoTransportkosten fuumlr eine 380-kV-Uumlbertragungsleistungldquo 4 S 134

Beispiel 100 km 380 kV 5000 ha rarr kWhPfg04asymp asymp 02 CentkWh

2002 Netznutzungsentgelte Hochspannung (U gt 60 kV) = 123 ctkWh 39

40

Vergleich Transport-Verteilkosten beim Strom mit Kostenstruktur rarr Folie bdquoKostenstruktur eines regionalen Weiterverteilersldquo 49 S 1 Ergebnis Anteil der reinen Transportkosten (110 kV) relativ niedrig Vergleich Stromgestehungskosten und uumlbrige Kosten mit Strompreis rarr Folie bdquoWo kommt der Strom her Was kostet der Stromldquo (vdi-n 2001 Nr 24 S 13) Ergebnis Stromerzeugung mit ca 20 -Anteil nur 15 des Endpreises

Netznutzung mit ca 40 und Abgaben mit ca 35 Hauptanteile des Endpreises

41

33 Transport von Fernwaumlrme Fernwaumlrme Zentrale Erzeugung von Heiz- oder Prozesswaumlrme (Industrie) in

Heizkraftwerken (Strom und Waumlrme)Heizwerken (Waumlrme) und Transport in Form von Heiszligwasser oder Dampf in isolierten Rohrleitungen (Zwei- oder Dreileitersystem) zu den Verbrauchern

331 Energiefluss Definitionen und Situation der Fernwaumlrmeversorgung

rarr Folie 321 bdquoSchematischer Aufbau einer Fernwaumlrmeversorgungldquo 4 S 135

rarr Folie bdquoFernwaumlrmeauskopplung aus einem Kondensationskraftwerk (elektrische Leistung 400 - 780 MW)ldquo Quelle AGFW Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V bei der VDEW httpwwwagfwde

Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung Vorteil kein Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

Nachteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss auf den Druck der Fern-waumlrmeleitung ausgelegt sein

rarr Folie bdquoSchema einer Fernwaumlrmeheizungsanlage mit Trinkwassererwaumlrmung - in-

direkter Anschlussldquo Quelle AGFW e V Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung

Vorteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss nicht auf den Druck der Fernwaumlrmeleitung ausgelegt sein

Nachteil Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

rarr Folie 322 bdquoTypische Fernwaumlrme-Tagesbelastungsdiagramme bei vier verschiedenen mittleren Aussentemperaturen td (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 137

Fernwaumlrmeleistung τ = Zeit )(τQamp

Stundenwerte = f(1th(Q )τamp Umgebung Lebensgewohnheiten)

rarr Folie 323 bdquoNormierter mittlerer Tagesleistungsverlauf uumlber ein Jahr mit Auszligentempe-raturen (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 138

Tageswerte = f(1tdQ )(τamp Umgebung)

rarr Folie 324 bdquoGeordnete Jahresdauerlinie der Waumlrmeleistung fuumlr das Heizwerk Hanbruch 1975ldquo 4 S 139

Geordnete Jahresdauerlinie geordnet nach Groumlszlige der Leistung keine zeitliche Rei-

henfolge Flaumlche unter der Kurve Jahreswaumlrmelieferung

Vollastbenutzungsstundenzahl bV wichtige Kenngroumlszlige

40

Vergleich Transport-Verteilkosten beim Strom mit Kostenstruktur rarr Folie bdquoKostenstruktur eines regionalen Weiterverteilersldquo 49 S 1 Ergebnis Anteil der reinen Transportkosten (110 kV) relativ niedrig Vergleich Stromgestehungskosten und uumlbrige Kosten mit Strompreis rarr Folie bdquoWo kommt der Strom her Was kostet der Stromldquo (vdi-n 2001 Nr 24 S 13) Ergebnis Stromerzeugung mit ca 20 -Anteil nur 15 des Endpreises

Netznutzung mit ca 40 und Abgaben mit ca 35 Hauptanteile des Endpreises

41

33 Transport von Fernwaumlrme Fernwaumlrme Zentrale Erzeugung von Heiz- oder Prozesswaumlrme (Industrie) in

Heizkraftwerken (Strom und Waumlrme)Heizwerken (Waumlrme) und Transport in Form von Heiszligwasser oder Dampf in isolierten Rohrleitungen (Zwei- oder Dreileitersystem) zu den Verbrauchern

331 Energiefluss Definitionen und Situation der Fernwaumlrmeversorgung

rarr Folie 321 bdquoSchematischer Aufbau einer Fernwaumlrmeversorgungldquo 4 S 135

rarr Folie bdquoFernwaumlrmeauskopplung aus einem Kondensationskraftwerk (elektrische Leistung 400 - 780 MW)ldquo Quelle AGFW Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V bei der VDEW httpwwwagfwde

Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung Vorteil kein Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

Nachteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss auf den Druck der Fern-waumlrmeleitung ausgelegt sein

rarr Folie bdquoSchema einer Fernwaumlrmeheizungsanlage mit Trinkwassererwaumlrmung - in-

direkter Anschlussldquo Quelle AGFW e V Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung

Vorteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss nicht auf den Druck der Fernwaumlrmeleitung ausgelegt sein

Nachteil Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

rarr Folie 322 bdquoTypische Fernwaumlrme-Tagesbelastungsdiagramme bei vier verschiedenen mittleren Aussentemperaturen td (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 137

Fernwaumlrmeleistung τ = Zeit )(τQamp

Stundenwerte = f(1th(Q )τamp Umgebung Lebensgewohnheiten)

rarr Folie 323 bdquoNormierter mittlerer Tagesleistungsverlauf uumlber ein Jahr mit Auszligentempe-raturen (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 138

Tageswerte = f(1tdQ )(τamp Umgebung)

rarr Folie 324 bdquoGeordnete Jahresdauerlinie der Waumlrmeleistung fuumlr das Heizwerk Hanbruch 1975ldquo 4 S 139

Geordnete Jahresdauerlinie geordnet nach Groumlszlige der Leistung keine zeitliche Rei-

henfolge Flaumlche unter der Kurve Jahreswaumlrmelieferung

Vollastbenutzungsstundenzahl bV wichtige Kenngroumlszlige

41

33 Transport von Fernwaumlrme Fernwaumlrme Zentrale Erzeugung von Heiz- oder Prozesswaumlrme (Industrie) in

Heizkraftwerken (Strom und Waumlrme)Heizwerken (Waumlrme) und Transport in Form von Heiszligwasser oder Dampf in isolierten Rohrleitungen (Zwei- oder Dreileitersystem) zu den Verbrauchern

331 Energiefluss Definitionen und Situation der Fernwaumlrmeversorgung

rarr Folie 321 bdquoSchematischer Aufbau einer Fernwaumlrmeversorgungldquo 4 S 135

rarr Folie bdquoFernwaumlrmeauskopplung aus einem Kondensationskraftwerk (elektrische Leistung 400 - 780 MW)ldquo Quelle AGFW Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V bei der VDEW httpwwwagfwde

Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung Vorteil kein Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

Nachteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss auf den Druck der Fern-waumlrmeleitung ausgelegt sein

rarr Folie bdquoSchema einer Fernwaumlrmeheizungsanlage mit Trinkwassererwaumlrmung - in-

direkter Anschlussldquo Quelle AGFW e V Direkter Anschluss des Heizkreislaufs an die Fernwaumlrmetransportleitung

Vorteil Druck des Heizungskreislaufs beim Kunden muss nicht auf den Druck der Fernwaumlrmeleitung ausgelegt sein

Nachteil Waumlrmeaustauscher beim Kunden notwendig

rarr Folie 322 bdquoTypische Fernwaumlrme-Tagesbelastungsdiagramme bei vier verschiedenen mittleren Aussentemperaturen td (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 137

Fernwaumlrmeleistung τ = Zeit )(τQamp

Stundenwerte = f(1th(Q )τamp Umgebung Lebensgewohnheiten)

rarr Folie 323 bdquoNormierter mittlerer Tagesleistungsverlauf uumlber ein Jahr mit Auszligentempe-raturen (Hanbruch 1975)ldquo 4 S 138

Tageswerte = f(1tdQ )(τamp Umgebung)

rarr Folie 324 bdquoGeordnete Jahresdauerlinie der Waumlrmeleistung fuumlr das Heizwerk Hanbruch 1975ldquo 4 S 139

Geordnete Jahresdauerlinie geordnet nach Groumlszlige der Leistung keine zeitliche Rei-

henfolge Flaumlche unter der Kurve Jahreswaumlrmelieferung

Vollastbenutzungsstundenzahl bV wichtige Kenngroumlszlige

42

QQ

LeistunggiemengeJahresenerb a

V amp==

Rechteck aus maximaler Leitung x bV = Jahreswaumlrmelieferung Rechteck aus Jahresdurchschnittsleistung x 8760 ha = Jahreswaumlrmelieferung oder Q oder (Netz)QQ max

ampamp = rt)(installieKesselamp sum r)Verbrauche(QAnschluss

amp wegen DIN 4701 Gleichzeitigkeitsfaktor g lt 1 tAKmax QQ ampamp lt U gt tAuslegung

rarr Folie Tab 310 bdquoStatistische Daten uumlber die Fernwaumlrmesituation in Deutschland 2001ldquo 50 S 32 und 33

Uumlbersicht 2001 Anzahl Unternehmen FVU 224 Anzahl BHKW 536 Anzahl HKW 1698 Anzahl Netze (Wasser 1147 Dampf 99) 1246 Waumlrmenetzeinspeisung 315306 TJa Engpassleistung 42120 MW Waumlrmeabgabe 275340 TJa Anschlusswert 54367 MW Volllastbenutzungsstunden Anschluss 1407 ha Trassenlaumlnge 17965 km Mittlere spezifische Trassenleistung 29 MWkm Ergebnisse Waumlrmeversorgung besitzt relativ niedrige Auslastung (bV lt 2000 ha) Durchschnittsnetzlaumlnge von 144 kmNetz geht mehr in Bereich der Nahwaumlrme

332 Transport von Heiszligwasser uumlber Rohrleitungen 3321 Netzlaumlngen und und derzeitige Technik

rArr Bild an Tafel bdquoSchnitt durch Fernwaumlrmedoppelleitung Mediumrohr (Stahl)Isolie-rung Mantelrohr (Stahl Zement Kunststoff) mit Stuumltzen bei Kanalldquo

Normal Zweieitersystem

1 Vorlaufleitung (tV = 110 degC bis 180 degC) 1 Ruumlcklaufleitung (tV - tR = 40 bis 110 K) cW = 1 bis 3 ms

Sonderfall Dreileitersystem 2 Vorlaufleitungen 1 Leitung fuumlr konstante Vorlauftemperatur (Prozesswaumlrme) 1 Leitung mit variabler Vorlauftemperatur (Heizwaumlrme) 1 Ruumlcklaufleitung

rarr Folie 326 bdquoBeispiele fuumlr die kanalfreie Verlegung von Fernwaumlrmeleitungenldquo 4 S 143 Verlegeverfahren - kanalfrei unterirdisch (Erde Mantelrohr Isolierung Mediumrohr) zunehmend - freiverlegt oberirdisch (Luft Mantelrohr Isolierung Mediumrohr) selten z B in In-

dustriegebieten

43

- kanalverlegt unterirdisch (Erde Kanal Luft Mantelrohr Isolierung Mediumrohr) sehr betriebssicher aber teuer

rarr Folie 329 bdquoKanalaufbau und Kanalprofile bei Fernwaumlrmeleitungenldquo 4 S 146 rarr Folie 330 bdquoAuslegungsfaumllle fuumlr die Fernwaumlrmetransportleistungldquo 4 S 148 Auslegung der Transportleitung maxATL QQ ampamp lt rarr Spitzenlastwerk vor Ort notwendig dadurch houmlhere Auslastung der Transportleitung z B Fall X Fall ohne Spitzenlastwerk z B Fall B rarr maxATL Q05Q ampamp sdot= aXaTL Q09Q sdot=

Trotz Halbierung der Transportleistung werden noch 90 der Jahreswaumlr-memenge uumlber die Transportleitung geliefert

3322 Einzelkomponenten - Dehnungsausgleich (U L Z) - Schaumlchte - Waumlrmeaustauscher (Hausuumlbergabestationen heute sehr kompakt) rarr Folie 332 bdquoDehnungsausgleichsmoumlglichkeiten bei Fernwaumlrmetransportleitungenldquo 4 S 150 rarr Folie 333 bdquoSchachtbaubeispiele fuumlr Fernwaumlrmetransportleitungenldquo 4 S 151 rarr Folie 334 bdquoBeispiele fuumlr Gegenstromwaumlrmeaustauscherldquo 4 S 152 3323 Kosten Hohe Transport- und Verteilkosten wegen - thermischer Isolierung - Kanalbauweise - Doppelleitung - geringe Energiedichte z B bei D = 06 m cW = 2 ms ∆ϑ = 100 K

1

1001

82MW236

MW19226Q

(H)E

eitungFernwaumlrmel

ineErdoumllpipel asymp==amp

amp

rarr Folie 340 bdquoUumlbertragungskosten fuumlr Strom Gas und Fernwaumlrme fuumlr je 100 kmldquo 4 S 156 Ergebnis Fernwaumlrme eignet sich nicht wie andere Energietraumlger fuumlr weite Transporte

deshalb Fernwaumlrme = Nahwaumlrme rarr Folie bdquoMittelwert der Kosten fuumlr die Fernwaumlrmelieferungldquo 51 S 22 Beispiele Wohngebaumlude 15 kW 1200 ha mit Anschlusskosten Heizwerk asymp 73 euroMWh Nichtwohngebaumlude 500 kW 2000 ha mit Anschlusskosten Heizkraftwerk asymp 47 euroMWh

44

rarr Folie 510 bdquoZusammensetzung der spezifischen Heizkosten fuumlr eine Anschlussleistung

von 348 MW (1975)ldquo 4 S 271 Ergebnis Uumlbergabe Verteilung und Transport asymp 35 der spezifischen Heizkosten asymp 75 der Fernwaumlrmekosten

45

3 4 Transport von Mineraloumllprodukten

341 Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltnisse Statistische Zahlen zur Mineraloumllversorgung von Deutschland 10 2002 1960 1980 1996 2002 Raffinerien 28 36 17 14 Standorte (Orte) 24 31 14 12 Kapazitaumlt 416middot106 ta 1708middot106 ta 1047middot106 ta 1138middot106 ta Rohoumlleinsatz 29middot106 ta 121middot106 ta 1044middot106 ta 1068middot106 ta Produktimporte 7middot106 ta 37middot106 ta 462middot106 ta 363middot106 ta Transportentfernung maximal 100 - 150 km weil Raffinerien im Inland und

Produkt- und Versorgungsaustausch zwischen Mineraloumllgesell-schaften erfolgt

rarr Folie 341 bdquoTransport von Mineraloumllprodukten nach Verkehrstraumlgern im Bundesgebiet

von 1960 bis heute in 106 taldquo 4 S 159 12 S 80 34 bis 20022003 Transport von Mineraloumllprodukten nach Verkehrstraumlgern in Deutschland in 106 ta 34 1960 (alte BL) 1980 (alte BL) 1996 (Deutschland gesamt) Binnenschiff 173 448 436 (35 ) Eisenbahn 105 281 265 (21 ) LKW (gt 50 km) 52 147 221 (18 ) Tanker 50 162 214 (17 ) Pipeline (gt 40 km) 0 79 121 ( 9) Summe 380 1117 1257 (100 )

342 Transport uumlber Fertigproduktenpipeline - Aumlhnliche Kosten- und Umweltvorteile wie bei Erdoumllpipeline - Es koumlnnen jedoch nur Kunden die an die Pipeline angeschlossen sind beliefert werden 3421 Situation und Technik rarr Folie 342 bdquoTrassenverlauf der RMR und ihre Stationenldquo 4 S 161 Hauptleitung RMR - Rhein Main Rohrleitung von Rotterdam nach Ludwigshafen 674 km Laumlnge Mineraloumllproduktenleitung 2001 (Deutschland) 596 km Verkehrsaufkommen 1995 Deutschland 112middot106 ta Verkehrsleistung 1995 Deutschland 18middot109 tmiddotkm Durchschnittstransportentfernung 1995 l = 161 km Besonderheiten Fertigproduktenpipeline

- verschiedene Produkte - zu verschiedenen Abnehmern - in kleinen Partien (batch) hintereinander

46

Hintereinanderverpumpung rArr Durchmischung der Produkte waumlhrend Transport klein

halten Maszlignahmen - turbulente Rohrstroumlmung (Rechteck-Pfropfenstroumlmung statt Parabel) - kompatible Stoffe hintereinander (z B Diesel und Heizoumll) - Pufferstoffe einsetzen (veraumlndern kaum Eigenschaften von Vor-Nachlauf) - Molche zwischen Produkte einsetzen (mechanische bdquoSperreldquo) rarr Folie 343 bdquoProduktenzyklus einer Fertigproduktenpipeline mit Puffereinsatzldquo

4 S 163

rarr Folie 344 und 345 bdquoMischzonenausbildung zwischen Naphta und Heizoumll mit Ke-rosin als Pufferldquo 4 S 164 bdquoMischzonenausbildung zwischen Benzin und Heizoumll mit Kero-sin als Puffer beim Einsatz von Trennbaumlllenldquo 4 S 165

Ergebnis Reduzierung der Mischzone durch Einsatz von Trennbaumlllen (Kugelmolche) moumlg-

lich aber nicht ganz verhinderbar rarr Folie 346 bdquoBeispiele fuumlr Molchsendeschleusenldquo 4 S 166 Bei Pumpen - Ballempfangsschleuse und Ballumsetzung (vor Pumpe Ball herausneh- men und nach Pumpe wieder einsetzen)

- Balldurchschleusung (Schaltung zur automatischen Umgehung der Pumpen ohne Ballumsetzung)

rarr Folie 347 bdquoBalldurchschleusung in einer Zwischenpumpstationldquo 4 S 166 3422 Kosten Investitionskosten RMR 630000 DMkm Frachtraten kFPG = kFPF(Festsatz) + kFPS(spezif Transportkosten)sdotLFP Beispiele Godorf(Bonn) - Ludwigshafen LFP = 257 km kFPG = 15 DMt + 0015 DM(tsdotkm)sdot257 km asymp 54 DMt Rohrfernleitungen (Erdoumll + Produkte) Deutschland 1994

kmt

DM0042

akmt10168

aDM10710

istungVerkehrsleEinnahmen

9

6

sdot=

sdotsdot

sdot= = 216 Cent(tmiddotkm)

[Uumlbertragen auf Strecke Godorf Ludwigshafen = 555 eurot]

343 Transport mit Tankschiffen

47

3431 Situation und Technik Bestand Deutsche Binnentankerflotte 2003 (1 1 2003) httpwwwbinnenschiffde Anzahl Tragfaumlhigkeit in t Motortankschiffe 323 482438 t Tankschubleichter Tankkaumlhne

42 14

55754 t 4705 t

Summe 379 542897 t Transportstatistik Mineraloumllerzeugnisse Binnenschifffahrt 2001 Deutschland 34 20022003 Verkehrsaufkommen Verkehrsleistung Mittlere Transportweite Werte 419middot106 ta 123middot109 tmiddotkma 292 km Umsatzerloumlse Tankschifffahrt 2001 5519middot106 DMa httpwwwbinnenschiffde

rarr Folie 348 bdquoSchnittzeichnung eines Binnentankschiffs (Europa-Typ) fuumlr den Transport von Mineraloumllproduktenldquo 4 S 170

Ausruumlstung 6 Einzeltanks (unterschiedliche Produkte transportierbar Sicherheit) Tankheizungen (Flieszligfaumlhigkeit bei niedrigen Auszligentemperaturen)

Kx-Ausruumlstung = Gaspendelleitung (damit keine Daumlmpfe in Umgebung ge-langen)

3432 Kosten Bis 1994 Festfrachtsystem nach FTB = Frachten- und Tarifanzeiger der Deutschen Binnen-

schiffahrt

rarr Folie Tab 314 bdquoTonnenkilometer-Saumltze aus dem Deutschen Binnentankschifffahrts-tarif zur Berechnung der Regelfrachten (Stand 131981)ldquo 4 S 172

Frachten kMTG = TKSmiddotTK + ELL TKS = Tonnenkilometersatz TK = Tarifkilometer ELL = Entgelt fuumlr Laden und Loumlschen Beispiel Strecke Godorf (Bonn) ndash Ludwigshafen 240 km

t

DM278km240kmt

DM00472MTG +sdotsdot

=k asymp 14 DMt = 715 eurot

Heute wie bei grenzuumlberschreitenden Verkehr rarr Freie Frachtvereinbarung Beispiel Deutschland 1993 Frachtsaumltze Binnenschiff Mineraloumll ohne Schiffahrtsabgaben

und ohne MWSt 00375 bis 006kmt

DMsdot

= 31 Cent(tmiddotkm)

FTB mit allem kmt

DMsdot

01 = 51 Cent(tmiddotkm)

344 Transport mit Eisenbahnkesselwagen

43

- kanalverlegt unterirdisch (Erde Kanal Luft Mantelrohr Isolierung Mediumrohr) sehr betriebssicher aber teuer

rarr Folie 329 bdquoKanalaufbau und Kanalprofile bei Fernwaumlrmeleitungenldquo 4 S 146 rarr Folie 330 bdquoAuslegungsfaumllle fuumlr die Fernwaumlrmetransportleistungldquo 4 S 148 Auslegung der Transportleitung maxATL QQ ampamp lt rarr Spitzenlastwerk vor Ort notwendig dadurch houmlhere Auslastung der Transportleitung z B Fall X Fall ohne Spitzenlastwerk z B Fall B rarr maxATL Q05Q ampamp sdot= aXaTL Q09Q sdot=

Trotz Halbierung der Transportleistung werden noch 90 der Jahreswaumlr-memenge uumlber die Transportleitung geliefert

3322 Einzelkomponenten - Dehnungsausgleich (U L Z) - Schaumlchte - Waumlrmeaustauscher (Hausuumlbergabestationen heute sehr kompakt) rarr Folie 332 bdquoDehnungsausgleichsmoumlglichkeiten bei Fernwaumlrmetransportleitungenldquo 4 S 150 rarr Folie 333 bdquoSchachtbaubeispiele fuumlr Fernwaumlrmetransportleitungenldquo 4 S 151 rarr Folie 334 bdquoBeispiele fuumlr Gegenstromwaumlrmeaustauscherldquo 4 S 152 3323 Kosten Hohe Transport- und Verteilkosten wegen - thermischer Isolierung - Kanalbauweise - Doppelleitung - geringe Energiedichte z B bei D = 06 m cW = 2 ms ∆ϑ = 100 K

1

1001

82MW236

MW19226Q

(H)E

eitungFernwaumlrmel

ineErdoumllpipel asymp==amp

amp

rarr Folie 340 bdquoUumlbertragungskosten fuumlr Strom Gas und Fernwaumlrme fuumlr je 100 kmldquo 4 S 156 Ergebnis Fernwaumlrme eignet sich nicht wie andere Energietraumlger fuumlr weite Transporte

deshalb Fernwaumlrme = Nahwaumlrme rarr Folie bdquoMittelwert der Kosten fuumlr die Fernwaumlrmelieferungldquo 51 S 22 Beispiele Wohngebaumlude 15 kW 1200 ha mit Anschlusskosten Heizwerk asymp 73 euroMWh Nichtwohngebaumlude 500 kW 2000 ha mit Anschlusskosten Heizkraftwerk asymp 47 euroMWh

44

rarr Folie 510 bdquoZusammensetzung der spezifischen Heizkosten fuumlr eine Anschlussleistung

von 348 MW (1975)ldquo 4 S 271 Ergebnis Uumlbergabe Verteilung und Transport asymp 35 der spezifischen Heizkosten asymp 75 der Fernwaumlrmekosten

45

3 4 Transport von Mineraloumllprodukten

341 Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltnisse Statistische Zahlen zur Mineraloumllversorgung von Deutschland 10 2002 1960 1980 1996 2002 Raffinerien 28 36 17 14 Standorte (Orte) 24 31 14 12 Kapazitaumlt 416middot106 ta 1708middot106 ta 1047middot106 ta 1138middot106 ta Rohoumlleinsatz 29middot106 ta 121middot106 ta 1044middot106 ta 1068middot106 ta Produktimporte 7middot106 ta 37middot106 ta 462middot106 ta 363middot106 ta Transportentfernung maximal 100 - 150 km weil Raffinerien im Inland und

Produkt- und Versorgungsaustausch zwischen Mineraloumllgesell-schaften erfolgt

rarr Folie 341 bdquoTransport von Mineraloumllprodukten nach Verkehrstraumlgern im Bundesgebiet

von 1960 bis heute in 106 taldquo 4 S 159 12 S 80 34 bis 20022003 Transport von Mineraloumllprodukten nach Verkehrstraumlgern in Deutschland in 106 ta 34 1960 (alte BL) 1980 (alte BL) 1996 (Deutschland gesamt) Binnenschiff 173 448 436 (35 ) Eisenbahn 105 281 265 (21 ) LKW (gt 50 km) 52 147 221 (18 ) Tanker 50 162 214 (17 ) Pipeline (gt 40 km) 0 79 121 ( 9) Summe 380 1117 1257 (100 )

342 Transport uumlber Fertigproduktenpipeline - Aumlhnliche Kosten- und Umweltvorteile wie bei Erdoumllpipeline - Es koumlnnen jedoch nur Kunden die an die Pipeline angeschlossen sind beliefert werden 3421 Situation und Technik rarr Folie 342 bdquoTrassenverlauf der RMR und ihre Stationenldquo 4 S 161 Hauptleitung RMR - Rhein Main Rohrleitung von Rotterdam nach Ludwigshafen 674 km Laumlnge Mineraloumllproduktenleitung 2001 (Deutschland) 596 km Verkehrsaufkommen 1995 Deutschland 112middot106 ta Verkehrsleistung 1995 Deutschland 18middot109 tmiddotkm Durchschnittstransportentfernung 1995 l = 161 km Besonderheiten Fertigproduktenpipeline

- verschiedene Produkte - zu verschiedenen Abnehmern - in kleinen Partien (batch) hintereinander

46

Hintereinanderverpumpung rArr Durchmischung der Produkte waumlhrend Transport klein

halten Maszlignahmen - turbulente Rohrstroumlmung (Rechteck-Pfropfenstroumlmung statt Parabel) - kompatible Stoffe hintereinander (z B Diesel und Heizoumll) - Pufferstoffe einsetzen (veraumlndern kaum Eigenschaften von Vor-Nachlauf) - Molche zwischen Produkte einsetzen (mechanische bdquoSperreldquo) rarr Folie 343 bdquoProduktenzyklus einer Fertigproduktenpipeline mit Puffereinsatzldquo

4 S 163

rarr Folie 344 und 345 bdquoMischzonenausbildung zwischen Naphta und Heizoumll mit Ke-rosin als Pufferldquo 4 S 164 bdquoMischzonenausbildung zwischen Benzin und Heizoumll mit Kero-sin als Puffer beim Einsatz von Trennbaumlllenldquo 4 S 165

Ergebnis Reduzierung der Mischzone durch Einsatz von Trennbaumlllen (Kugelmolche) moumlg-

lich aber nicht ganz verhinderbar rarr Folie 346 bdquoBeispiele fuumlr Molchsendeschleusenldquo 4 S 166 Bei Pumpen - Ballempfangsschleuse und Ballumsetzung (vor Pumpe Ball herausneh- men und nach Pumpe wieder einsetzen)

- Balldurchschleusung (Schaltung zur automatischen Umgehung der Pumpen ohne Ballumsetzung)

rarr Folie 347 bdquoBalldurchschleusung in einer Zwischenpumpstationldquo 4 S 166 3422 Kosten Investitionskosten RMR 630000 DMkm Frachtraten kFPG = kFPF(Festsatz) + kFPS(spezif Transportkosten)sdotLFP Beispiele Godorf(Bonn) - Ludwigshafen LFP = 257 km kFPG = 15 DMt + 0015 DM(tsdotkm)sdot257 km asymp 54 DMt Rohrfernleitungen (Erdoumll + Produkte) Deutschland 1994

kmt

DM0042

akmt10168

aDM10710

istungVerkehrsleEinnahmen

9

6

sdot=

sdotsdot

sdot= = 216 Cent(tmiddotkm)

[Uumlbertragen auf Strecke Godorf Ludwigshafen = 555 eurot]

343 Transport mit Tankschiffen

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3431 Situation und Technik Bestand Deutsche Binnentankerflotte 2003 (1 1 2003) httpwwwbinnenschiffde Anzahl Tragfaumlhigkeit in t Motortankschiffe 323 482438 t Tankschubleichter Tankkaumlhne

42 14

55754 t 4705 t

Summe 379 542897 t Transportstatistik Mineraloumllerzeugnisse Binnenschifffahrt 2001 Deutschland 34 20022003 Verkehrsaufkommen Verkehrsleistung Mittlere Transportweite Werte 419middot106 ta 123middot109 tmiddotkma 292 km Umsatzerloumlse Tankschifffahrt 2001 5519middot106 DMa httpwwwbinnenschiffde

rarr Folie 348 bdquoSchnittzeichnung eines Binnentankschiffs (Europa-Typ) fuumlr den Transport von Mineraloumllproduktenldquo 4 S 170

Ausruumlstung 6 Einzeltanks (unterschiedliche Produkte transportierbar Sicherheit) Tankheizungen (Flieszligfaumlhigkeit bei niedrigen Auszligentemperaturen)

Kx-Ausruumlstung = Gaspendelleitung (damit keine Daumlmpfe in Umgebung ge-langen)

3432 Kosten Bis 1994 Festfrachtsystem nach FTB = Frachten- und Tarifanzeiger der Deutschen Binnen-

schiffahrt

rarr Folie Tab 314 bdquoTonnenkilometer-Saumltze aus dem Deutschen Binnentankschifffahrts-tarif zur Berechnung der Regelfrachten (Stand 131981)ldquo 4 S 172

Frachten kMTG = TKSmiddotTK + ELL TKS = Tonnenkilometersatz TK = Tarifkilometer ELL = Entgelt fuumlr Laden und Loumlschen Beispiel Strecke Godorf (Bonn) ndash Ludwigshafen 240 km

t

DM278km240kmt

DM00472MTG +sdotsdot

=k asymp 14 DMt = 715 eurot

Heute wie bei grenzuumlberschreitenden Verkehr rarr Freie Frachtvereinbarung Beispiel Deutschland 1993 Frachtsaumltze Binnenschiff Mineraloumll ohne Schiffahrtsabgaben

und ohne MWSt 00375 bis 006kmt

DMsdot

= 31 Cent(tmiddotkm)

FTB mit allem kmt

DMsdot

01 = 51 Cent(tmiddotkm)

344 Transport mit Eisenbahnkesselwagen

44

rarr Folie 510 bdquoZusammensetzung der spezifischen Heizkosten fuumlr eine Anschlussleistung

von 348 MW (1975)ldquo 4 S 271 Ergebnis Uumlbergabe Verteilung und Transport asymp 35 der spezifischen Heizkosten asymp 75 der Fernwaumlrmekosten

45

3 4 Transport von Mineraloumllprodukten

341 Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltnisse Statistische Zahlen zur Mineraloumllversorgung von Deutschland 10 2002 1960 1980 1996 2002 Raffinerien 28 36 17 14 Standorte (Orte) 24 31 14 12 Kapazitaumlt 416middot106 ta 1708middot106 ta 1047middot106 ta 1138middot106 ta Rohoumlleinsatz 29middot106 ta 121middot106 ta 1044middot106 ta 1068middot106 ta Produktimporte 7middot106 ta 37middot106 ta 462middot106 ta 363middot106 ta Transportentfernung maximal 100 - 150 km weil Raffinerien im Inland und

Produkt- und Versorgungsaustausch zwischen Mineraloumllgesell-schaften erfolgt

rarr Folie 341 bdquoTransport von Mineraloumllprodukten nach Verkehrstraumlgern im Bundesgebiet

von 1960 bis heute in 106 taldquo 4 S 159 12 S 80 34 bis 20022003 Transport von Mineraloumllprodukten nach Verkehrstraumlgern in Deutschland in 106 ta 34 1960 (alte BL) 1980 (alte BL) 1996 (Deutschland gesamt) Binnenschiff 173 448 436 (35 ) Eisenbahn 105 281 265 (21 ) LKW (gt 50 km) 52 147 221 (18 ) Tanker 50 162 214 (17 ) Pipeline (gt 40 km) 0 79 121 ( 9) Summe 380 1117 1257 (100 )

342 Transport uumlber Fertigproduktenpipeline - Aumlhnliche Kosten- und Umweltvorteile wie bei Erdoumllpipeline - Es koumlnnen jedoch nur Kunden die an die Pipeline angeschlossen sind beliefert werden 3421 Situation und Technik rarr Folie 342 bdquoTrassenverlauf der RMR und ihre Stationenldquo 4 S 161 Hauptleitung RMR - Rhein Main Rohrleitung von Rotterdam nach Ludwigshafen 674 km Laumlnge Mineraloumllproduktenleitung 2001 (Deutschland) 596 km Verkehrsaufkommen 1995 Deutschland 112middot106 ta Verkehrsleistung 1995 Deutschland 18middot109 tmiddotkm Durchschnittstransportentfernung 1995 l = 161 km Besonderheiten Fertigproduktenpipeline

- verschiedene Produkte - zu verschiedenen Abnehmern - in kleinen Partien (batch) hintereinander

46

Hintereinanderverpumpung rArr Durchmischung der Produkte waumlhrend Transport klein

halten Maszlignahmen - turbulente Rohrstroumlmung (Rechteck-Pfropfenstroumlmung statt Parabel) - kompatible Stoffe hintereinander (z B Diesel und Heizoumll) - Pufferstoffe einsetzen (veraumlndern kaum Eigenschaften von Vor-Nachlauf) - Molche zwischen Produkte einsetzen (mechanische bdquoSperreldquo) rarr Folie 343 bdquoProduktenzyklus einer Fertigproduktenpipeline mit Puffereinsatzldquo

4 S 163

rarr Folie 344 und 345 bdquoMischzonenausbildung zwischen Naphta und Heizoumll mit Ke-rosin als Pufferldquo 4 S 164 bdquoMischzonenausbildung zwischen Benzin und Heizoumll mit Kero-sin als Puffer beim Einsatz von Trennbaumlllenldquo 4 S 165

Ergebnis Reduzierung der Mischzone durch Einsatz von Trennbaumlllen (Kugelmolche) moumlg-

lich aber nicht ganz verhinderbar rarr Folie 346 bdquoBeispiele fuumlr Molchsendeschleusenldquo 4 S 166 Bei Pumpen - Ballempfangsschleuse und Ballumsetzung (vor Pumpe Ball herausneh- men und nach Pumpe wieder einsetzen)

- Balldurchschleusung (Schaltung zur automatischen Umgehung der Pumpen ohne Ballumsetzung)

rarr Folie 347 bdquoBalldurchschleusung in einer Zwischenpumpstationldquo 4 S 166 3422 Kosten Investitionskosten RMR 630000 DMkm Frachtraten kFPG = kFPF(Festsatz) + kFPS(spezif Transportkosten)sdotLFP Beispiele Godorf(Bonn) - Ludwigshafen LFP = 257 km kFPG = 15 DMt + 0015 DM(tsdotkm)sdot257 km asymp 54 DMt Rohrfernleitungen (Erdoumll + Produkte) Deutschland 1994

kmt

DM0042

akmt10168

aDM10710

istungVerkehrsleEinnahmen

9

6

sdot=

sdotsdot

sdot= = 216 Cent(tmiddotkm)

[Uumlbertragen auf Strecke Godorf Ludwigshafen = 555 eurot]

343 Transport mit Tankschiffen

47

3431 Situation und Technik Bestand Deutsche Binnentankerflotte 2003 (1 1 2003) httpwwwbinnenschiffde Anzahl Tragfaumlhigkeit in t Motortankschiffe 323 482438 t Tankschubleichter Tankkaumlhne

42 14

55754 t 4705 t

Summe 379 542897 t Transportstatistik Mineraloumllerzeugnisse Binnenschifffahrt 2001 Deutschland 34 20022003 Verkehrsaufkommen Verkehrsleistung Mittlere Transportweite Werte 419middot106 ta 123middot109 tmiddotkma 292 km Umsatzerloumlse Tankschifffahrt 2001 5519middot106 DMa httpwwwbinnenschiffde

rarr Folie 348 bdquoSchnittzeichnung eines Binnentankschiffs (Europa-Typ) fuumlr den Transport von Mineraloumllproduktenldquo 4 S 170

Ausruumlstung 6 Einzeltanks (unterschiedliche Produkte transportierbar Sicherheit) Tankheizungen (Flieszligfaumlhigkeit bei niedrigen Auszligentemperaturen)

Kx-Ausruumlstung = Gaspendelleitung (damit keine Daumlmpfe in Umgebung ge-langen)

3432 Kosten Bis 1994 Festfrachtsystem nach FTB = Frachten- und Tarifanzeiger der Deutschen Binnen-

schiffahrt

rarr Folie Tab 314 bdquoTonnenkilometer-Saumltze aus dem Deutschen Binnentankschifffahrts-tarif zur Berechnung der Regelfrachten (Stand 131981)ldquo 4 S 172

Frachten kMTG = TKSmiddotTK + ELL TKS = Tonnenkilometersatz TK = Tarifkilometer ELL = Entgelt fuumlr Laden und Loumlschen Beispiel Strecke Godorf (Bonn) ndash Ludwigshafen 240 km

t

DM278km240kmt

DM00472MTG +sdotsdot

=k asymp 14 DMt = 715 eurot

Heute wie bei grenzuumlberschreitenden Verkehr rarr Freie Frachtvereinbarung Beispiel Deutschland 1993 Frachtsaumltze Binnenschiff Mineraloumll ohne Schiffahrtsabgaben

und ohne MWSt 00375 bis 006kmt

DMsdot

= 31 Cent(tmiddotkm)

FTB mit allem kmt

DMsdot

01 = 51 Cent(tmiddotkm)

344 Transport mit Eisenbahnkesselwagen

45

3 4 Transport von Mineraloumllprodukten

341 Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltnisse Statistische Zahlen zur Mineraloumllversorgung von Deutschland 10 2002 1960 1980 1996 2002 Raffinerien 28 36 17 14 Standorte (Orte) 24 31 14 12 Kapazitaumlt 416middot106 ta 1708middot106 ta 1047middot106 ta 1138middot106 ta Rohoumlleinsatz 29middot106 ta 121middot106 ta 1044middot106 ta 1068middot106 ta Produktimporte 7middot106 ta 37middot106 ta 462middot106 ta 363middot106 ta Transportentfernung maximal 100 - 150 km weil Raffinerien im Inland und

Produkt- und Versorgungsaustausch zwischen Mineraloumllgesell-schaften erfolgt

rarr Folie 341 bdquoTransport von Mineraloumllprodukten nach Verkehrstraumlgern im Bundesgebiet

von 1960 bis heute in 106 taldquo 4 S 159 12 S 80 34 bis 20022003 Transport von Mineraloumllprodukten nach Verkehrstraumlgern in Deutschland in 106 ta 34 1960 (alte BL) 1980 (alte BL) 1996 (Deutschland gesamt) Binnenschiff 173 448 436 (35 ) Eisenbahn 105 281 265 (21 ) LKW (gt 50 km) 52 147 221 (18 ) Tanker 50 162 214 (17 ) Pipeline (gt 40 km) 0 79 121 ( 9) Summe 380 1117 1257 (100 )

342 Transport uumlber Fertigproduktenpipeline - Aumlhnliche Kosten- und Umweltvorteile wie bei Erdoumllpipeline - Es koumlnnen jedoch nur Kunden die an die Pipeline angeschlossen sind beliefert werden 3421 Situation und Technik rarr Folie 342 bdquoTrassenverlauf der RMR und ihre Stationenldquo 4 S 161 Hauptleitung RMR - Rhein Main Rohrleitung von Rotterdam nach Ludwigshafen 674 km Laumlnge Mineraloumllproduktenleitung 2001 (Deutschland) 596 km Verkehrsaufkommen 1995 Deutschland 112middot106 ta Verkehrsleistung 1995 Deutschland 18middot109 tmiddotkm Durchschnittstransportentfernung 1995 l = 161 km Besonderheiten Fertigproduktenpipeline

- verschiedene Produkte - zu verschiedenen Abnehmern - in kleinen Partien (batch) hintereinander

46

Hintereinanderverpumpung rArr Durchmischung der Produkte waumlhrend Transport klein

halten Maszlignahmen - turbulente Rohrstroumlmung (Rechteck-Pfropfenstroumlmung statt Parabel) - kompatible Stoffe hintereinander (z B Diesel und Heizoumll) - Pufferstoffe einsetzen (veraumlndern kaum Eigenschaften von Vor-Nachlauf) - Molche zwischen Produkte einsetzen (mechanische bdquoSperreldquo) rarr Folie 343 bdquoProduktenzyklus einer Fertigproduktenpipeline mit Puffereinsatzldquo

4 S 163

rarr Folie 344 und 345 bdquoMischzonenausbildung zwischen Naphta und Heizoumll mit Ke-rosin als Pufferldquo 4 S 164 bdquoMischzonenausbildung zwischen Benzin und Heizoumll mit Kero-sin als Puffer beim Einsatz von Trennbaumlllenldquo 4 S 165

Ergebnis Reduzierung der Mischzone durch Einsatz von Trennbaumlllen (Kugelmolche) moumlg-

lich aber nicht ganz verhinderbar rarr Folie 346 bdquoBeispiele fuumlr Molchsendeschleusenldquo 4 S 166 Bei Pumpen - Ballempfangsschleuse und Ballumsetzung (vor Pumpe Ball herausneh- men und nach Pumpe wieder einsetzen)

- Balldurchschleusung (Schaltung zur automatischen Umgehung der Pumpen ohne Ballumsetzung)

rarr Folie 347 bdquoBalldurchschleusung in einer Zwischenpumpstationldquo 4 S 166 3422 Kosten Investitionskosten RMR 630000 DMkm Frachtraten kFPG = kFPF(Festsatz) + kFPS(spezif Transportkosten)sdotLFP Beispiele Godorf(Bonn) - Ludwigshafen LFP = 257 km kFPG = 15 DMt + 0015 DM(tsdotkm)sdot257 km asymp 54 DMt Rohrfernleitungen (Erdoumll + Produkte) Deutschland 1994

kmt

DM0042

akmt10168

aDM10710

istungVerkehrsleEinnahmen

9

6

sdot=

sdotsdot

sdot= = 216 Cent(tmiddotkm)

[Uumlbertragen auf Strecke Godorf Ludwigshafen = 555 eurot]

343 Transport mit Tankschiffen

47

3431 Situation und Technik Bestand Deutsche Binnentankerflotte 2003 (1 1 2003) httpwwwbinnenschiffde Anzahl Tragfaumlhigkeit in t Motortankschiffe 323 482438 t Tankschubleichter Tankkaumlhne

42 14

55754 t 4705 t

Summe 379 542897 t Transportstatistik Mineraloumllerzeugnisse Binnenschifffahrt 2001 Deutschland 34 20022003 Verkehrsaufkommen Verkehrsleistung Mittlere Transportweite Werte 419middot106 ta 123middot109 tmiddotkma 292 km Umsatzerloumlse Tankschifffahrt 2001 5519middot106 DMa httpwwwbinnenschiffde

rarr Folie 348 bdquoSchnittzeichnung eines Binnentankschiffs (Europa-Typ) fuumlr den Transport von Mineraloumllproduktenldquo 4 S 170

Ausruumlstung 6 Einzeltanks (unterschiedliche Produkte transportierbar Sicherheit) Tankheizungen (Flieszligfaumlhigkeit bei niedrigen Auszligentemperaturen)

Kx-Ausruumlstung = Gaspendelleitung (damit keine Daumlmpfe in Umgebung ge-langen)

3432 Kosten Bis 1994 Festfrachtsystem nach FTB = Frachten- und Tarifanzeiger der Deutschen Binnen-

schiffahrt

rarr Folie Tab 314 bdquoTonnenkilometer-Saumltze aus dem Deutschen Binnentankschifffahrts-tarif zur Berechnung der Regelfrachten (Stand 131981)ldquo 4 S 172

Frachten kMTG = TKSmiddotTK + ELL TKS = Tonnenkilometersatz TK = Tarifkilometer ELL = Entgelt fuumlr Laden und Loumlschen Beispiel Strecke Godorf (Bonn) ndash Ludwigshafen 240 km

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DM278km240kmt

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=k asymp 14 DMt = 715 eurot

Heute wie bei grenzuumlberschreitenden Verkehr rarr Freie Frachtvereinbarung Beispiel Deutschland 1993 Frachtsaumltze Binnenschiff Mineraloumll ohne Schiffahrtsabgaben

und ohne MWSt 00375 bis 006kmt

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= 31 Cent(tmiddotkm)

FTB mit allem kmt

DMsdot

01 = 51 Cent(tmiddotkm)

344 Transport mit Eisenbahnkesselwagen

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Hintereinanderverpumpung rArr Durchmischung der Produkte waumlhrend Transport klein

halten Maszlignahmen - turbulente Rohrstroumlmung (Rechteck-Pfropfenstroumlmung statt Parabel) - kompatible Stoffe hintereinander (z B Diesel und Heizoumll) - Pufferstoffe einsetzen (veraumlndern kaum Eigenschaften von Vor-Nachlauf) - Molche zwischen Produkte einsetzen (mechanische bdquoSperreldquo) rarr Folie 343 bdquoProduktenzyklus einer Fertigproduktenpipeline mit Puffereinsatzldquo

4 S 163

rarr Folie 344 und 345 bdquoMischzonenausbildung zwischen Naphta und Heizoumll mit Ke-rosin als Pufferldquo 4 S 164 bdquoMischzonenausbildung zwischen Benzin und Heizoumll mit Kero-sin als Puffer beim Einsatz von Trennbaumlllenldquo 4 S 165

Ergebnis Reduzierung der Mischzone durch Einsatz von Trennbaumlllen (Kugelmolche) moumlg-

lich aber nicht ganz verhinderbar rarr Folie 346 bdquoBeispiele fuumlr Molchsendeschleusenldquo 4 S 166 Bei Pumpen - Ballempfangsschleuse und Ballumsetzung (vor Pumpe Ball herausneh- men und nach Pumpe wieder einsetzen)

- Balldurchschleusung (Schaltung zur automatischen Umgehung der Pumpen ohne Ballumsetzung)

rarr Folie 347 bdquoBalldurchschleusung in einer Zwischenpumpstationldquo 4 S 166 3422 Kosten Investitionskosten RMR 630000 DMkm Frachtraten kFPG = kFPF(Festsatz) + kFPS(spezif Transportkosten)sdotLFP Beispiele Godorf(Bonn) - Ludwigshafen LFP = 257 km kFPG = 15 DMt + 0015 DM(tsdotkm)sdot257 km asymp 54 DMt Rohrfernleitungen (Erdoumll + Produkte) Deutschland 1994

kmt

DM0042

akmt10168

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istungVerkehrsleEinnahmen

9

6

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sdot= = 216 Cent(tmiddotkm)

[Uumlbertragen auf Strecke Godorf Ludwigshafen = 555 eurot]

343 Transport mit Tankschiffen

47

3431 Situation und Technik Bestand Deutsche Binnentankerflotte 2003 (1 1 2003) httpwwwbinnenschiffde Anzahl Tragfaumlhigkeit in t Motortankschiffe 323 482438 t Tankschubleichter Tankkaumlhne

42 14

55754 t 4705 t

Summe 379 542897 t Transportstatistik Mineraloumllerzeugnisse Binnenschifffahrt 2001 Deutschland 34 20022003 Verkehrsaufkommen Verkehrsleistung Mittlere Transportweite Werte 419middot106 ta 123middot109 tmiddotkma 292 km Umsatzerloumlse Tankschifffahrt 2001 5519middot106 DMa httpwwwbinnenschiffde

rarr Folie 348 bdquoSchnittzeichnung eines Binnentankschiffs (Europa-Typ) fuumlr den Transport von Mineraloumllproduktenldquo 4 S 170

Ausruumlstung 6 Einzeltanks (unterschiedliche Produkte transportierbar Sicherheit) Tankheizungen (Flieszligfaumlhigkeit bei niedrigen Auszligentemperaturen)

Kx-Ausruumlstung = Gaspendelleitung (damit keine Daumlmpfe in Umgebung ge-langen)

3432 Kosten Bis 1994 Festfrachtsystem nach FTB = Frachten- und Tarifanzeiger der Deutschen Binnen-

schiffahrt

rarr Folie Tab 314 bdquoTonnenkilometer-Saumltze aus dem Deutschen Binnentankschifffahrts-tarif zur Berechnung der Regelfrachten (Stand 131981)ldquo 4 S 172

Frachten kMTG = TKSmiddotTK + ELL TKS = Tonnenkilometersatz TK = Tarifkilometer ELL = Entgelt fuumlr Laden und Loumlschen Beispiel Strecke Godorf (Bonn) ndash Ludwigshafen 240 km

t

DM278km240kmt

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=k asymp 14 DMt = 715 eurot

Heute wie bei grenzuumlberschreitenden Verkehr rarr Freie Frachtvereinbarung Beispiel Deutschland 1993 Frachtsaumltze Binnenschiff Mineraloumll ohne Schiffahrtsabgaben

und ohne MWSt 00375 bis 006kmt

DMsdot

= 31 Cent(tmiddotkm)

FTB mit allem kmt

DMsdot

01 = 51 Cent(tmiddotkm)

344 Transport mit Eisenbahnkesselwagen

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3431 Situation und Technik Bestand Deutsche Binnentankerflotte 2003 (1 1 2003) httpwwwbinnenschiffde Anzahl Tragfaumlhigkeit in t Motortankschiffe 323 482438 t Tankschubleichter Tankkaumlhne

42 14

55754 t 4705 t

Summe 379 542897 t Transportstatistik Mineraloumllerzeugnisse Binnenschifffahrt 2001 Deutschland 34 20022003 Verkehrsaufkommen Verkehrsleistung Mittlere Transportweite Werte 419middot106 ta 123middot109 tmiddotkma 292 km Umsatzerloumlse Tankschifffahrt 2001 5519middot106 DMa httpwwwbinnenschiffde

rarr Folie 348 bdquoSchnittzeichnung eines Binnentankschiffs (Europa-Typ) fuumlr den Transport von Mineraloumllproduktenldquo 4 S 170

Ausruumlstung 6 Einzeltanks (unterschiedliche Produkte transportierbar Sicherheit) Tankheizungen (Flieszligfaumlhigkeit bei niedrigen Auszligentemperaturen)

Kx-Ausruumlstung = Gaspendelleitung (damit keine Daumlmpfe in Umgebung ge-langen)

3432 Kosten Bis 1994 Festfrachtsystem nach FTB = Frachten- und Tarifanzeiger der Deutschen Binnen-

schiffahrt

rarr Folie Tab 314 bdquoTonnenkilometer-Saumltze aus dem Deutschen Binnentankschifffahrts-tarif zur Berechnung der Regelfrachten (Stand 131981)ldquo 4 S 172

Frachten kMTG = TKSmiddotTK + ELL TKS = Tonnenkilometersatz TK = Tarifkilometer ELL = Entgelt fuumlr Laden und Loumlschen Beispiel Strecke Godorf (Bonn) ndash Ludwigshafen 240 km

t

DM278km240kmt

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=k asymp 14 DMt = 715 eurot

Heute wie bei grenzuumlberschreitenden Verkehr rarr Freie Frachtvereinbarung Beispiel Deutschland 1993 Frachtsaumltze Binnenschiff Mineraloumll ohne Schiffahrtsabgaben

und ohne MWSt 00375 bis 006kmt

DMsdot

= 31 Cent(tmiddotkm)

FTB mit allem kmt

DMsdot

01 = 51 Cent(tmiddotkm)

344 Transport mit Eisenbahnkesselwagen

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3441 Situationsbeschreibung und Technik Verleihfirmen fuumlr Eisenbahnkesselwagen

- EVA (Eisenbahn-Verkehrsmittel-AGDuumlsseldorf) heute Fusion mit VTG - KVG (Kesselwagen Vermietgesellschaft mbHHamburg) httpwwwkvg-kesselwagendewdeutschstart2shtml - VTG-LEHNKERING AG (Vereinigte Tanklagertransportmittel GmbHHamburg) httpwwwvtg-lehnkeringde

Bestand Eisenbahnkesselwagen Deutschland 1998 Jahresende 52 Anzahl 38500 Ladekapazitaumlt 26middot106 m3 2003 nach DB CargoMainz Anzahl 40000 Ladekapazitaumlt ca 3middot106 m3 2003 VTG-Flotte Anzahl 37000 Wagentypen 300 Fassungsvermoumlgen 16 bis 128 m3 Verkehrsaufkommen (Mineraloumllerzeugnisse) 2001 247middot106 ta Verkehrsleistung (Erdoumll und Mineraloumllerzeugnisse) 2001 57middot109 tmiddotkma Mittlere Transportweite 225 km (34 20022003)

rarr Folie 349 bdquoVierachsiger 95-m3-Eisenbahn-Kesselwagen fuumlr den Transport von brenn-baren Fluumlssigkeitenldquo 4 S 174

Besonderheiten flurbetaumltigte Bodenventile zur Mitte etwas geneigt 3442 Kosten Bis 1994 Festfrachten nach DEGT = Deutscher Eisenbahn-Guumlter-Tarif

rarr Folie Tab 315 bdquoAuszug aus dem DEGT (Frachtsatzanzeiger) der DB fuumlr den Aus-nahmetarif 385 (bestimmte Mineraloumllerzeugnisse)ldquo 4 S 177

(guumlltig ab 111981) Frachten kEKG = MSLF + FSDB MSLF = Mietsatz Leihfirmen FSDB = Frachtsatz DB Beispiel Wesseling (Bonn) ndash Ludwigshafen kEKG = 24 DMt + 172 DMt asymp 20 DMt = 10 eurot Zusammenfassung fuumlr den Bereich Transport von Mineraloumllprodukten rarr Folie Tabelle bdquoZusammenfassung Transport von Mineraloumllprodukten

49

35 Transport von Gasen Transport wie beim Erdgas Ausnahme LPG = Liquid Petroleum Gas = Fluumlssiggas (nicht zu verwechseln mit verfluumlssigten

Erdgas LNG) LPG Transport und Lagern bei

- Umgebungstemperatur (LNG -1610C) - Druck gt Umgebungsdruck ButanPropan bei 2 bar8 bar (LNG pUmgebung)

rarr Folie 350 bdquoVierachsiger 120 m3-Druckgas-Kesselwagen fuumlr den Transport von Fluumls-

siggasenldquo 4 S 179 Sonnendach Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung (p ~ Temperatur)

36 Transport von festen Brennstoffen Wie bei Steinkohle

50

4 SPEICHERUNG VON ENERGIE Gruumlnde fuumlr die Reservehaltung = Zeitlicher Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage von Energie

1 Technik Wirtschaftlichkeit Komfort (z B Erdgas-Sommer-Winter-Ausgleich)

2 Reservehaltung fuumlr Lieferunterbrechung (z B Steinkohle-Reservelager bei Kraftwerken)

3 Absatzschwierigkeiten (z B Steinkohle-Halden) Beispiel Steinkohle Bestaumlnde von Steinkohlen Steinkohlenbriketts und Steinkohlenkoks Deutschland in 1000 t (Koks in Kohle umgerechnet) 30 1984 2001 Erzeuger Zechen 13945 5107 Nationale Steinkohlenreserve 9077 - Huumlttenkokereien 271 526 Kohlenimporteure 34 - Verbraucher Oumlffentliche Kraftwerke 13570 5200 Bergbau Verbundkraftwerke 501 330 Eisenschaffende Industrie 358 423 Uumlbrige Industrie 1022 431 Insgesamt 38778middot106 t 12017middot106 t

Vergleich (2001)Verbrauch

(2001)Bestaumlnde =

t10658t1012017

6

6

sdotsdot rarr 183 des Verbrauchs in Reservehaltung

51

41 Feste Energietraumlger

411 Haldenlagerung Offene Lagerung im Freien Witterung ausgesetzt einfach groszlige Mengen rarr Folie 41 bdquoHaldenarten fuumlr die Lagerung von Steinkohleldquo 4 S 183

Arten Kegel-(geringe Menge) Reihen-(viele Sorten) und Flaumlchenhalden (groszlige Mengen)

rarr Folie 42 bdquoTransportmittel und Geraumlte fuumlr die Aufhaldungldquo 4 S 183 Problem Selbstentzuumlndung rarr Temperaturuumlberwachung Loumlschstraszligen

412 Hallen- und Bunkerlagerung Vor Witterung geschuumltzt teurer und kleinere Mengen als bei Halde rarr Folie 44 bdquoLagerhalle mit teilmechanisch arbeitenden Beschickungsgeraumltenldquo

4 S 186 rarr Folie 46 bdquoVolumenausnutzung verschiedener Bunkertypenldquo 4 S 187

413 Kosten der Lagerung

Bei allen Speichern Spezifische Kosten z B in DMt oder eurot = hlagJahresumscenJahreskost

Zu beachten bei Speicherung (z B Halden) - Verzinsung des Kapitals z B Listenpreis 1993 Ruhrkohle fuumlr Ruhrfeinkohle 295 DMt bei a = 10 a folgt fuumlr

Verzinsung = at

DM295sdot

- Auf- und Abhaldeverluste ca 10 der eingelagerten Menge

Verlust =t

DM295

52

42 Fluumlssige Energietraumlger Speicherung entkoppelt die lange Kette Foumlrderung (weit entfernt)

rarr Transport (z B 90 d) rarr Raffineriedurchsatz rarr Transport und Verteilung der Produkte rarr Verbrauch

Beispiel Sonnenschluumlssel = Monatlicher Inlandsabsatz von Heizoumll

rarr Folie Tab 43 bdquoMonatlicher Inlandsabsatz 1996 und 2002 von leichtemschwerem Heizoumll in Deutschland (Sonnenschluumlssel) Angaben in 1000 tldquo 8 Ausgabe 2003 S 34

Ergebnis Absatz fast konstant uumlber 12 Monate des Jahres ne f(Verbrauch) Speichertechniken - Tankspeicherung (Stahl- oder Kunststoffwaumlnde) - Unterirdische Speicher (Erdreich = Behaumllterwand) Speicherkapazitaumlt (uumlber 100 m3) Deutschland 2001 8 - Tanklager Raffinerien und Terminals ~ 50 Lager mit 249middot106 m3 Kapazitaumlt - Externe Tanklager ~ 370 mit 457middot106 m3 Kapazitaumlt - Tanklager Verbraucher 40middot106 m3 Kapazitaumlt asymp 110middot106 m3 Kapazitaumlt Bestaumlnde asymp 2

1 middotLagerkapazitaumlt

421 Ober- und unterirdische Tanklagerung bis 125000 m3 in Einzeltanks rarr Folie 48 bdquoAufbau und Ausruumlstung von Norm-Tankbauwerken (Festdachtank)ldquo

4 S 195

Festdachtank Fuumlllstandsanzeige mit Schwimmer und Messlatte (7 Inhaltsanzeiger) oder Perlstandsmessung (Stickstoffgasdruck = f(Inhaltshoumlhe))

Tankarten Verluste (fluumlchtige Bestandteile die in Umgebung ge- langen) Festdachtank - Atmungsverluste (Schwankungen des Umgebungsdruck und der

-temperatur) - Arbeitsverluste (beim Wiederbefuumlllen des Tanks)

Abhilfe Gaspendelleitung rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Festdachtankldquo

rarr Folie Risszeichnung eines in Deutschland uumlblichen Rohoumlllagertanks (Schwimm-dachtank) 53 S 133

53

Schwimmdachtank Dachentwaumlsserung uumlber bewegliche Rohrleitung unterm Dach und mit Ventil uumlber Auszligenwand

rarr Folie 49 bdquoSchnitt durch ein Schwimmdachldquo 4 S 196 Dachstuumltzen damit Dachentwaumlsserung bei Entleerung nicht zerquetscht wird Schwimmdachtank - Standverluste (uumlber Spalt zwischen Dichtung und Tank) - Entleerungsverluste (Haften des Produktes an der Tankwand bei

Absenken des Daches) rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Schwimmdachtankldquo

Verlustvergleich 13

VV

hSchwimmdac

Festdach asymp

422 Unterirdische Speicher Erdreich = Speicherwandung

Arten - Salzkavernen - ausgediente Erdoumll- und Erdgasfelder - Porenspeicher (Aquifer)

- Felskavernen - Bergwerke

Unterirdische Lagerung groszliger Mengen in Deutschland seit 1970 wegen bdquoBundesgesetz uumlber Mindestvorraumlte von Erdoumllerzeugnissenldquo von 1965 Pflichtvorraumlte - Verarbeiter (Raffinerie) 90 Tage des Jahresumsatzes - Importeure 60 Tage des Jahresumsatzes rarr Folie Tab 45 bdquoKavernen fuumlr Rohoumll Mineraloumllprodukte und Fluumlssiggasldquo

(Stand 1 Januar 2002) 14 Ausgabe 2003 S 261

rarr Verteilen bdquoGeschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003ldquo EBV Hamburg EBV ErdoumllbevorratungsverbandHamburg httpwwwebv-oilde

rarr uumlbernimmt die Bevorratungspflicht der Verarbeiter fuumlr 65 Tage

rarr Folie Tab 46 bdquoVorratsbestaumlnde des EBV im Vergleich zu der Vorratspflicht zum 31 03 2003 54 S 10

Verarbeitungsschluumlssel Raffinerie Rohoumll 12407316 t rarr anerkannt 9547430 t (2003)

z B 70 (Erdoumll rarr Produkte aus Raffinerie fuumlr Energieeinsatz) be-stimmt die Mengenanrechnung bei der Speicherung von Erdoumll

rarr Folie bdquoVorratspflicht und Deckung 1980 bis 2003ldquo 54 S 9 IVG Logistik GmbH IndustrieverwaltungsgesellschaftBonn httpwwwnordwestreisemagazindeetzelsalzstockhtm

50

4 SPEICHERUNG VON ENERGIE Gruumlnde fuumlr die Reservehaltung = Zeitlicher Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage von Energie

1 Technik Wirtschaftlichkeit Komfort (z B Erdgas-Sommer-Winter-Ausgleich)

2 Reservehaltung fuumlr Lieferunterbrechung (z B Steinkohle-Reservelager bei Kraftwerken)

3 Absatzschwierigkeiten (z B Steinkohle-Halden) Beispiel Steinkohle Bestaumlnde von Steinkohlen Steinkohlenbriketts und Steinkohlenkoks Deutschland in 1000 t (Koks in Kohle umgerechnet) 30 1984 2001 Erzeuger Zechen 13945 5107 Nationale Steinkohlenreserve 9077 - Huumlttenkokereien 271 526 Kohlenimporteure 34 - Verbraucher Oumlffentliche Kraftwerke 13570 5200 Bergbau Verbundkraftwerke 501 330 Eisenschaffende Industrie 358 423 Uumlbrige Industrie 1022 431 Insgesamt 38778middot106 t 12017middot106 t

Vergleich (2001)Verbrauch

(2001)Bestaumlnde =

t10658t1012017

6

6

sdotsdot rarr 183 des Verbrauchs in Reservehaltung

51

41 Feste Energietraumlger

411 Haldenlagerung Offene Lagerung im Freien Witterung ausgesetzt einfach groszlige Mengen rarr Folie 41 bdquoHaldenarten fuumlr die Lagerung von Steinkohleldquo 4 S 183

Arten Kegel-(geringe Menge) Reihen-(viele Sorten) und Flaumlchenhalden (groszlige Mengen)

rarr Folie 42 bdquoTransportmittel und Geraumlte fuumlr die Aufhaldungldquo 4 S 183 Problem Selbstentzuumlndung rarr Temperaturuumlberwachung Loumlschstraszligen

412 Hallen- und Bunkerlagerung Vor Witterung geschuumltzt teurer und kleinere Mengen als bei Halde rarr Folie 44 bdquoLagerhalle mit teilmechanisch arbeitenden Beschickungsgeraumltenldquo

4 S 186 rarr Folie 46 bdquoVolumenausnutzung verschiedener Bunkertypenldquo 4 S 187

413 Kosten der Lagerung

Bei allen Speichern Spezifische Kosten z B in DMt oder eurot = hlagJahresumscenJahreskost

Zu beachten bei Speicherung (z B Halden) - Verzinsung des Kapitals z B Listenpreis 1993 Ruhrkohle fuumlr Ruhrfeinkohle 295 DMt bei a = 10 a folgt fuumlr

Verzinsung = at

DM295sdot

- Auf- und Abhaldeverluste ca 10 der eingelagerten Menge

Verlust =t

DM295

52

42 Fluumlssige Energietraumlger Speicherung entkoppelt die lange Kette Foumlrderung (weit entfernt)

rarr Transport (z B 90 d) rarr Raffineriedurchsatz rarr Transport und Verteilung der Produkte rarr Verbrauch

Beispiel Sonnenschluumlssel = Monatlicher Inlandsabsatz von Heizoumll

rarr Folie Tab 43 bdquoMonatlicher Inlandsabsatz 1996 und 2002 von leichtemschwerem Heizoumll in Deutschland (Sonnenschluumlssel) Angaben in 1000 tldquo 8 Ausgabe 2003 S 34

Ergebnis Absatz fast konstant uumlber 12 Monate des Jahres ne f(Verbrauch) Speichertechniken - Tankspeicherung (Stahl- oder Kunststoffwaumlnde) - Unterirdische Speicher (Erdreich = Behaumllterwand) Speicherkapazitaumlt (uumlber 100 m3) Deutschland 2001 8 - Tanklager Raffinerien und Terminals ~ 50 Lager mit 249middot106 m3 Kapazitaumlt - Externe Tanklager ~ 370 mit 457middot106 m3 Kapazitaumlt - Tanklager Verbraucher 40middot106 m3 Kapazitaumlt asymp 110middot106 m3 Kapazitaumlt Bestaumlnde asymp 2

1 middotLagerkapazitaumlt

421 Ober- und unterirdische Tanklagerung bis 125000 m3 in Einzeltanks rarr Folie 48 bdquoAufbau und Ausruumlstung von Norm-Tankbauwerken (Festdachtank)ldquo

4 S 195

Festdachtank Fuumlllstandsanzeige mit Schwimmer und Messlatte (7 Inhaltsanzeiger) oder Perlstandsmessung (Stickstoffgasdruck = f(Inhaltshoumlhe))

Tankarten Verluste (fluumlchtige Bestandteile die in Umgebung ge- langen) Festdachtank - Atmungsverluste (Schwankungen des Umgebungsdruck und der

-temperatur) - Arbeitsverluste (beim Wiederbefuumlllen des Tanks)

Abhilfe Gaspendelleitung rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Festdachtankldquo

rarr Folie Risszeichnung eines in Deutschland uumlblichen Rohoumlllagertanks (Schwimm-dachtank) 53 S 133

53

Schwimmdachtank Dachentwaumlsserung uumlber bewegliche Rohrleitung unterm Dach und mit Ventil uumlber Auszligenwand

rarr Folie 49 bdquoSchnitt durch ein Schwimmdachldquo 4 S 196 Dachstuumltzen damit Dachentwaumlsserung bei Entleerung nicht zerquetscht wird Schwimmdachtank - Standverluste (uumlber Spalt zwischen Dichtung und Tank) - Entleerungsverluste (Haften des Produktes an der Tankwand bei

Absenken des Daches) rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Schwimmdachtankldquo

Verlustvergleich 13

VV

hSchwimmdac

Festdach asymp

422 Unterirdische Speicher Erdreich = Speicherwandung

Arten - Salzkavernen - ausgediente Erdoumll- und Erdgasfelder - Porenspeicher (Aquifer)

- Felskavernen - Bergwerke

Unterirdische Lagerung groszliger Mengen in Deutschland seit 1970 wegen bdquoBundesgesetz uumlber Mindestvorraumlte von Erdoumllerzeugnissenldquo von 1965 Pflichtvorraumlte - Verarbeiter (Raffinerie) 90 Tage des Jahresumsatzes - Importeure 60 Tage des Jahresumsatzes rarr Folie Tab 45 bdquoKavernen fuumlr Rohoumll Mineraloumllprodukte und Fluumlssiggasldquo

(Stand 1 Januar 2002) 14 Ausgabe 2003 S 261

rarr Verteilen bdquoGeschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003ldquo EBV Hamburg EBV ErdoumllbevorratungsverbandHamburg httpwwwebv-oilde

rarr uumlbernimmt die Bevorratungspflicht der Verarbeiter fuumlr 65 Tage

rarr Folie Tab 46 bdquoVorratsbestaumlnde des EBV im Vergleich zu der Vorratspflicht zum 31 03 2003 54 S 10

Verarbeitungsschluumlssel Raffinerie Rohoumll 12407316 t rarr anerkannt 9547430 t (2003)

z B 70 (Erdoumll rarr Produkte aus Raffinerie fuumlr Energieeinsatz) be-stimmt die Mengenanrechnung bei der Speicherung von Erdoumll

rarr Folie bdquoVorratspflicht und Deckung 1980 bis 2003ldquo 54 S 9 IVG Logistik GmbH IndustrieverwaltungsgesellschaftBonn httpwwwnordwestreisemagazindeetzelsalzstockhtm

51

41 Feste Energietraumlger

411 Haldenlagerung Offene Lagerung im Freien Witterung ausgesetzt einfach groszlige Mengen rarr Folie 41 bdquoHaldenarten fuumlr die Lagerung von Steinkohleldquo 4 S 183

Arten Kegel-(geringe Menge) Reihen-(viele Sorten) und Flaumlchenhalden (groszlige Mengen)

rarr Folie 42 bdquoTransportmittel und Geraumlte fuumlr die Aufhaldungldquo 4 S 183 Problem Selbstentzuumlndung rarr Temperaturuumlberwachung Loumlschstraszligen

412 Hallen- und Bunkerlagerung Vor Witterung geschuumltzt teurer und kleinere Mengen als bei Halde rarr Folie 44 bdquoLagerhalle mit teilmechanisch arbeitenden Beschickungsgeraumltenldquo

4 S 186 rarr Folie 46 bdquoVolumenausnutzung verschiedener Bunkertypenldquo 4 S 187

413 Kosten der Lagerung

Bei allen Speichern Spezifische Kosten z B in DMt oder eurot = hlagJahresumscenJahreskost

Zu beachten bei Speicherung (z B Halden) - Verzinsung des Kapitals z B Listenpreis 1993 Ruhrkohle fuumlr Ruhrfeinkohle 295 DMt bei a = 10 a folgt fuumlr

Verzinsung = at

DM295sdot

- Auf- und Abhaldeverluste ca 10 der eingelagerten Menge

Verlust =t

DM295

52

42 Fluumlssige Energietraumlger Speicherung entkoppelt die lange Kette Foumlrderung (weit entfernt)

rarr Transport (z B 90 d) rarr Raffineriedurchsatz rarr Transport und Verteilung der Produkte rarr Verbrauch

Beispiel Sonnenschluumlssel = Monatlicher Inlandsabsatz von Heizoumll

rarr Folie Tab 43 bdquoMonatlicher Inlandsabsatz 1996 und 2002 von leichtemschwerem Heizoumll in Deutschland (Sonnenschluumlssel) Angaben in 1000 tldquo 8 Ausgabe 2003 S 34

Ergebnis Absatz fast konstant uumlber 12 Monate des Jahres ne f(Verbrauch) Speichertechniken - Tankspeicherung (Stahl- oder Kunststoffwaumlnde) - Unterirdische Speicher (Erdreich = Behaumllterwand) Speicherkapazitaumlt (uumlber 100 m3) Deutschland 2001 8 - Tanklager Raffinerien und Terminals ~ 50 Lager mit 249middot106 m3 Kapazitaumlt - Externe Tanklager ~ 370 mit 457middot106 m3 Kapazitaumlt - Tanklager Verbraucher 40middot106 m3 Kapazitaumlt asymp 110middot106 m3 Kapazitaumlt Bestaumlnde asymp 2

1 middotLagerkapazitaumlt

421 Ober- und unterirdische Tanklagerung bis 125000 m3 in Einzeltanks rarr Folie 48 bdquoAufbau und Ausruumlstung von Norm-Tankbauwerken (Festdachtank)ldquo

4 S 195

Festdachtank Fuumlllstandsanzeige mit Schwimmer und Messlatte (7 Inhaltsanzeiger) oder Perlstandsmessung (Stickstoffgasdruck = f(Inhaltshoumlhe))

Tankarten Verluste (fluumlchtige Bestandteile die in Umgebung ge- langen) Festdachtank - Atmungsverluste (Schwankungen des Umgebungsdruck und der

-temperatur) - Arbeitsverluste (beim Wiederbefuumlllen des Tanks)

Abhilfe Gaspendelleitung rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Festdachtankldquo

rarr Folie Risszeichnung eines in Deutschland uumlblichen Rohoumlllagertanks (Schwimm-dachtank) 53 S 133

53

Schwimmdachtank Dachentwaumlsserung uumlber bewegliche Rohrleitung unterm Dach und mit Ventil uumlber Auszligenwand

rarr Folie 49 bdquoSchnitt durch ein Schwimmdachldquo 4 S 196 Dachstuumltzen damit Dachentwaumlsserung bei Entleerung nicht zerquetscht wird Schwimmdachtank - Standverluste (uumlber Spalt zwischen Dichtung und Tank) - Entleerungsverluste (Haften des Produktes an der Tankwand bei

Absenken des Daches) rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Schwimmdachtankldquo

Verlustvergleich 13

VV

hSchwimmdac

Festdach asymp

422 Unterirdische Speicher Erdreich = Speicherwandung

Arten - Salzkavernen - ausgediente Erdoumll- und Erdgasfelder - Porenspeicher (Aquifer)

- Felskavernen - Bergwerke

Unterirdische Lagerung groszliger Mengen in Deutschland seit 1970 wegen bdquoBundesgesetz uumlber Mindestvorraumlte von Erdoumllerzeugnissenldquo von 1965 Pflichtvorraumlte - Verarbeiter (Raffinerie) 90 Tage des Jahresumsatzes - Importeure 60 Tage des Jahresumsatzes rarr Folie Tab 45 bdquoKavernen fuumlr Rohoumll Mineraloumllprodukte und Fluumlssiggasldquo

(Stand 1 Januar 2002) 14 Ausgabe 2003 S 261

rarr Verteilen bdquoGeschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003ldquo EBV Hamburg EBV ErdoumllbevorratungsverbandHamburg httpwwwebv-oilde

rarr uumlbernimmt die Bevorratungspflicht der Verarbeiter fuumlr 65 Tage

rarr Folie Tab 46 bdquoVorratsbestaumlnde des EBV im Vergleich zu der Vorratspflicht zum 31 03 2003 54 S 10

Verarbeitungsschluumlssel Raffinerie Rohoumll 12407316 t rarr anerkannt 9547430 t (2003)

z B 70 (Erdoumll rarr Produkte aus Raffinerie fuumlr Energieeinsatz) be-stimmt die Mengenanrechnung bei der Speicherung von Erdoumll

rarr Folie bdquoVorratspflicht und Deckung 1980 bis 2003ldquo 54 S 9 IVG Logistik GmbH IndustrieverwaltungsgesellschaftBonn httpwwwnordwestreisemagazindeetzelsalzstockhtm

52

42 Fluumlssige Energietraumlger Speicherung entkoppelt die lange Kette Foumlrderung (weit entfernt)

rarr Transport (z B 90 d) rarr Raffineriedurchsatz rarr Transport und Verteilung der Produkte rarr Verbrauch

Beispiel Sonnenschluumlssel = Monatlicher Inlandsabsatz von Heizoumll

rarr Folie Tab 43 bdquoMonatlicher Inlandsabsatz 1996 und 2002 von leichtemschwerem Heizoumll in Deutschland (Sonnenschluumlssel) Angaben in 1000 tldquo 8 Ausgabe 2003 S 34

Ergebnis Absatz fast konstant uumlber 12 Monate des Jahres ne f(Verbrauch) Speichertechniken - Tankspeicherung (Stahl- oder Kunststoffwaumlnde) - Unterirdische Speicher (Erdreich = Behaumllterwand) Speicherkapazitaumlt (uumlber 100 m3) Deutschland 2001 8 - Tanklager Raffinerien und Terminals ~ 50 Lager mit 249middot106 m3 Kapazitaumlt - Externe Tanklager ~ 370 mit 457middot106 m3 Kapazitaumlt - Tanklager Verbraucher 40middot106 m3 Kapazitaumlt asymp 110middot106 m3 Kapazitaumlt Bestaumlnde asymp 2

1 middotLagerkapazitaumlt

421 Ober- und unterirdische Tanklagerung bis 125000 m3 in Einzeltanks rarr Folie 48 bdquoAufbau und Ausruumlstung von Norm-Tankbauwerken (Festdachtank)ldquo

4 S 195

Festdachtank Fuumlllstandsanzeige mit Schwimmer und Messlatte (7 Inhaltsanzeiger) oder Perlstandsmessung (Stickstoffgasdruck = f(Inhaltshoumlhe))

Tankarten Verluste (fluumlchtige Bestandteile die in Umgebung ge- langen) Festdachtank - Atmungsverluste (Schwankungen des Umgebungsdruck und der

-temperatur) - Arbeitsverluste (beim Wiederbefuumlllen des Tanks)

Abhilfe Gaspendelleitung rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Festdachtankldquo

rarr Folie Risszeichnung eines in Deutschland uumlblichen Rohoumlllagertanks (Schwimm-dachtank) 53 S 133

53

Schwimmdachtank Dachentwaumlsserung uumlber bewegliche Rohrleitung unterm Dach und mit Ventil uumlber Auszligenwand

rarr Folie 49 bdquoSchnitt durch ein Schwimmdachldquo 4 S 196 Dachstuumltzen damit Dachentwaumlsserung bei Entleerung nicht zerquetscht wird Schwimmdachtank - Standverluste (uumlber Spalt zwischen Dichtung und Tank) - Entleerungsverluste (Haften des Produktes an der Tankwand bei

Absenken des Daches) rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Schwimmdachtankldquo

Verlustvergleich 13

VV

hSchwimmdac

Festdach asymp

422 Unterirdische Speicher Erdreich = Speicherwandung

Arten - Salzkavernen - ausgediente Erdoumll- und Erdgasfelder - Porenspeicher (Aquifer)

- Felskavernen - Bergwerke

Unterirdische Lagerung groszliger Mengen in Deutschland seit 1970 wegen bdquoBundesgesetz uumlber Mindestvorraumlte von Erdoumllerzeugnissenldquo von 1965 Pflichtvorraumlte - Verarbeiter (Raffinerie) 90 Tage des Jahresumsatzes - Importeure 60 Tage des Jahresumsatzes rarr Folie Tab 45 bdquoKavernen fuumlr Rohoumll Mineraloumllprodukte und Fluumlssiggasldquo

(Stand 1 Januar 2002) 14 Ausgabe 2003 S 261

rarr Verteilen bdquoGeschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003ldquo EBV Hamburg EBV ErdoumllbevorratungsverbandHamburg httpwwwebv-oilde

rarr uumlbernimmt die Bevorratungspflicht der Verarbeiter fuumlr 65 Tage

rarr Folie Tab 46 bdquoVorratsbestaumlnde des EBV im Vergleich zu der Vorratspflicht zum 31 03 2003 54 S 10

Verarbeitungsschluumlssel Raffinerie Rohoumll 12407316 t rarr anerkannt 9547430 t (2003)

z B 70 (Erdoumll rarr Produkte aus Raffinerie fuumlr Energieeinsatz) be-stimmt die Mengenanrechnung bei der Speicherung von Erdoumll

rarr Folie bdquoVorratspflicht und Deckung 1980 bis 2003ldquo 54 S 9 IVG Logistik GmbH IndustrieverwaltungsgesellschaftBonn httpwwwnordwestreisemagazindeetzelsalzstockhtm

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Schwimmdachtank Dachentwaumlsserung uumlber bewegliche Rohrleitung unterm Dach und mit Ventil uumlber Auszligenwand

rarr Folie 49 bdquoSchnitt durch ein Schwimmdachldquo 4 S 196 Dachstuumltzen damit Dachentwaumlsserung bei Entleerung nicht zerquetscht wird Schwimmdachtank - Standverluste (uumlber Spalt zwischen Dichtung und Tank) - Entleerungsverluste (Haften des Produktes an der Tankwand bei

Absenken des Daches) rArr Bild an Tafel bdquoVerluste Schwimmdachtankldquo

Verlustvergleich 13

VV

hSchwimmdac

Festdach asymp

422 Unterirdische Speicher Erdreich = Speicherwandung

Arten - Salzkavernen - ausgediente Erdoumll- und Erdgasfelder - Porenspeicher (Aquifer)

- Felskavernen - Bergwerke

Unterirdische Lagerung groszliger Mengen in Deutschland seit 1970 wegen bdquoBundesgesetz uumlber Mindestvorraumlte von Erdoumllerzeugnissenldquo von 1965 Pflichtvorraumlte - Verarbeiter (Raffinerie) 90 Tage des Jahresumsatzes - Importeure 60 Tage des Jahresumsatzes rarr Folie Tab 45 bdquoKavernen fuumlr Rohoumll Mineraloumllprodukte und Fluumlssiggasldquo

(Stand 1 Januar 2002) 14 Ausgabe 2003 S 261

rarr Verteilen bdquoGeschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003ldquo EBV Hamburg EBV ErdoumllbevorratungsverbandHamburg httpwwwebv-oilde

rarr uumlbernimmt die Bevorratungspflicht der Verarbeiter fuumlr 65 Tage

rarr Folie Tab 46 bdquoVorratsbestaumlnde des EBV im Vergleich zu der Vorratspflicht zum 31 03 2003 54 S 10

Verarbeitungsschluumlssel Raffinerie Rohoumll 12407316 t rarr anerkannt 9547430 t (2003)

z B 70 (Erdoumll rarr Produkte aus Raffinerie fuumlr Energieeinsatz) be-stimmt die Mengenanrechnung bei der Speicherung von Erdoumll

rarr Folie bdquoVorratspflicht und Deckung 1980 bis 2003ldquo 54 S 9 IVG Logistik GmbH IndustrieverwaltungsgesellschaftBonn httpwwwnordwestreisemagazindeetzelsalzstockhtm

54

Vergangenheit rarr verwaltete die Bundesrohoumllreserve von 7middot106 t fuumlr Versorgungs-krisen in unterirdischen Speichern bis 2000 nach Verkauf der Bun-desrohoumllreserve wurde Teilinhalt des Speichers Etzel mit Sole gefuumlllt

Heute2004 rarr betreibt in Etzel (Ostfriesland) einen der groumlszligten Kavernenspei-cher Europas

- Rohoumll ca 13middot106 m3 Hohlraum - Erdgas ca 45middot106 m3 Hohlraum mit ca 500middot106 m3 Arbeitsgaskapazitaumlt (Normzustand)

und 850 - 900middot106 m3 Gesamtgaseinspeicherkapazitaumlt (Normzustand) bei pmax = 200 bar

rarr Folie 410 bdquoGeologisches Modell des Salzstock Ruumlstringen mit Kavernenfeldldquo

55 S 5 rarr Folie 411 bdquoSchema der direkten und indirekten Soltechnikldquo 4 S 203 Salzkavernen Zeit 2 bis 3 Jahre Aussolung Wasser 10 m3 pro m3 Speichervolumen Loumlsung 250 g Salz pro l Wasser Einzelkaverne H = 200 bis 400 m D = 50 m

rarr Folie 412 bdquoBohren Verrohren Spuumllvorgang Befuumlllen und Entleeren bei einer Salzka-verneldquo 55 S 3

Sumpf verlorener Speicherraum (Unloumlsliches) Verluste ~ 10 in Einbuchtungen bei erster Befuumlllung Statistik Kavernen fuumlr Rohoumll Mineraloumllprodukte und Fluumlssiggas 31 12 2001 14 Deutschland gesamt 11 Salzstocklager (110 Kavernen) 1 stillgelegte Schachtanlage V asymp 25middot106 m3 (in Statistik fuumlr Tanklager enthalten)

423 Kosten der Lagerung von fluumlssigen Energietraumlgern

rarr Folie 413 bdquoSpezifische Investitionskosten verschiedener Speicher fuumlr fluumlssige Energie-traumlger (1981)ldquo 4 S 205

Kostenbetrachtungen t

DM at sdot

DM wie bei Halden

Erdoumll Einlagerung uumlber viele Jahre Produkte Auslagerung notwendig wenn strengere Auflagen uumlber Produktqualitaumlten

zu erwarten sind (z B Schwefelgehalt in Heizoumll) sonst nicht mehr verkaumluf-lich

Beitragssaumltze beim EBV fuumlr die Pflichtbevorratung ab 1 4 2003 54 Erzeugnisgruppe 1 613 eurot Erzeugnisgruppe 2 462 eurot Erzeugnisgruppe 3 410 eurot

55

43 Gasfoumlrmige Energietraumlger Gas Speicherung nicht beim Kunden (auszliger Fluumlssiggas) wegen Volumen

431 Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Energie Gas Tages- Wochen- und Jahresrhythmus Kurz- und Langzeitspeicher rarr Folie 414 bdquoBeispiel fuumlr die relative stuumlndliche Gasabgabe der Dortmunder Stadtwerkeldquo 4 S 208 rarr Folie 415 bdquoMonatlicher und taumlglicher Gasabsatz der Ruhrgas AGldquo 56 S 27 rarr Folie bdquoGasabsatz der Ruhrgas AG - Houmlchster und niedrigster Tagesabsatz 1995ldquo

Folie Ruhrgas AG Essen 1996

Ergebnisse Steigender Erdgaseinsatz im Heizungsbereich bis heute Aumlhnliche variierende Lastprofile wie bei der Fernwaumlrme

432 Gasbehaumllterspeicherung Kurzzeitspeicherung in Stahlbehaumlltern - Niederdruck (bis 11 bar) Glocken- und Scheibengasbehaumllter rArr Bild an Tafel bdquoSchema Glockengasbehaumllterldquo

rarr Folie 416 bdquoZweihuumlbiger Teleskop-Glockenbehaumllter mit Spiralfuumlhrung (Schraubgasbe-haumllter)ldquo 4 S 210

rArr Bild an Tafel bdquoScheibengasbehaumllterldquo rarr Folie 417 bdquoSchnittbild eines Scheibengasbehaumllters mit 600000 m3 Speichervolumenldquo 4 S 210 - Hochdruck Kugelgasbehaumllter und Roumlhrenspeicher rarr Folie 418 bdquoBeispiel fuumlr den Aufbau von Kugelbehaumllternldquo 4 S 211

433 Untertagegasspeicher Langzeitspeicher Erdreich = Speicherwandung rarr Folie 420 bdquoJaumlhrlicher Strukturausgleich durch die Groszligspeicherung von Erdgasldquo 4 S 213

Verlauf von Bezug und Nachfrage Mittelwert uumlber mehrere Jahre (z B 10 a)

56

rarr Folie 421 bdquoBeispiel fuumlr die Ganglinien des Gas-Absatzes und des Gas-Bezuges fuumlr

den Zeitraum von einem Jahrldquo 4 S 214 Verlauf von Bezug und Nachfrage Tagesmittelwerte uumlber ein Jahr rarr Folie bdquoErdgas-Untertagespeicherung - Poren- und Kavernenspeicherldquo Ruhrgas AG Essen 1996 Speicherarten - Porenspeicher (Aquifer Erdgas- und Erdoumllfelder) - Salzkavernen rarr Folie bdquoSpeicherlokationen in Deutschlandldquo 57 S 398 Ergebnis Speicherverteilung uumlber ganz Deutschland

Standort jedoch gebunden an Erdformation rarr Folie Tab 47a bdquoErdgas-Porenspeicherldquo (Stichtag 31 12 2002) 57 S 396 Speicherkenndaten Gesamtvolumen (Normkubikmeter eingespeichertes Erdgas) Arbeitsgas Entnahmerate (max m3h) rarr Folie Tab 47b bdquoErdgas-Kavernenspeicherldquo (Stichtag 31 12 2002) 57 S 397 Beispiel EpeRuhrgas 32 Einzelkavernen rarr Folie bdquoEntwicklung des Arbeitsgasvolumens in Deutschland seit 1955ldquo 57 S 400 rarr Folie bdquoKenndaten der deutschen Erdgasspeicherung im Jahr 2002ldquo 57 S 398 Verhaumlltnis ArbeitsgasErdgasverbrauch 2002 188middot109 m3980middot109 m3 = 0192 = 192 Ziel Endausbau bis ca 20 - 25 der Jahresabsatzmenge von Erdgas rarr fast konstante Liefermenge (Abnahme von Lieferlaumlndern) uumlber das Jahr moumlglich

rarr Folie Tab 48 bdquoDaten der drei Untertage-Gasspeicher Bierwang Engelbostel und Epeldquo 4 S 216 Daten nach Ruhrgas 1978

Gasvolumen = Arbeitsgasvolumen + Kissengasvolumen Arbeitsgas = entnehmbare Menge A

Kissengas K = verbleibt zur Aufrechterhaltung der Betriebsfaumlhigkeit im Speicher (z B 130 bar Speicher 70 bar Pipeline rarr 0 - 70 bar Kissengas 70 - 130 bar Arbeitsgas)

Ergebnis 4060

KA asymp (Salzkaverne) -

7030

(Aquifer)

57

Benutzungsstunden

hmstungStundenlei

ameJahresmeng

b 3

3

G = = ah

bG = 300 bis 1300 a

h Statistik Untertage-Gasspeicher Deutschland 31 12 2002 57

19 Salzstockspeicher (141 Kavernen) 12 Gaslagerstaumltten 8 Aquifere 1 Bergwerk 3 Oumlllagerstaumltte (1 mit Gaskappe) 43 Speicher

VGas = 3166middot109 m3 VArbeitsgas = 1883middot109 m3 Planung und Bau VArbeitsgas asymp 390middot109 m3 rarr Folie 422 bdquoFlieszligschema fuumlr die Be- und Entladung eines Untertage-Gasspeichersldquo 4 S 217

434 LNG- und LPG-Speicher Druck Temperatur LNG (fluumlssiges Erdgas) pUmgebung - 161 degC LPG (Fluumlssiggas Propan Butan) 2 - 8 bar TUmgebung

rarr Folie 423 bdquoPrinzipschema eines oberirdischen Doppelmantel-Behaumllters fuumlr die Lage-rung von 80000 m3 LNGldquo 4 S 218

Erdgasmenge im Normzustand 80000 m3 x 600 = 48middot106 m3

435 Kosten 2 Anforderungen an Speicher - Bestimmte Energiemenge z B m3 m3a - Bestimmte Leistung z B m3h rarr Folie 424 bdquoAnwendungsbereiche von Gasspeichernldquo 4 S 219

Erdgaspreise Arbeitspreis (kWhPfg

mPfg

3 ) und Leistungspreis (h

m3aDMsdot

)

Speicherkosten Investitions- und Betriebskosten Entscheidung uumlber Bau

Ersparnisse am Erdgaspreis z B Stadtwerk gegenuumlber Ferngasgesellschaft oder

Ferngasgesellschaft gegenuumlber Lieferland

58

Beispiel Unterirdischer Speicher 120middot106 m3 Arbeitsgas 50middot106 m3

h

m50000V3

h =amp Jahreskosten J asymp 25middot106 a

DM

Investition = 30middot106 DM

Leistungspreis fuumlr Spitzengas = 123 h

m3aDMsdot

Ersparnis E = a

DM1035JVaDM 6

hh

m3 sdot=minussdotsdot

amp123

Aber Dafuumlr mussten vorher 30middot106 DM investiert werden

59

44 Thermische Energiespeicher Sensibel (Temperaturerhoumlhung) oder latent (Phasenwechsel meist festfluumlssig) Thermische Isolierung notwendig

rarr Folie 428 bdquoThermische Energiespeicherformen bei verschiedenen Aggregatzustaumln-denldquo 4 S 223

In Vorlesung Warmwasser- Latentenergie- und Elektronachtspeicher

441 Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der Raumheizung

rarr Folie 429 bdquoBeispiel fuumlr den Verlauf der Heizleistung und des Sonnenenergieangebots waumlhrend einem Tagldquo 4 S 226

rarr Folie 430 bdquoBeispiel fuumlr den Waumlrmebedarf und das Sonnenenergieangebot im Jahres-

rhythmusldquo 4 S 227 Ergebnis Tages- und Jahrespeicher notwendig zum vollstaumlndigen Ausgleich von Angebot

und Nachfrage

442 Warmwasserspeicher H2O Vorteile billig gut verfuumlgbar nicht giftig

Nachteile t gt 100 degC rarr p groumlszliger als Umgebungsdruck (Druckspeicher notwen-dig)

geringe Energiedichte 1

100K)100(∆E

E

OH

Erdoumll

2

asymp=ϑ

(siehe Fernwaumlrme)

4421 Kurzzeitspeicher rarr Folie 431 bdquoElektro-Warmwasser-Standspeicherldquo 4 S 228 Anwendung Haushaltsbereich rarr Folie 432 bdquoWarmwasserzylinderspeicher mit Temperaturgrenzschichtldquo 4 S 230 Anwendung Fernwaumlrmesystem Verluste = Waumlrmeverluste an die Umgebung UQamp

Innere Waumlrmeleistungen Q = Waumlrmeleitung innerhalb des Wassers L

amp

Q = KonvektionVermischung innerhalb des Wassers Kamp

Q = Waumlrmeleitung uumlber Behaumllterwand Bamp

60

Innerer Waumlrmeaustausch sind keine Verluste nach auszligen reduzieren jedoch die Speicherkapazitaumlt bei einer vorgegebenen Grenze fuumlr die Vorlauftemperatur

rArr Bild an Tafel bdquoTemperaturverlaumlufe z = f(T) und -ausgleich der Temperaturgrenz-

schicht fuumlr verschiedene Zeiten - τ = 0 - τ1 lt τ2 - τ = infin bei = 0 und UQamp

UQamp gt 0ldquo

rarr Folie 433 bdquoTemperaturaumlnderung eines Speichers durch Waumlrmeverluste an die Umge-bungldquo 4 S 231

Ansatz fuumlr die Waumlrmeverluste (Differentialgleichung 1 Ordnung bei vollkommener Durchmi-

schung -ρmiddotcpmiddotVmiddotdtdT =

Adλsdot

middot(T - TU)

mit ρ = Dichte des Speichermediums cpmiddot= spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Speichermediums V = Volumen des Speichers λ = Waumlrmeleitfaumlhigkeit der Isolierung d = Dicke der Isolierung A = Speicheroberflaumlche T = Temperatur des Speichers TU = Umgebungstemperatur 4422 Langzeitspeicher rarr Folie 434 bdquoSchematischer Aufbau eines Groszligraum-Warmwasserspeichersldquo

4 S 231 rarr Folie 435 bdquoAusfuumlhrungsvorschlag fuumlr einen Speichersee mit einem Volumen von

5middot106 m3ldquo 4 S 232 rarr Folie 436 bdquoAufbau eines abgegrenzten Aquiferspeichers nach MBBldquo 4 S 232 Groszlige Speichervolumen (400 m x 400 m x 16 m) mit geringem im Erdreich vagabundierenden Energieinhalt

rarr Folie 437 bdquoBetriebsweise eines Warmwasserspeichersees fuumlr den Jahresausgleich bei der Ferwaumlrmeversorgungldquo 4 S 233

Speichermenge-groumlszlige ca 25 der Jahresenergie

443 Latentenergiespeicher Phasenwechsel (festfluumlssig) bei konstanter Temperatur rarr Folie 438 bdquoMoumlgliche Aufheiz- und Abkuumlhlkurven bei Latentspeichermaterialienldquo 4 S 234

61

Reales Verhalten - Unterkuumlhlung bei Energieausspeicherung notwendig - Schmelztemperaturbereich statt konstante Schmelztemperatur beim Be- und Entladen des Speichers

rarr Folie Tab 49 bdquoDaten einiger aus dem Niedertemperaturbereich ausgewaumlhlter La-

tentspeichermaterialienldquo 4 S 235 rarr Folie 439 bdquoZwei passive Latentspeicherkonzepteldquo 4 S 236 Probleme - Nur in der Naumlhe des Schmelzpunktes Energiedichten besser als bei Wasser - Volumenaumlnderung beim Phasenuumlbergang - Schlechter Waumlrmeaustausch (feste Phase) - Korrosion (z B bei Salzen) - Unterkuumlhlung - Festlegung der Betriebstemperatur durch die Wahl des Speichermediums

444 Thermische Feststoffspeicher Material Keramik oder Eisen

bei hohen Temperaturen drucklos in Feststoffen

bei Nachtspeicherheizungen bei Cowpern (Hochofen) etc

rarr Folie 440 bdquoProzentuale Netzbelastung (einschl Speicherpumpen) der oumlffentlichen E-lektrizitaumltserzeugung am Tag der Houmlchstlast fuumlr die Jahre 1950 1960 1970 und 1980ldquo 4 S 238

Ergebnis Vergleichmaumlszligigung der Netz- und Kraftwerksbelastung von 75 auf 95 derzeit kaum noch Zubau von Nachspeicherheizungen

rarr Folie 441 bdquoEntwicklung der installierten Speicherheizleistung in der Bundesrepublik (jeweils am Ende des Jahres)ldquo 4 S 238 58 Erhebungen bis 2000

Statistik Deutschland 2000 Angaben nach 58 und VDN Berlin

(ab 2001 keine weiteren Erhebungen zur Raumspeicherheizung) - Netto-Engpassleistung der Stromversorger (einschl Bahn) 104050 MW - Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 14 11 00 80600 MW - Houmlchstlast oumlffentliche Versorgung 14 November 2000 76800 MW - Anschluszligwert Raumspeicherheizung 37235 MW - Anlagenzahl 2430middot106 - Verbrauch 22140GWha - Ausnutzung Anschlusswert 595 ha Speicherheizsysteme - Speicherheizgeraumlte - Zentralspeicher - Fuszligbodenheizung

rarr Folie 442 bdquoSpeicherheizgeraumlt mit dynamischer Entladung und steuerbarer Waumlrmeab-gabeldquo 59 S 1443

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

63

45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

55

43 Gasfoumlrmige Energietraumlger Gas Speicherung nicht beim Kunden (auszliger Fluumlssiggas) wegen Volumen

431 Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Energie Gas Tages- Wochen- und Jahresrhythmus Kurz- und Langzeitspeicher rarr Folie 414 bdquoBeispiel fuumlr die relative stuumlndliche Gasabgabe der Dortmunder Stadtwerkeldquo 4 S 208 rarr Folie 415 bdquoMonatlicher und taumlglicher Gasabsatz der Ruhrgas AGldquo 56 S 27 rarr Folie bdquoGasabsatz der Ruhrgas AG - Houmlchster und niedrigster Tagesabsatz 1995ldquo

Folie Ruhrgas AG Essen 1996

Ergebnisse Steigender Erdgaseinsatz im Heizungsbereich bis heute Aumlhnliche variierende Lastprofile wie bei der Fernwaumlrme

432 Gasbehaumllterspeicherung Kurzzeitspeicherung in Stahlbehaumlltern - Niederdruck (bis 11 bar) Glocken- und Scheibengasbehaumllter rArr Bild an Tafel bdquoSchema Glockengasbehaumllterldquo

rarr Folie 416 bdquoZweihuumlbiger Teleskop-Glockenbehaumllter mit Spiralfuumlhrung (Schraubgasbe-haumllter)ldquo 4 S 210

rArr Bild an Tafel bdquoScheibengasbehaumllterldquo rarr Folie 417 bdquoSchnittbild eines Scheibengasbehaumllters mit 600000 m3 Speichervolumenldquo 4 S 210 - Hochdruck Kugelgasbehaumllter und Roumlhrenspeicher rarr Folie 418 bdquoBeispiel fuumlr den Aufbau von Kugelbehaumllternldquo 4 S 211

433 Untertagegasspeicher Langzeitspeicher Erdreich = Speicherwandung rarr Folie 420 bdquoJaumlhrlicher Strukturausgleich durch die Groszligspeicherung von Erdgasldquo 4 S 213

Verlauf von Bezug und Nachfrage Mittelwert uumlber mehrere Jahre (z B 10 a)

56

rarr Folie 421 bdquoBeispiel fuumlr die Ganglinien des Gas-Absatzes und des Gas-Bezuges fuumlr

den Zeitraum von einem Jahrldquo 4 S 214 Verlauf von Bezug und Nachfrage Tagesmittelwerte uumlber ein Jahr rarr Folie bdquoErdgas-Untertagespeicherung - Poren- und Kavernenspeicherldquo Ruhrgas AG Essen 1996 Speicherarten - Porenspeicher (Aquifer Erdgas- und Erdoumllfelder) - Salzkavernen rarr Folie bdquoSpeicherlokationen in Deutschlandldquo 57 S 398 Ergebnis Speicherverteilung uumlber ganz Deutschland

Standort jedoch gebunden an Erdformation rarr Folie Tab 47a bdquoErdgas-Porenspeicherldquo (Stichtag 31 12 2002) 57 S 396 Speicherkenndaten Gesamtvolumen (Normkubikmeter eingespeichertes Erdgas) Arbeitsgas Entnahmerate (max m3h) rarr Folie Tab 47b bdquoErdgas-Kavernenspeicherldquo (Stichtag 31 12 2002) 57 S 397 Beispiel EpeRuhrgas 32 Einzelkavernen rarr Folie bdquoEntwicklung des Arbeitsgasvolumens in Deutschland seit 1955ldquo 57 S 400 rarr Folie bdquoKenndaten der deutschen Erdgasspeicherung im Jahr 2002ldquo 57 S 398 Verhaumlltnis ArbeitsgasErdgasverbrauch 2002 188middot109 m3980middot109 m3 = 0192 = 192 Ziel Endausbau bis ca 20 - 25 der Jahresabsatzmenge von Erdgas rarr fast konstante Liefermenge (Abnahme von Lieferlaumlndern) uumlber das Jahr moumlglich

rarr Folie Tab 48 bdquoDaten der drei Untertage-Gasspeicher Bierwang Engelbostel und Epeldquo 4 S 216 Daten nach Ruhrgas 1978

Gasvolumen = Arbeitsgasvolumen + Kissengasvolumen Arbeitsgas = entnehmbare Menge A

Kissengas K = verbleibt zur Aufrechterhaltung der Betriebsfaumlhigkeit im Speicher (z B 130 bar Speicher 70 bar Pipeline rarr 0 - 70 bar Kissengas 70 - 130 bar Arbeitsgas)

Ergebnis 4060

KA asymp (Salzkaverne) -

7030

(Aquifer)

57

Benutzungsstunden

hmstungStundenlei

ameJahresmeng

b 3

3

G = = ah

bG = 300 bis 1300 a

h Statistik Untertage-Gasspeicher Deutschland 31 12 2002 57

19 Salzstockspeicher (141 Kavernen) 12 Gaslagerstaumltten 8 Aquifere 1 Bergwerk 3 Oumlllagerstaumltte (1 mit Gaskappe) 43 Speicher

VGas = 3166middot109 m3 VArbeitsgas = 1883middot109 m3 Planung und Bau VArbeitsgas asymp 390middot109 m3 rarr Folie 422 bdquoFlieszligschema fuumlr die Be- und Entladung eines Untertage-Gasspeichersldquo 4 S 217

434 LNG- und LPG-Speicher Druck Temperatur LNG (fluumlssiges Erdgas) pUmgebung - 161 degC LPG (Fluumlssiggas Propan Butan) 2 - 8 bar TUmgebung

rarr Folie 423 bdquoPrinzipschema eines oberirdischen Doppelmantel-Behaumllters fuumlr die Lage-rung von 80000 m3 LNGldquo 4 S 218

Erdgasmenge im Normzustand 80000 m3 x 600 = 48middot106 m3

435 Kosten 2 Anforderungen an Speicher - Bestimmte Energiemenge z B m3 m3a - Bestimmte Leistung z B m3h rarr Folie 424 bdquoAnwendungsbereiche von Gasspeichernldquo 4 S 219

Erdgaspreise Arbeitspreis (kWhPfg

mPfg

3 ) und Leistungspreis (h

m3aDMsdot

)

Speicherkosten Investitions- und Betriebskosten Entscheidung uumlber Bau

Ersparnisse am Erdgaspreis z B Stadtwerk gegenuumlber Ferngasgesellschaft oder

Ferngasgesellschaft gegenuumlber Lieferland

58

Beispiel Unterirdischer Speicher 120middot106 m3 Arbeitsgas 50middot106 m3

h

m50000V3

h =amp Jahreskosten J asymp 25middot106 a

DM

Investition = 30middot106 DM

Leistungspreis fuumlr Spitzengas = 123 h

m3aDMsdot

Ersparnis E = a

DM1035JVaDM 6

hh

m3 sdot=minussdotsdot

amp123

Aber Dafuumlr mussten vorher 30middot106 DM investiert werden

59

44 Thermische Energiespeicher Sensibel (Temperaturerhoumlhung) oder latent (Phasenwechsel meist festfluumlssig) Thermische Isolierung notwendig

rarr Folie 428 bdquoThermische Energiespeicherformen bei verschiedenen Aggregatzustaumln-denldquo 4 S 223

In Vorlesung Warmwasser- Latentenergie- und Elektronachtspeicher

441 Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der Raumheizung

rarr Folie 429 bdquoBeispiel fuumlr den Verlauf der Heizleistung und des Sonnenenergieangebots waumlhrend einem Tagldquo 4 S 226

rarr Folie 430 bdquoBeispiel fuumlr den Waumlrmebedarf und das Sonnenenergieangebot im Jahres-

rhythmusldquo 4 S 227 Ergebnis Tages- und Jahrespeicher notwendig zum vollstaumlndigen Ausgleich von Angebot

und Nachfrage

442 Warmwasserspeicher H2O Vorteile billig gut verfuumlgbar nicht giftig

Nachteile t gt 100 degC rarr p groumlszliger als Umgebungsdruck (Druckspeicher notwen-dig)

geringe Energiedichte 1

100K)100(∆E

E

OH

Erdoumll

2

asymp=ϑ

(siehe Fernwaumlrme)

4421 Kurzzeitspeicher rarr Folie 431 bdquoElektro-Warmwasser-Standspeicherldquo 4 S 228 Anwendung Haushaltsbereich rarr Folie 432 bdquoWarmwasserzylinderspeicher mit Temperaturgrenzschichtldquo 4 S 230 Anwendung Fernwaumlrmesystem Verluste = Waumlrmeverluste an die Umgebung UQamp

Innere Waumlrmeleistungen Q = Waumlrmeleitung innerhalb des Wassers L

amp

Q = KonvektionVermischung innerhalb des Wassers Kamp

Q = Waumlrmeleitung uumlber Behaumllterwand Bamp

60

Innerer Waumlrmeaustausch sind keine Verluste nach auszligen reduzieren jedoch die Speicherkapazitaumlt bei einer vorgegebenen Grenze fuumlr die Vorlauftemperatur

rArr Bild an Tafel bdquoTemperaturverlaumlufe z = f(T) und -ausgleich der Temperaturgrenz-

schicht fuumlr verschiedene Zeiten - τ = 0 - τ1 lt τ2 - τ = infin bei = 0 und UQamp

UQamp gt 0ldquo

rarr Folie 433 bdquoTemperaturaumlnderung eines Speichers durch Waumlrmeverluste an die Umge-bungldquo 4 S 231

Ansatz fuumlr die Waumlrmeverluste (Differentialgleichung 1 Ordnung bei vollkommener Durchmi-

schung -ρmiddotcpmiddotVmiddotdtdT =

Adλsdot

middot(T - TU)

mit ρ = Dichte des Speichermediums cpmiddot= spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Speichermediums V = Volumen des Speichers λ = Waumlrmeleitfaumlhigkeit der Isolierung d = Dicke der Isolierung A = Speicheroberflaumlche T = Temperatur des Speichers TU = Umgebungstemperatur 4422 Langzeitspeicher rarr Folie 434 bdquoSchematischer Aufbau eines Groszligraum-Warmwasserspeichersldquo

4 S 231 rarr Folie 435 bdquoAusfuumlhrungsvorschlag fuumlr einen Speichersee mit einem Volumen von

5middot106 m3ldquo 4 S 232 rarr Folie 436 bdquoAufbau eines abgegrenzten Aquiferspeichers nach MBBldquo 4 S 232 Groszlige Speichervolumen (400 m x 400 m x 16 m) mit geringem im Erdreich vagabundierenden Energieinhalt

rarr Folie 437 bdquoBetriebsweise eines Warmwasserspeichersees fuumlr den Jahresausgleich bei der Ferwaumlrmeversorgungldquo 4 S 233

Speichermenge-groumlszlige ca 25 der Jahresenergie

443 Latentenergiespeicher Phasenwechsel (festfluumlssig) bei konstanter Temperatur rarr Folie 438 bdquoMoumlgliche Aufheiz- und Abkuumlhlkurven bei Latentspeichermaterialienldquo 4 S 234

61

Reales Verhalten - Unterkuumlhlung bei Energieausspeicherung notwendig - Schmelztemperaturbereich statt konstante Schmelztemperatur beim Be- und Entladen des Speichers

rarr Folie Tab 49 bdquoDaten einiger aus dem Niedertemperaturbereich ausgewaumlhlter La-

tentspeichermaterialienldquo 4 S 235 rarr Folie 439 bdquoZwei passive Latentspeicherkonzepteldquo 4 S 236 Probleme - Nur in der Naumlhe des Schmelzpunktes Energiedichten besser als bei Wasser - Volumenaumlnderung beim Phasenuumlbergang - Schlechter Waumlrmeaustausch (feste Phase) - Korrosion (z B bei Salzen) - Unterkuumlhlung - Festlegung der Betriebstemperatur durch die Wahl des Speichermediums

444 Thermische Feststoffspeicher Material Keramik oder Eisen

bei hohen Temperaturen drucklos in Feststoffen

bei Nachtspeicherheizungen bei Cowpern (Hochofen) etc

rarr Folie 440 bdquoProzentuale Netzbelastung (einschl Speicherpumpen) der oumlffentlichen E-lektrizitaumltserzeugung am Tag der Houmlchstlast fuumlr die Jahre 1950 1960 1970 und 1980ldquo 4 S 238

Ergebnis Vergleichmaumlszligigung der Netz- und Kraftwerksbelastung von 75 auf 95 derzeit kaum noch Zubau von Nachspeicherheizungen

rarr Folie 441 bdquoEntwicklung der installierten Speicherheizleistung in der Bundesrepublik (jeweils am Ende des Jahres)ldquo 4 S 238 58 Erhebungen bis 2000

Statistik Deutschland 2000 Angaben nach 58 und VDN Berlin

(ab 2001 keine weiteren Erhebungen zur Raumspeicherheizung) - Netto-Engpassleistung der Stromversorger (einschl Bahn) 104050 MW - Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 14 11 00 80600 MW - Houmlchstlast oumlffentliche Versorgung 14 November 2000 76800 MW - Anschluszligwert Raumspeicherheizung 37235 MW - Anlagenzahl 2430middot106 - Verbrauch 22140GWha - Ausnutzung Anschlusswert 595 ha Speicherheizsysteme - Speicherheizgeraumlte - Zentralspeicher - Fuszligbodenheizung

rarr Folie 442 bdquoSpeicherheizgeraumlt mit dynamischer Entladung und steuerbarer Waumlrmeab-gabeldquo 59 S 1443

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

63

45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

56

rarr Folie 421 bdquoBeispiel fuumlr die Ganglinien des Gas-Absatzes und des Gas-Bezuges fuumlr

den Zeitraum von einem Jahrldquo 4 S 214 Verlauf von Bezug und Nachfrage Tagesmittelwerte uumlber ein Jahr rarr Folie bdquoErdgas-Untertagespeicherung - Poren- und Kavernenspeicherldquo Ruhrgas AG Essen 1996 Speicherarten - Porenspeicher (Aquifer Erdgas- und Erdoumllfelder) - Salzkavernen rarr Folie bdquoSpeicherlokationen in Deutschlandldquo 57 S 398 Ergebnis Speicherverteilung uumlber ganz Deutschland

Standort jedoch gebunden an Erdformation rarr Folie Tab 47a bdquoErdgas-Porenspeicherldquo (Stichtag 31 12 2002) 57 S 396 Speicherkenndaten Gesamtvolumen (Normkubikmeter eingespeichertes Erdgas) Arbeitsgas Entnahmerate (max m3h) rarr Folie Tab 47b bdquoErdgas-Kavernenspeicherldquo (Stichtag 31 12 2002) 57 S 397 Beispiel EpeRuhrgas 32 Einzelkavernen rarr Folie bdquoEntwicklung des Arbeitsgasvolumens in Deutschland seit 1955ldquo 57 S 400 rarr Folie bdquoKenndaten der deutschen Erdgasspeicherung im Jahr 2002ldquo 57 S 398 Verhaumlltnis ArbeitsgasErdgasverbrauch 2002 188middot109 m3980middot109 m3 = 0192 = 192 Ziel Endausbau bis ca 20 - 25 der Jahresabsatzmenge von Erdgas rarr fast konstante Liefermenge (Abnahme von Lieferlaumlndern) uumlber das Jahr moumlglich

rarr Folie Tab 48 bdquoDaten der drei Untertage-Gasspeicher Bierwang Engelbostel und Epeldquo 4 S 216 Daten nach Ruhrgas 1978

Gasvolumen = Arbeitsgasvolumen + Kissengasvolumen Arbeitsgas = entnehmbare Menge A

Kissengas K = verbleibt zur Aufrechterhaltung der Betriebsfaumlhigkeit im Speicher (z B 130 bar Speicher 70 bar Pipeline rarr 0 - 70 bar Kissengas 70 - 130 bar Arbeitsgas)

Ergebnis 4060

KA asymp (Salzkaverne) -

7030

(Aquifer)

57

Benutzungsstunden

hmstungStundenlei

ameJahresmeng

b 3

3

G = = ah

bG = 300 bis 1300 a

h Statistik Untertage-Gasspeicher Deutschland 31 12 2002 57

19 Salzstockspeicher (141 Kavernen) 12 Gaslagerstaumltten 8 Aquifere 1 Bergwerk 3 Oumlllagerstaumltte (1 mit Gaskappe) 43 Speicher

VGas = 3166middot109 m3 VArbeitsgas = 1883middot109 m3 Planung und Bau VArbeitsgas asymp 390middot109 m3 rarr Folie 422 bdquoFlieszligschema fuumlr die Be- und Entladung eines Untertage-Gasspeichersldquo 4 S 217

434 LNG- und LPG-Speicher Druck Temperatur LNG (fluumlssiges Erdgas) pUmgebung - 161 degC LPG (Fluumlssiggas Propan Butan) 2 - 8 bar TUmgebung

rarr Folie 423 bdquoPrinzipschema eines oberirdischen Doppelmantel-Behaumllters fuumlr die Lage-rung von 80000 m3 LNGldquo 4 S 218

Erdgasmenge im Normzustand 80000 m3 x 600 = 48middot106 m3

435 Kosten 2 Anforderungen an Speicher - Bestimmte Energiemenge z B m3 m3a - Bestimmte Leistung z B m3h rarr Folie 424 bdquoAnwendungsbereiche von Gasspeichernldquo 4 S 219

Erdgaspreise Arbeitspreis (kWhPfg

mPfg

3 ) und Leistungspreis (h

m3aDMsdot

)

Speicherkosten Investitions- und Betriebskosten Entscheidung uumlber Bau

Ersparnisse am Erdgaspreis z B Stadtwerk gegenuumlber Ferngasgesellschaft oder

Ferngasgesellschaft gegenuumlber Lieferland

58

Beispiel Unterirdischer Speicher 120middot106 m3 Arbeitsgas 50middot106 m3

h

m50000V3

h =amp Jahreskosten J asymp 25middot106 a

DM

Investition = 30middot106 DM

Leistungspreis fuumlr Spitzengas = 123 h

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Ersparnis E = a

DM1035JVaDM 6

hh

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amp123

Aber Dafuumlr mussten vorher 30middot106 DM investiert werden

59

44 Thermische Energiespeicher Sensibel (Temperaturerhoumlhung) oder latent (Phasenwechsel meist festfluumlssig) Thermische Isolierung notwendig

rarr Folie 428 bdquoThermische Energiespeicherformen bei verschiedenen Aggregatzustaumln-denldquo 4 S 223

In Vorlesung Warmwasser- Latentenergie- und Elektronachtspeicher

441 Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der Raumheizung

rarr Folie 429 bdquoBeispiel fuumlr den Verlauf der Heizleistung und des Sonnenenergieangebots waumlhrend einem Tagldquo 4 S 226

rarr Folie 430 bdquoBeispiel fuumlr den Waumlrmebedarf und das Sonnenenergieangebot im Jahres-

rhythmusldquo 4 S 227 Ergebnis Tages- und Jahrespeicher notwendig zum vollstaumlndigen Ausgleich von Angebot

und Nachfrage

442 Warmwasserspeicher H2O Vorteile billig gut verfuumlgbar nicht giftig

Nachteile t gt 100 degC rarr p groumlszliger als Umgebungsdruck (Druckspeicher notwen-dig)

geringe Energiedichte 1

100K)100(∆E

E

OH

Erdoumll

2

asymp=ϑ

(siehe Fernwaumlrme)

4421 Kurzzeitspeicher rarr Folie 431 bdquoElektro-Warmwasser-Standspeicherldquo 4 S 228 Anwendung Haushaltsbereich rarr Folie 432 bdquoWarmwasserzylinderspeicher mit Temperaturgrenzschichtldquo 4 S 230 Anwendung Fernwaumlrmesystem Verluste = Waumlrmeverluste an die Umgebung UQamp

Innere Waumlrmeleistungen Q = Waumlrmeleitung innerhalb des Wassers L

amp

Q = KonvektionVermischung innerhalb des Wassers Kamp

Q = Waumlrmeleitung uumlber Behaumllterwand Bamp

60

Innerer Waumlrmeaustausch sind keine Verluste nach auszligen reduzieren jedoch die Speicherkapazitaumlt bei einer vorgegebenen Grenze fuumlr die Vorlauftemperatur

rArr Bild an Tafel bdquoTemperaturverlaumlufe z = f(T) und -ausgleich der Temperaturgrenz-

schicht fuumlr verschiedene Zeiten - τ = 0 - τ1 lt τ2 - τ = infin bei = 0 und UQamp

UQamp gt 0ldquo

rarr Folie 433 bdquoTemperaturaumlnderung eines Speichers durch Waumlrmeverluste an die Umge-bungldquo 4 S 231

Ansatz fuumlr die Waumlrmeverluste (Differentialgleichung 1 Ordnung bei vollkommener Durchmi-

schung -ρmiddotcpmiddotVmiddotdtdT =

Adλsdot

middot(T - TU)

mit ρ = Dichte des Speichermediums cpmiddot= spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Speichermediums V = Volumen des Speichers λ = Waumlrmeleitfaumlhigkeit der Isolierung d = Dicke der Isolierung A = Speicheroberflaumlche T = Temperatur des Speichers TU = Umgebungstemperatur 4422 Langzeitspeicher rarr Folie 434 bdquoSchematischer Aufbau eines Groszligraum-Warmwasserspeichersldquo

4 S 231 rarr Folie 435 bdquoAusfuumlhrungsvorschlag fuumlr einen Speichersee mit einem Volumen von

5middot106 m3ldquo 4 S 232 rarr Folie 436 bdquoAufbau eines abgegrenzten Aquiferspeichers nach MBBldquo 4 S 232 Groszlige Speichervolumen (400 m x 400 m x 16 m) mit geringem im Erdreich vagabundierenden Energieinhalt

rarr Folie 437 bdquoBetriebsweise eines Warmwasserspeichersees fuumlr den Jahresausgleich bei der Ferwaumlrmeversorgungldquo 4 S 233

Speichermenge-groumlszlige ca 25 der Jahresenergie

443 Latentenergiespeicher Phasenwechsel (festfluumlssig) bei konstanter Temperatur rarr Folie 438 bdquoMoumlgliche Aufheiz- und Abkuumlhlkurven bei Latentspeichermaterialienldquo 4 S 234

61

Reales Verhalten - Unterkuumlhlung bei Energieausspeicherung notwendig - Schmelztemperaturbereich statt konstante Schmelztemperatur beim Be- und Entladen des Speichers

rarr Folie Tab 49 bdquoDaten einiger aus dem Niedertemperaturbereich ausgewaumlhlter La-

tentspeichermaterialienldquo 4 S 235 rarr Folie 439 bdquoZwei passive Latentspeicherkonzepteldquo 4 S 236 Probleme - Nur in der Naumlhe des Schmelzpunktes Energiedichten besser als bei Wasser - Volumenaumlnderung beim Phasenuumlbergang - Schlechter Waumlrmeaustausch (feste Phase) - Korrosion (z B bei Salzen) - Unterkuumlhlung - Festlegung der Betriebstemperatur durch die Wahl des Speichermediums

444 Thermische Feststoffspeicher Material Keramik oder Eisen

bei hohen Temperaturen drucklos in Feststoffen

bei Nachtspeicherheizungen bei Cowpern (Hochofen) etc

rarr Folie 440 bdquoProzentuale Netzbelastung (einschl Speicherpumpen) der oumlffentlichen E-lektrizitaumltserzeugung am Tag der Houmlchstlast fuumlr die Jahre 1950 1960 1970 und 1980ldquo 4 S 238

Ergebnis Vergleichmaumlszligigung der Netz- und Kraftwerksbelastung von 75 auf 95 derzeit kaum noch Zubau von Nachspeicherheizungen

rarr Folie 441 bdquoEntwicklung der installierten Speicherheizleistung in der Bundesrepublik (jeweils am Ende des Jahres)ldquo 4 S 238 58 Erhebungen bis 2000

Statistik Deutschland 2000 Angaben nach 58 und VDN Berlin

(ab 2001 keine weiteren Erhebungen zur Raumspeicherheizung) - Netto-Engpassleistung der Stromversorger (einschl Bahn) 104050 MW - Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 14 11 00 80600 MW - Houmlchstlast oumlffentliche Versorgung 14 November 2000 76800 MW - Anschluszligwert Raumspeicherheizung 37235 MW - Anlagenzahl 2430middot106 - Verbrauch 22140GWha - Ausnutzung Anschlusswert 595 ha Speicherheizsysteme - Speicherheizgeraumlte - Zentralspeicher - Fuszligbodenheizung

rarr Folie 442 bdquoSpeicherheizgeraumlt mit dynamischer Entladung und steuerbarer Waumlrmeab-gabeldquo 59 S 1443

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

63

45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

57

Benutzungsstunden

hmstungStundenlei

ameJahresmeng

b 3

3

G = = ah

bG = 300 bis 1300 a

h Statistik Untertage-Gasspeicher Deutschland 31 12 2002 57

19 Salzstockspeicher (141 Kavernen) 12 Gaslagerstaumltten 8 Aquifere 1 Bergwerk 3 Oumlllagerstaumltte (1 mit Gaskappe) 43 Speicher

VGas = 3166middot109 m3 VArbeitsgas = 1883middot109 m3 Planung und Bau VArbeitsgas asymp 390middot109 m3 rarr Folie 422 bdquoFlieszligschema fuumlr die Be- und Entladung eines Untertage-Gasspeichersldquo 4 S 217

434 LNG- und LPG-Speicher Druck Temperatur LNG (fluumlssiges Erdgas) pUmgebung - 161 degC LPG (Fluumlssiggas Propan Butan) 2 - 8 bar TUmgebung

rarr Folie 423 bdquoPrinzipschema eines oberirdischen Doppelmantel-Behaumllters fuumlr die Lage-rung von 80000 m3 LNGldquo 4 S 218

Erdgasmenge im Normzustand 80000 m3 x 600 = 48middot106 m3

435 Kosten 2 Anforderungen an Speicher - Bestimmte Energiemenge z B m3 m3a - Bestimmte Leistung z B m3h rarr Folie 424 bdquoAnwendungsbereiche von Gasspeichernldquo 4 S 219

Erdgaspreise Arbeitspreis (kWhPfg

mPfg

3 ) und Leistungspreis (h

m3aDMsdot

)

Speicherkosten Investitions- und Betriebskosten Entscheidung uumlber Bau

Ersparnisse am Erdgaspreis z B Stadtwerk gegenuumlber Ferngasgesellschaft oder

Ferngasgesellschaft gegenuumlber Lieferland

58

Beispiel Unterirdischer Speicher 120middot106 m3 Arbeitsgas 50middot106 m3

h

m50000V3

h =amp Jahreskosten J asymp 25middot106 a

DM

Investition = 30middot106 DM

Leistungspreis fuumlr Spitzengas = 123 h

m3aDMsdot

Ersparnis E = a

DM1035JVaDM 6

hh

m3 sdot=minussdotsdot

amp123

Aber Dafuumlr mussten vorher 30middot106 DM investiert werden

59

44 Thermische Energiespeicher Sensibel (Temperaturerhoumlhung) oder latent (Phasenwechsel meist festfluumlssig) Thermische Isolierung notwendig

rarr Folie 428 bdquoThermische Energiespeicherformen bei verschiedenen Aggregatzustaumln-denldquo 4 S 223

In Vorlesung Warmwasser- Latentenergie- und Elektronachtspeicher

441 Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der Raumheizung

rarr Folie 429 bdquoBeispiel fuumlr den Verlauf der Heizleistung und des Sonnenenergieangebots waumlhrend einem Tagldquo 4 S 226

rarr Folie 430 bdquoBeispiel fuumlr den Waumlrmebedarf und das Sonnenenergieangebot im Jahres-

rhythmusldquo 4 S 227 Ergebnis Tages- und Jahrespeicher notwendig zum vollstaumlndigen Ausgleich von Angebot

und Nachfrage

442 Warmwasserspeicher H2O Vorteile billig gut verfuumlgbar nicht giftig

Nachteile t gt 100 degC rarr p groumlszliger als Umgebungsdruck (Druckspeicher notwen-dig)

geringe Energiedichte 1

100K)100(∆E

E

OH

Erdoumll

2

asymp=ϑ

(siehe Fernwaumlrme)

4421 Kurzzeitspeicher rarr Folie 431 bdquoElektro-Warmwasser-Standspeicherldquo 4 S 228 Anwendung Haushaltsbereich rarr Folie 432 bdquoWarmwasserzylinderspeicher mit Temperaturgrenzschichtldquo 4 S 230 Anwendung Fernwaumlrmesystem Verluste = Waumlrmeverluste an die Umgebung UQamp

Innere Waumlrmeleistungen Q = Waumlrmeleitung innerhalb des Wassers L

amp

Q = KonvektionVermischung innerhalb des Wassers Kamp

Q = Waumlrmeleitung uumlber Behaumllterwand Bamp

60

Innerer Waumlrmeaustausch sind keine Verluste nach auszligen reduzieren jedoch die Speicherkapazitaumlt bei einer vorgegebenen Grenze fuumlr die Vorlauftemperatur

rArr Bild an Tafel bdquoTemperaturverlaumlufe z = f(T) und -ausgleich der Temperaturgrenz-

schicht fuumlr verschiedene Zeiten - τ = 0 - τ1 lt τ2 - τ = infin bei = 0 und UQamp

UQamp gt 0ldquo

rarr Folie 433 bdquoTemperaturaumlnderung eines Speichers durch Waumlrmeverluste an die Umge-bungldquo 4 S 231

Ansatz fuumlr die Waumlrmeverluste (Differentialgleichung 1 Ordnung bei vollkommener Durchmi-

schung -ρmiddotcpmiddotVmiddotdtdT =

Adλsdot

middot(T - TU)

mit ρ = Dichte des Speichermediums cpmiddot= spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Speichermediums V = Volumen des Speichers λ = Waumlrmeleitfaumlhigkeit der Isolierung d = Dicke der Isolierung A = Speicheroberflaumlche T = Temperatur des Speichers TU = Umgebungstemperatur 4422 Langzeitspeicher rarr Folie 434 bdquoSchematischer Aufbau eines Groszligraum-Warmwasserspeichersldquo

4 S 231 rarr Folie 435 bdquoAusfuumlhrungsvorschlag fuumlr einen Speichersee mit einem Volumen von

5middot106 m3ldquo 4 S 232 rarr Folie 436 bdquoAufbau eines abgegrenzten Aquiferspeichers nach MBBldquo 4 S 232 Groszlige Speichervolumen (400 m x 400 m x 16 m) mit geringem im Erdreich vagabundierenden Energieinhalt

rarr Folie 437 bdquoBetriebsweise eines Warmwasserspeichersees fuumlr den Jahresausgleich bei der Ferwaumlrmeversorgungldquo 4 S 233

Speichermenge-groumlszlige ca 25 der Jahresenergie

443 Latentenergiespeicher Phasenwechsel (festfluumlssig) bei konstanter Temperatur rarr Folie 438 bdquoMoumlgliche Aufheiz- und Abkuumlhlkurven bei Latentspeichermaterialienldquo 4 S 234

61

Reales Verhalten - Unterkuumlhlung bei Energieausspeicherung notwendig - Schmelztemperaturbereich statt konstante Schmelztemperatur beim Be- und Entladen des Speichers

rarr Folie Tab 49 bdquoDaten einiger aus dem Niedertemperaturbereich ausgewaumlhlter La-

tentspeichermaterialienldquo 4 S 235 rarr Folie 439 bdquoZwei passive Latentspeicherkonzepteldquo 4 S 236 Probleme - Nur in der Naumlhe des Schmelzpunktes Energiedichten besser als bei Wasser - Volumenaumlnderung beim Phasenuumlbergang - Schlechter Waumlrmeaustausch (feste Phase) - Korrosion (z B bei Salzen) - Unterkuumlhlung - Festlegung der Betriebstemperatur durch die Wahl des Speichermediums

444 Thermische Feststoffspeicher Material Keramik oder Eisen

bei hohen Temperaturen drucklos in Feststoffen

bei Nachtspeicherheizungen bei Cowpern (Hochofen) etc

rarr Folie 440 bdquoProzentuale Netzbelastung (einschl Speicherpumpen) der oumlffentlichen E-lektrizitaumltserzeugung am Tag der Houmlchstlast fuumlr die Jahre 1950 1960 1970 und 1980ldquo 4 S 238

Ergebnis Vergleichmaumlszligigung der Netz- und Kraftwerksbelastung von 75 auf 95 derzeit kaum noch Zubau von Nachspeicherheizungen

rarr Folie 441 bdquoEntwicklung der installierten Speicherheizleistung in der Bundesrepublik (jeweils am Ende des Jahres)ldquo 4 S 238 58 Erhebungen bis 2000

Statistik Deutschland 2000 Angaben nach 58 und VDN Berlin

(ab 2001 keine weiteren Erhebungen zur Raumspeicherheizung) - Netto-Engpassleistung der Stromversorger (einschl Bahn) 104050 MW - Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 14 11 00 80600 MW - Houmlchstlast oumlffentliche Versorgung 14 November 2000 76800 MW - Anschluszligwert Raumspeicherheizung 37235 MW - Anlagenzahl 2430middot106 - Verbrauch 22140GWha - Ausnutzung Anschlusswert 595 ha Speicherheizsysteme - Speicherheizgeraumlte - Zentralspeicher - Fuszligbodenheizung

rarr Folie 442 bdquoSpeicherheizgeraumlt mit dynamischer Entladung und steuerbarer Waumlrmeab-gabeldquo 59 S 1443

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

63

45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

58

Beispiel Unterirdischer Speicher 120middot106 m3 Arbeitsgas 50middot106 m3

h

m50000V3

h =amp Jahreskosten J asymp 25middot106 a

DM

Investition = 30middot106 DM

Leistungspreis fuumlr Spitzengas = 123 h

m3aDMsdot

Ersparnis E = a

DM1035JVaDM 6

hh

m3 sdot=minussdotsdot

amp123

Aber Dafuumlr mussten vorher 30middot106 DM investiert werden

59

44 Thermische Energiespeicher Sensibel (Temperaturerhoumlhung) oder latent (Phasenwechsel meist festfluumlssig) Thermische Isolierung notwendig

rarr Folie 428 bdquoThermische Energiespeicherformen bei verschiedenen Aggregatzustaumln-denldquo 4 S 223

In Vorlesung Warmwasser- Latentenergie- und Elektronachtspeicher

441 Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der Raumheizung

rarr Folie 429 bdquoBeispiel fuumlr den Verlauf der Heizleistung und des Sonnenenergieangebots waumlhrend einem Tagldquo 4 S 226

rarr Folie 430 bdquoBeispiel fuumlr den Waumlrmebedarf und das Sonnenenergieangebot im Jahres-

rhythmusldquo 4 S 227 Ergebnis Tages- und Jahrespeicher notwendig zum vollstaumlndigen Ausgleich von Angebot

und Nachfrage

442 Warmwasserspeicher H2O Vorteile billig gut verfuumlgbar nicht giftig

Nachteile t gt 100 degC rarr p groumlszliger als Umgebungsdruck (Druckspeicher notwen-dig)

geringe Energiedichte 1

100K)100(∆E

E

OH

Erdoumll

2

asymp=ϑ

(siehe Fernwaumlrme)

4421 Kurzzeitspeicher rarr Folie 431 bdquoElektro-Warmwasser-Standspeicherldquo 4 S 228 Anwendung Haushaltsbereich rarr Folie 432 bdquoWarmwasserzylinderspeicher mit Temperaturgrenzschichtldquo 4 S 230 Anwendung Fernwaumlrmesystem Verluste = Waumlrmeverluste an die Umgebung UQamp

Innere Waumlrmeleistungen Q = Waumlrmeleitung innerhalb des Wassers L

amp

Q = KonvektionVermischung innerhalb des Wassers Kamp

Q = Waumlrmeleitung uumlber Behaumllterwand Bamp

60

Innerer Waumlrmeaustausch sind keine Verluste nach auszligen reduzieren jedoch die Speicherkapazitaumlt bei einer vorgegebenen Grenze fuumlr die Vorlauftemperatur

rArr Bild an Tafel bdquoTemperaturverlaumlufe z = f(T) und -ausgleich der Temperaturgrenz-

schicht fuumlr verschiedene Zeiten - τ = 0 - τ1 lt τ2 - τ = infin bei = 0 und UQamp

UQamp gt 0ldquo

rarr Folie 433 bdquoTemperaturaumlnderung eines Speichers durch Waumlrmeverluste an die Umge-bungldquo 4 S 231

Ansatz fuumlr die Waumlrmeverluste (Differentialgleichung 1 Ordnung bei vollkommener Durchmi-

schung -ρmiddotcpmiddotVmiddotdtdT =

Adλsdot

middot(T - TU)

mit ρ = Dichte des Speichermediums cpmiddot= spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Speichermediums V = Volumen des Speichers λ = Waumlrmeleitfaumlhigkeit der Isolierung d = Dicke der Isolierung A = Speicheroberflaumlche T = Temperatur des Speichers TU = Umgebungstemperatur 4422 Langzeitspeicher rarr Folie 434 bdquoSchematischer Aufbau eines Groszligraum-Warmwasserspeichersldquo

4 S 231 rarr Folie 435 bdquoAusfuumlhrungsvorschlag fuumlr einen Speichersee mit einem Volumen von

5middot106 m3ldquo 4 S 232 rarr Folie 436 bdquoAufbau eines abgegrenzten Aquiferspeichers nach MBBldquo 4 S 232 Groszlige Speichervolumen (400 m x 400 m x 16 m) mit geringem im Erdreich vagabundierenden Energieinhalt

rarr Folie 437 bdquoBetriebsweise eines Warmwasserspeichersees fuumlr den Jahresausgleich bei der Ferwaumlrmeversorgungldquo 4 S 233

Speichermenge-groumlszlige ca 25 der Jahresenergie

443 Latentenergiespeicher Phasenwechsel (festfluumlssig) bei konstanter Temperatur rarr Folie 438 bdquoMoumlgliche Aufheiz- und Abkuumlhlkurven bei Latentspeichermaterialienldquo 4 S 234

61

Reales Verhalten - Unterkuumlhlung bei Energieausspeicherung notwendig - Schmelztemperaturbereich statt konstante Schmelztemperatur beim Be- und Entladen des Speichers

rarr Folie Tab 49 bdquoDaten einiger aus dem Niedertemperaturbereich ausgewaumlhlter La-

tentspeichermaterialienldquo 4 S 235 rarr Folie 439 bdquoZwei passive Latentspeicherkonzepteldquo 4 S 236 Probleme - Nur in der Naumlhe des Schmelzpunktes Energiedichten besser als bei Wasser - Volumenaumlnderung beim Phasenuumlbergang - Schlechter Waumlrmeaustausch (feste Phase) - Korrosion (z B bei Salzen) - Unterkuumlhlung - Festlegung der Betriebstemperatur durch die Wahl des Speichermediums

444 Thermische Feststoffspeicher Material Keramik oder Eisen

bei hohen Temperaturen drucklos in Feststoffen

bei Nachtspeicherheizungen bei Cowpern (Hochofen) etc

rarr Folie 440 bdquoProzentuale Netzbelastung (einschl Speicherpumpen) der oumlffentlichen E-lektrizitaumltserzeugung am Tag der Houmlchstlast fuumlr die Jahre 1950 1960 1970 und 1980ldquo 4 S 238

Ergebnis Vergleichmaumlszligigung der Netz- und Kraftwerksbelastung von 75 auf 95 derzeit kaum noch Zubau von Nachspeicherheizungen

rarr Folie 441 bdquoEntwicklung der installierten Speicherheizleistung in der Bundesrepublik (jeweils am Ende des Jahres)ldquo 4 S 238 58 Erhebungen bis 2000

Statistik Deutschland 2000 Angaben nach 58 und VDN Berlin

(ab 2001 keine weiteren Erhebungen zur Raumspeicherheizung) - Netto-Engpassleistung der Stromversorger (einschl Bahn) 104050 MW - Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 14 11 00 80600 MW - Houmlchstlast oumlffentliche Versorgung 14 November 2000 76800 MW - Anschluszligwert Raumspeicherheizung 37235 MW - Anlagenzahl 2430middot106 - Verbrauch 22140GWha - Ausnutzung Anschlusswert 595 ha Speicherheizsysteme - Speicherheizgeraumlte - Zentralspeicher - Fuszligbodenheizung

rarr Folie 442 bdquoSpeicherheizgeraumlt mit dynamischer Entladung und steuerbarer Waumlrmeab-gabeldquo 59 S 1443

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

63

45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

59

44 Thermische Energiespeicher Sensibel (Temperaturerhoumlhung) oder latent (Phasenwechsel meist festfluumlssig) Thermische Isolierung notwendig

rarr Folie 428 bdquoThermische Energiespeicherformen bei verschiedenen Aggregatzustaumln-denldquo 4 S 223

In Vorlesung Warmwasser- Latentenergie- und Elektronachtspeicher

441 Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der Raumheizung

rarr Folie 429 bdquoBeispiel fuumlr den Verlauf der Heizleistung und des Sonnenenergieangebots waumlhrend einem Tagldquo 4 S 226

rarr Folie 430 bdquoBeispiel fuumlr den Waumlrmebedarf und das Sonnenenergieangebot im Jahres-

rhythmusldquo 4 S 227 Ergebnis Tages- und Jahrespeicher notwendig zum vollstaumlndigen Ausgleich von Angebot

und Nachfrage

442 Warmwasserspeicher H2O Vorteile billig gut verfuumlgbar nicht giftig

Nachteile t gt 100 degC rarr p groumlszliger als Umgebungsdruck (Druckspeicher notwen-dig)

geringe Energiedichte 1

100K)100(∆E

E

OH

Erdoumll

2

asymp=ϑ

(siehe Fernwaumlrme)

4421 Kurzzeitspeicher rarr Folie 431 bdquoElektro-Warmwasser-Standspeicherldquo 4 S 228 Anwendung Haushaltsbereich rarr Folie 432 bdquoWarmwasserzylinderspeicher mit Temperaturgrenzschichtldquo 4 S 230 Anwendung Fernwaumlrmesystem Verluste = Waumlrmeverluste an die Umgebung UQamp

Innere Waumlrmeleistungen Q = Waumlrmeleitung innerhalb des Wassers L

amp

Q = KonvektionVermischung innerhalb des Wassers Kamp

Q = Waumlrmeleitung uumlber Behaumllterwand Bamp

60

Innerer Waumlrmeaustausch sind keine Verluste nach auszligen reduzieren jedoch die Speicherkapazitaumlt bei einer vorgegebenen Grenze fuumlr die Vorlauftemperatur

rArr Bild an Tafel bdquoTemperaturverlaumlufe z = f(T) und -ausgleich der Temperaturgrenz-

schicht fuumlr verschiedene Zeiten - τ = 0 - τ1 lt τ2 - τ = infin bei = 0 und UQamp

UQamp gt 0ldquo

rarr Folie 433 bdquoTemperaturaumlnderung eines Speichers durch Waumlrmeverluste an die Umge-bungldquo 4 S 231

Ansatz fuumlr die Waumlrmeverluste (Differentialgleichung 1 Ordnung bei vollkommener Durchmi-

schung -ρmiddotcpmiddotVmiddotdtdT =

Adλsdot

middot(T - TU)

mit ρ = Dichte des Speichermediums cpmiddot= spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Speichermediums V = Volumen des Speichers λ = Waumlrmeleitfaumlhigkeit der Isolierung d = Dicke der Isolierung A = Speicheroberflaumlche T = Temperatur des Speichers TU = Umgebungstemperatur 4422 Langzeitspeicher rarr Folie 434 bdquoSchematischer Aufbau eines Groszligraum-Warmwasserspeichersldquo

4 S 231 rarr Folie 435 bdquoAusfuumlhrungsvorschlag fuumlr einen Speichersee mit einem Volumen von

5middot106 m3ldquo 4 S 232 rarr Folie 436 bdquoAufbau eines abgegrenzten Aquiferspeichers nach MBBldquo 4 S 232 Groszlige Speichervolumen (400 m x 400 m x 16 m) mit geringem im Erdreich vagabundierenden Energieinhalt

rarr Folie 437 bdquoBetriebsweise eines Warmwasserspeichersees fuumlr den Jahresausgleich bei der Ferwaumlrmeversorgungldquo 4 S 233

Speichermenge-groumlszlige ca 25 der Jahresenergie

443 Latentenergiespeicher Phasenwechsel (festfluumlssig) bei konstanter Temperatur rarr Folie 438 bdquoMoumlgliche Aufheiz- und Abkuumlhlkurven bei Latentspeichermaterialienldquo 4 S 234

61

Reales Verhalten - Unterkuumlhlung bei Energieausspeicherung notwendig - Schmelztemperaturbereich statt konstante Schmelztemperatur beim Be- und Entladen des Speichers

rarr Folie Tab 49 bdquoDaten einiger aus dem Niedertemperaturbereich ausgewaumlhlter La-

tentspeichermaterialienldquo 4 S 235 rarr Folie 439 bdquoZwei passive Latentspeicherkonzepteldquo 4 S 236 Probleme - Nur in der Naumlhe des Schmelzpunktes Energiedichten besser als bei Wasser - Volumenaumlnderung beim Phasenuumlbergang - Schlechter Waumlrmeaustausch (feste Phase) - Korrosion (z B bei Salzen) - Unterkuumlhlung - Festlegung der Betriebstemperatur durch die Wahl des Speichermediums

444 Thermische Feststoffspeicher Material Keramik oder Eisen

bei hohen Temperaturen drucklos in Feststoffen

bei Nachtspeicherheizungen bei Cowpern (Hochofen) etc

rarr Folie 440 bdquoProzentuale Netzbelastung (einschl Speicherpumpen) der oumlffentlichen E-lektrizitaumltserzeugung am Tag der Houmlchstlast fuumlr die Jahre 1950 1960 1970 und 1980ldquo 4 S 238

Ergebnis Vergleichmaumlszligigung der Netz- und Kraftwerksbelastung von 75 auf 95 derzeit kaum noch Zubau von Nachspeicherheizungen

rarr Folie 441 bdquoEntwicklung der installierten Speicherheizleistung in der Bundesrepublik (jeweils am Ende des Jahres)ldquo 4 S 238 58 Erhebungen bis 2000

Statistik Deutschland 2000 Angaben nach 58 und VDN Berlin

(ab 2001 keine weiteren Erhebungen zur Raumspeicherheizung) - Netto-Engpassleistung der Stromversorger (einschl Bahn) 104050 MW - Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 14 11 00 80600 MW - Houmlchstlast oumlffentliche Versorgung 14 November 2000 76800 MW - Anschluszligwert Raumspeicherheizung 37235 MW - Anlagenzahl 2430middot106 - Verbrauch 22140GWha - Ausnutzung Anschlusswert 595 ha Speicherheizsysteme - Speicherheizgeraumlte - Zentralspeicher - Fuszligbodenheizung

rarr Folie 442 bdquoSpeicherheizgeraumlt mit dynamischer Entladung und steuerbarer Waumlrmeab-gabeldquo 59 S 1443

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

63

45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

60

Innerer Waumlrmeaustausch sind keine Verluste nach auszligen reduzieren jedoch die Speicherkapazitaumlt bei einer vorgegebenen Grenze fuumlr die Vorlauftemperatur

rArr Bild an Tafel bdquoTemperaturverlaumlufe z = f(T) und -ausgleich der Temperaturgrenz-

schicht fuumlr verschiedene Zeiten - τ = 0 - τ1 lt τ2 - τ = infin bei = 0 und UQamp

UQamp gt 0ldquo

rarr Folie 433 bdquoTemperaturaumlnderung eines Speichers durch Waumlrmeverluste an die Umge-bungldquo 4 S 231

Ansatz fuumlr die Waumlrmeverluste (Differentialgleichung 1 Ordnung bei vollkommener Durchmi-

schung -ρmiddotcpmiddotVmiddotdtdT =

Adλsdot

middot(T - TU)

mit ρ = Dichte des Speichermediums cpmiddot= spezifische Waumlrmekapazitaumlt des Speichermediums V = Volumen des Speichers λ = Waumlrmeleitfaumlhigkeit der Isolierung d = Dicke der Isolierung A = Speicheroberflaumlche T = Temperatur des Speichers TU = Umgebungstemperatur 4422 Langzeitspeicher rarr Folie 434 bdquoSchematischer Aufbau eines Groszligraum-Warmwasserspeichersldquo

4 S 231 rarr Folie 435 bdquoAusfuumlhrungsvorschlag fuumlr einen Speichersee mit einem Volumen von

5middot106 m3ldquo 4 S 232 rarr Folie 436 bdquoAufbau eines abgegrenzten Aquiferspeichers nach MBBldquo 4 S 232 Groszlige Speichervolumen (400 m x 400 m x 16 m) mit geringem im Erdreich vagabundierenden Energieinhalt

rarr Folie 437 bdquoBetriebsweise eines Warmwasserspeichersees fuumlr den Jahresausgleich bei der Ferwaumlrmeversorgungldquo 4 S 233

Speichermenge-groumlszlige ca 25 der Jahresenergie

443 Latentenergiespeicher Phasenwechsel (festfluumlssig) bei konstanter Temperatur rarr Folie 438 bdquoMoumlgliche Aufheiz- und Abkuumlhlkurven bei Latentspeichermaterialienldquo 4 S 234

61

Reales Verhalten - Unterkuumlhlung bei Energieausspeicherung notwendig - Schmelztemperaturbereich statt konstante Schmelztemperatur beim Be- und Entladen des Speichers

rarr Folie Tab 49 bdquoDaten einiger aus dem Niedertemperaturbereich ausgewaumlhlter La-

tentspeichermaterialienldquo 4 S 235 rarr Folie 439 bdquoZwei passive Latentspeicherkonzepteldquo 4 S 236 Probleme - Nur in der Naumlhe des Schmelzpunktes Energiedichten besser als bei Wasser - Volumenaumlnderung beim Phasenuumlbergang - Schlechter Waumlrmeaustausch (feste Phase) - Korrosion (z B bei Salzen) - Unterkuumlhlung - Festlegung der Betriebstemperatur durch die Wahl des Speichermediums

444 Thermische Feststoffspeicher Material Keramik oder Eisen

bei hohen Temperaturen drucklos in Feststoffen

bei Nachtspeicherheizungen bei Cowpern (Hochofen) etc

rarr Folie 440 bdquoProzentuale Netzbelastung (einschl Speicherpumpen) der oumlffentlichen E-lektrizitaumltserzeugung am Tag der Houmlchstlast fuumlr die Jahre 1950 1960 1970 und 1980ldquo 4 S 238

Ergebnis Vergleichmaumlszligigung der Netz- und Kraftwerksbelastung von 75 auf 95 derzeit kaum noch Zubau von Nachspeicherheizungen

rarr Folie 441 bdquoEntwicklung der installierten Speicherheizleistung in der Bundesrepublik (jeweils am Ende des Jahres)ldquo 4 S 238 58 Erhebungen bis 2000

Statistik Deutschland 2000 Angaben nach 58 und VDN Berlin

(ab 2001 keine weiteren Erhebungen zur Raumspeicherheizung) - Netto-Engpassleistung der Stromversorger (einschl Bahn) 104050 MW - Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 14 11 00 80600 MW - Houmlchstlast oumlffentliche Versorgung 14 November 2000 76800 MW - Anschluszligwert Raumspeicherheizung 37235 MW - Anlagenzahl 2430middot106 - Verbrauch 22140GWha - Ausnutzung Anschlusswert 595 ha Speicherheizsysteme - Speicherheizgeraumlte - Zentralspeicher - Fuszligbodenheizung

rarr Folie 442 bdquoSpeicherheizgeraumlt mit dynamischer Entladung und steuerbarer Waumlrmeab-gabeldquo 59 S 1443

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

63

45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

61

Reales Verhalten - Unterkuumlhlung bei Energieausspeicherung notwendig - Schmelztemperaturbereich statt konstante Schmelztemperatur beim Be- und Entladen des Speichers

rarr Folie Tab 49 bdquoDaten einiger aus dem Niedertemperaturbereich ausgewaumlhlter La-

tentspeichermaterialienldquo 4 S 235 rarr Folie 439 bdquoZwei passive Latentspeicherkonzepteldquo 4 S 236 Probleme - Nur in der Naumlhe des Schmelzpunktes Energiedichten besser als bei Wasser - Volumenaumlnderung beim Phasenuumlbergang - Schlechter Waumlrmeaustausch (feste Phase) - Korrosion (z B bei Salzen) - Unterkuumlhlung - Festlegung der Betriebstemperatur durch die Wahl des Speichermediums

444 Thermische Feststoffspeicher Material Keramik oder Eisen

bei hohen Temperaturen drucklos in Feststoffen

bei Nachtspeicherheizungen bei Cowpern (Hochofen) etc

rarr Folie 440 bdquoProzentuale Netzbelastung (einschl Speicherpumpen) der oumlffentlichen E-lektrizitaumltserzeugung am Tag der Houmlchstlast fuumlr die Jahre 1950 1960 1970 und 1980ldquo 4 S 238

Ergebnis Vergleichmaumlszligigung der Netz- und Kraftwerksbelastung von 75 auf 95 derzeit kaum noch Zubau von Nachspeicherheizungen

rarr Folie 441 bdquoEntwicklung der installierten Speicherheizleistung in der Bundesrepublik (jeweils am Ende des Jahres)ldquo 4 S 238 58 Erhebungen bis 2000

Statistik Deutschland 2000 Angaben nach 58 und VDN Berlin

(ab 2001 keine weiteren Erhebungen zur Raumspeicherheizung) - Netto-Engpassleistung der Stromversorger (einschl Bahn) 104050 MW - Stundengesicherte Nettoleistung zur Bedarfsdeckung 14 11 00 80600 MW - Houmlchstlast oumlffentliche Versorgung 14 November 2000 76800 MW - Anschluszligwert Raumspeicherheizung 37235 MW - Anlagenzahl 2430middot106 - Verbrauch 22140GWha - Ausnutzung Anschlusswert 595 ha Speicherheizsysteme - Speicherheizgeraumlte - Zentralspeicher - Fuszligbodenheizung

rarr Folie 442 bdquoSpeicherheizgeraumlt mit dynamischer Entladung und steuerbarer Waumlrmeab-gabeldquo 59 S 1443

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

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45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

62

~ 90 der Leistung entfallen auf dezentrale Speicherheizgeraumlte

rarr Folie Tab 410 bdquoSpezifische Eigenschaften verschiedener Speichermedien fuumlr Spei-

cherheizungenldquo 4 S 240 Betriebstemperaturen Speicherkern 650 degC (bis 800 degC) voll 120 degC leer rarr Folie 443 bdquoKeramik-Zentralspeicher (Magnesit) fuumlr Warmwasser-Heizungsanlagenldquo 4 S 241

Anwendung bei normalen Warmwasserheizungen als Ersatz z B fuumlr Kohlehei-zungBrennerersatz auch als Elektro-Wasser-Zentralspeicher moumlglich 60

rarr Folie 444 bdquoBeispielaufbau einer elektrischen Fuszligbodenheizungldquo 4 S 242

445 Kosten fuumlr thermische Energiespeicher Unterscheidungen notwendig

Investitionskosten z B in euro Jahreskosten z B in euroa Energieinhalt des Speichers z B in kWh Jahresenergieumsatz z B kWha Speicherenergiekosten (JahreskostenJahresenergieumsatz) z B eurokWh Langzeit-Jahresspeicher z B 1 x Energieumsatz pro Jahr Kurzzeit-Tagesspeicher z B 365 x Energieumsatz pro Jahr

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45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

63

45 Speicherung elektrischer Energie Bedingung fuumlr Netz Angebot = Nachfrage Direkte Speicherung elektrischer Energie Kondensatoren Spulen rarr geringe Mengen und Leistungen Supraleitung rarr teuer und noch nicht marktreif Umweg Batterien rarr kleiner Energieinhalt teuer meist fuumlr Notstromver- sorgung oder Unterbrechungsfreie Stromversorgung Praxis Pumpspeicherwerke

rarr Folie 445 bdquoVergleich der spezifischen Speicherfaumlhigkeit von Energiespeichern ndash ab-haumlngig vom Speicherdruckldquo 4 S 245

451 Hydraulische Pumpspeicheranlagen rarr Folie 446 bdquoHauptelemente eines Pumpspeicherwerks mit Kavernenkrafthausldquo 4 S 246

452 Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen rarr Folie 449 bdquoSchema der Luftspeicher-Gasturbine Huntorfldquo 4 S 250 Vorteil Luftspeicher Entkopplung der Luftverdichtung vom Gasturbinenbetrieb

(gesamte Gasturbinenleistung steht bei Spitzenlastzeit zur Stromerzeugung zur Verfuumlgung)

rarr Folie 450 bdquoProjektierte Anlage eines kombinierten LuftPumpspeicherwerkesldquo 4 S 251 Vorteil Kombination mit Pumpspeicher fast konstanter Speicherdruck der Luft

453 Dampfspeicher-Anlagen

rarr Folie 451 bdquoSchaltplan eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor und Dampfspei-cheranlageldquo 4 S 252

Eigentlich kein Dampf- sondern Heiszligwasserspeicher

454 Elektrochemische Speicher Haupttechnik Bleibatterien fuumlr gereinge Energiemengen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

64

455 Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten Energieinhalt Eel ~ I2 Widerstand Supraleiter R asymp 0 Ohm Stromstaumlrke I rarr sehr groszliginfin rarr Folie 454 bdquo30 Mega-Joule SMES Stabilisierungsspuleldquo 4 S 255 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage

Aufgabe (hier Distributed D-SMES) Stabilisator zur Daumlmfung von Netzschwingun-gen httpwwwamsupercom

Daten 20 uumlbereinandergeschichtete Doppelscheiben innen ein mit Nb Ti beschichteter Kupferleiter mit 920 Windungen Spulendurchmesser 3 m Houmlhe 12 m Betriebstemperatur 45 K magnetische Induktion 28 Tesla Strom 49 kA Eventuell fuumlr zukuumlnftige Anwendungen

65

5 VERTEILUNG VON ENERGIE Definition Verteilung - kleine Mengen

- kleine Leistungen - kurze Entfernungen

- viele Abnehmer Beispiele fuumlr den Aufwand bei der Verteilung

- Verteilung von Elektrizitaumlt uumlber das Niederspannungsnetz fuumlr 824middot106 Einwohner an 437middot106 Tarifkunden und 263000 Sondervertragskun-den 2001 in Deutschland 46

- Verteilung von Erdgas uumlber das Niederdruckrohrleitungsnetz bei einem Wohnungsbestand von 379middot106 Wohnungen (169middot106 Wohngebaumlude) 61 (httpwwwdestatisdejahrbuch) an 168middot106 Haushalte (453 ) 3 2001 in Deutschland

- Verteilung von Benzin und Heizoumll mit ca 11000 Tankwagen (100000 t) und ca 9000 Tankanhaumlngern (200000 t)

fuumlr 1195middot106 Wohnungen 3 an 16068 Tankstellen (8 Ausgabe 2002) fuumlr 519middot106 Kraftfahrzeuge (34 Ausgabe 20022003) (2724 PkwTankstelle) 2001 in Deutschland uumlber das Straszligennetz

51 Feste Brennstoffe rarr Folie 51 bdquoSchnittbild eines Kohlen-Kulildquo 4 S 258

52 Fluumlssige Brennstoffe rarr Folie 52 bdquoAufbau und Abmessungen eines Tankfahrzeugesldquo 4 S 260

53 Gasfoumlrmige Brennstoffe rarr Folie 53 bdquoSchema MD-Hausanschluss mit PVC-Rohrldquo 4 S 262 Hausanschlussmoumlglichkeiten 62 Konfiguration 1 DruckreglerGaszaumlhler innerhalb der Wohnung (z B Deutschland Belgien

Niederlande) Konfiguration 2 DruckreglerGaszaumlhler auszligerhalb der Wohnung (Geraumltekasten in Frontfas-

sade oder im Vorgarten z B Canada Argentinien) Selbstkostenpreise 250 USD (Spanien Slovenien Niederlande Argentinien) bis 1650 USD (Schweden Japan Daumlnemark) fuumlr Hausanschluss (bis 10 m3h)

Stand 1298 Groumlszligenordnung der Kostenanteile am Erdgaspreis (Deutschland 2003) Erdgas ab Grenze 1 CentkWh 23 TransportSpeicherung 01 CentkWh 23 Regionalverteiler 02 - 03 CentkWh 57 Ortsgasunternehmen 3 CentkWh 68

66

rarr Folie bdquoHausanschlussraum in Anlehnung an DIN 18012 mit Hauptpotentialaus-gleichldquo 59 S 1211

55 Verteilung elektrischer Energie

Weitere Verteilstruktur Fluumlssiggas (LPG) in Gasflaschen und mit Gastankfahrzeugen

54 Heiszligwasser

rarr Folie 55 bdquoAnschlussleitung und Hausstationldquo 63 S 10

Hausstation Direkter oder indirekter Anschluss (siehe Kapitel 331)

Netznutzungsentgelte Niederspannung 20022003 39549 CentkWh

67

6 LITERATURVERZEICHNIS 1 Zielsetzung Abgrenzung Energiebegriffe 1 - Die Tankschiffahrt in den 90er Jahren Shell Briefing Service (SBS) Deutsche Shell AG Hamburg SBS Nummer 11992 2 - Grundzuumlge der Energiewirtschaft Ruhrgas AG Essen Mai 1997 3 - Erdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblick Ruhrgas AG Essen Oktober 2002 4 Sauer E Zeise R Energietransport -speicherung und -verteilung Technischer Verlag Resch GraumlfelfingVerlag TUumlV Rheinland GmbH Koumlln 1983 2 Transport von fossilen Primaumlrenergietraumlgern 5 Knizia K Gefaumlhrdet das Klima unserer Energiepolitik die Erde VGB Kraftwerkstechnik Essen 76 (1996) Heft 7 S 538 ndash 543 6 - Steinkohle 2003 ndash Energie und Sicherheit Gesamtverband des deutschen Steinkohlenbergbaus GVST Essen Oktober 2003 7 - Energie fuumlr Deutschland ndash Fakten Perspektiven und Positionen im globalen Kontext 2001 Deutsches Nationales Komitee des Weltenergierates DNK Duumlsseldorf 2002 8 - MWV Mineraloumll-Zahlen 2002 Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg Mai 2003 9 - Jahrbuch 1996 Bergbau Erdoumll und Erdgas Petrochemie Elektrizitaumlt Umweltschutz 103 Jahrgang Verlag Gluumlckauf GmbH Essen 10 - MWV Jahresbericht 2002 Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg Mai 2003 11 - Mineraloelstory Deutsche BP Aktiengesellschaft Hamburg 1981 12 - BP Zahlen aus der Mineraloumllwirtschaft 1998 BP Oil Deutschland GmbH Hamburg 1998 (ab 1999 jaumlhrliche Ausgabe eingestellt) 13 - TT 240 Turbinentanker

Howaldtswerke Deutsche Werft AG Prospekt 218 W 9742000 DE Storck Hamburg und Kiel 1975

14 - Jahrbuch 2002 der europaumlischen Energie- und Rohstoffwirtschaft 109 Jahrgang Verlag Gluumlckauf GmbH Essen 2001 15 - Major Pipelines of the World Energy Map Series no 2 The Petroleum Economist Ltd London September 1993 16 - Mineraloumllversorgung mit Pipelines Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg November 2000

68

17 Escher G Moumlglichkeiten und Grenzen des Transportes bei Erdoumll und seinen Produkten

VDI Berichte 1129 bdquoGLOBAL LINK ndash Interkontinentaler Energieverbundldquo VDI-Verlag GmbH Duumlsseldorf Oktober 1994 S 73 -100

18 - ENERGIE DATEN ndash Nationale und internationale Entwicklung BMWi Berlin September 2002 19 - 73 Gasstatistik Bundesrepublik Deutschland ndash Berichtsjahr 1951

VGW Verband der deutschen Gas- und Wasserwerke Frankfurt a M DVGW Deutscher Verein von Gas- und Wasserfachmaumlnnern Frankfurt a M August 1954 (und folgende Jahre)

20 - 123 Gasstatistik Bundesrepublik Deutschland ndash Berichtsjahr 2001

BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e V Bonn Wirt-schafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH Bonn 2003

21 Krass W Kittel A Uhde A Pipelinetechnik - Mineraloumllfernleitungen Verlag TUumlV Rheinland GmbH Koumlln 1979 22 Kalide W Einfuumlhrung in die technische Stroumlmungslehre 7 Auflage Carl Hanser Verlag Muumlnchen 1990 23 Steinmann K Erdgastransport und -verteilung - Grundbegriffe der Stroumlmungsvorgaumlnge in

Rohrleitungen Volesungsmanuskript Universitaumlt Clausthal-Zellerfeld 2003

24 Mischner J Novgorodskij J J Zur Ermittlung der Rohrreibungszahl GasmiddotErdgas gwf 141 (2000) Nr 8 S 532 - 539 25 Eberhard R Huumlning R Handbuch der Gasversorgungstechnik - Gastransport und Gas-

verteilung 2 Auflage R Oldenbourg Verlag Muumlnchen 1990 S 165ff 26 Herning F Stoffstroumlme in Rohrleitungen 4 Auflage VDI-Verlag GmbH Duumlsseldorf 1966 27 Bollrich G Technische Hydromechanik - Band 1 ndash Grundlagen 4 Auflage Verlag fuumlr Bauwesen GmbH Berlin 1996 28 - KAEFER Isoliertechnik im Schiffbau

Prospekt KAEFER Isoliertechnik Bremen 1991 29 Gruszlig H Kantelberg E-O Schiffer H-W Weltmarkt fuumlr Steinkohle ndash Ausgabe 2002 RWE Rheinbraun AG Koumlln September 2002 30 - Zahlen zur Kohlenwirtschaft

Heft Nr 150 Statistik der Kohlenwirtschaft e V Essen und Koumlln Verlag Gluumlckauf GmbH Essen Juni 2003

31 - Der Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik Deutschland im Jahre

2001 Statistik der Kohlenwirtschaft e V Essen und Koumlln November 2002

69

32 - Jahresbericht 2002 Verein der Kohlenimporteure e V Hamburg 2003 33 - Annual Report 2002 Abridged Version Verein der Kohlenimporteure e V Hamburg 2003 34 Radke S Verkehr in Zahlen 20022003

31 Jahrgang Herausgeber Bundesministerium fuumlr Verkehr Bau- und Wohnungswesen Berlin Bearbeitet Deutsches Institut fuumlr Wirtschaftsforschung (DIW) Berlin Deutscher Verkehrs-Verlag GmbH Hamburg 2002

35 - Die Bahn DB - Daten und Fakten 2002 Deutsche Bahn AG Berlin 2003 36 - Guumlterwagen der Bahn Deutsche Bahn AG Geschaumlftsbereich Ladungsverkehr Mainz 1994 37 - Binnenschifffahrt ndash Daten und Fakten 2003 Bundesverband der Deutschen Binnenschiffahrt e V Duisburg 2003 38 - Geschaumlftsbericht des BDB 20022003 Bundesverband der Deutschen Binnenschiffahrt e V Duisburg 2003 3 Transport von Sekundaumlrenergien 39 - VDN Daten und Fakten - Stromnetze in Deutschland 2003

Broschuumlre Verband der Netzbetreiber - VDN - e V beim VDEW Berlin Ausgabe 1 Mai 2003

40 - VDN-Jahresbericht 2002

Broschuumlre Verband der Netzbetreiber - VDN - e V beim VDEW Berlin Ausgabe 1 Mai 2003

41 - Verbundwirtschaft in Deutschland 2001 Broschuumlre DVG Deutsche Verbundgesellschaft e V Heidelberg Ausgabe 1 Mai 2001 42 - VDEW-Statistik 1998 - Leistung und Arbeit Gesamtergebnisse 1998

Vereinigung Deutscher Elektrizitaumltswerke - VDEW - e V Verlags- und Wirtschaftsge-sellschaft der Elektrizitaumltswerke m b H Frankfurt am Main 1 Ausgabe 2000 (Nachfol-geausgaben ohne Karte Jahresdaten der Stromversorger )

43 - Strommarkt Deutschland 1997 - Die oumlffentliche Stromversorgung

Herausgeber Vereinigung Deutscher Elektrizitaumltswerke - VDEW - e V Frankfurt am Main Oktober 1998

44 Horbelt O et al Uumlbertragung und Verteilung der elektrischen Energie Lehrerfachheft 5 Auflage RWE Energie AG Essen Energiewirtschaft und Technik Ver-

lags-Gesellschaft mbH Essen 1995 45 - Strom-Daten ndash Faktendienst fuumlr die Energiewirtschaft

Verband der Elektrizitaumltswirtschaft -VDEW- e V Berlin und FrankfurtM September 2003

70

46 - Strommarkt Deutschland 2003 Herbst - Zahlen und Fakten zur Stromversorgung Herausgeber Verband der Elektrizitaumltswirtschaft - VDEW - e V VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt am Main Oktober 2003

47 Happoldt H Oeding D Elektrische Kraftwerke und Netze 5 Auflage Springer-Verlag Berlin 1978 48 Hannes B Rottenbacher C Ermittlung angemessener Durchleitungsentgelte Elektrizitaumltswirtschaft Jg 96 (1997) Heft 18 S 931 - 936 VDEW e V Frankfurt 49 - bdquokWh ist nicht gleich kWhldquo - Kostenelemente des Stroms Energienachrichten Main-Kraftwerke Aktiengesellschaft Frankfurt am Main Nr 231995 50 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland - Hauptbericht der Fernwaumlrmerversorgung 2001 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 1-2 S 28 - 35 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 51 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland ndash Fernwaumlrme-Preisvergleich 2002 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 4 S 20 - 23 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 52 - Mineraloumll-Logistik Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg April 1999 4 Speicherung von Energie 53 Wichert M Effiziente Kohlenwasserstoff-Emissionsminderung waumlhrend der Rohoumlltank-

reinigung ist technisch realisierbar Jahresbericht `97 Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen (LUA NRW) Essen 1998 S 133 - 136

54 - Geschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003

- 01 April 2002 - 31 Maumlrz 2003 Erdoumllbevorratungsverband EBV Koumlrperschaft des oumlffentlichen Rechts Hamburg No-vember 2003

55 - Oumll im Salz 2 Ausgabe Esso Informationsprogramm Nr 5 Esso AG Hamburg Maumlrz 1976 56 - Bericht uumlber das 55 Geschaumlftsjahr 1980 Ruhrgas AG Essen April 1981 57 Sedlacek R Untertage-Erdgasspeicherung in Deutschland ERDOumlL ERDGAS KOHLE 119 Jg 2003 Heft 11 S 392 - 402 URBAN-VERLAG Hamburg GmbH 2003 58 - VDEW-Erhebung uumlber elektrische Raumspeicherheizung 1989 Beilage zu VDEW-Kontakt 1090 FrankfurtM 17 08 1990 59 Biasin K Hauke W RWE Energie BAU-HANDBUCH 12 Ausgabe RWE Energie AG Essen Energie-Verlag GmbH Heidelberg 198

71

60 Stieper K Elektro-Zentralspeicher fuumlr Warmwasser-Zentralheizungssysteme TAB 1293 S 983 - 987 5 Verteilung von Energie 61 - Statistisches Jahrbuch 2003 fuumlr die Bundesrepublik Deutschland Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2003

63 - Technische Richtlinien fuumlr Hausanschluumlsse an Fernwaumlrmenetze

4 Ausgabe Herausgeber Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V (AGFW) bei der Verei-nigung Deutscher Elektrizitaumltswerke -VDEW- e V Verlags- und Wirtschaftsgesellschaft der Elektrizitaumltswerke mbH -VWEW- Frankfurt am Main 1975

62 Ingelghem Van Eric Arbeitsergebnisse des IGU Working Committee 5 (Gasverteilung) 1997-2000Oldenbourg Industrieverlag Muumlnchen gwf Gas Erdgas 141 (2000) Nr 10 S 709 - 715

• 1ZIELSETZUNG ABGRENZUNG ENERGIEBEGRIFFE
• 2TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN
• • 21Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiem
  • 22Transport von Erdoumll
  • • 221Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesg
    • 222Der Mineraloumllfluss von der Quelle bis zum V
    • 223Erdoumll-Tankertransport
    • • 2231Entwicklung und Technik beim Tankertransport
      • 2233Kosten beim Tankertransport
      • 2234Umweltaspekte
      • • 224Erdoumll-Pipelinetransport
        • • 2241Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik
          • 2242Einzelkomponenten und Hilfsgeraumlte
          • 2243Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport
          • 2244Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pi
          • • 225Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligen
            • • 23Transport von Erdgas
              • • 231Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet
                • 232Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                • 233Erdgas-Pipelinetransport
                • • 2331Entwicklung Situation und Technik
                  • 2332Einzelkomponenten und Infrastruktur beim Erdgas-Pipelinetransport
                  • • 234Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker
                    • • 2343Kosten beim LNG-Tankertransport
                      • • 235Sonstige Transportarten fuumlr LNG
                        • • 24 Transport von Steinkohle
                          • • 241Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                            • 242Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle
                            • 243Bahntransport von Steinkohle
                            • • 2431Streckennetz und heutige Zugtechnik
                              • 2433Kosten beim Bahntransport
                              • • 244Schiffstransport von Steinkohle
                                • • 2441Bundeswasserstraszligen und heutige Schiffsty
                                  • 2443Kosten beim Schiffstransport
                                  • • 245Hydraulischer Transport von Steinkohle
                                    • • 2451Stand der Technik beim hydraulischen Transport
                                      • 2452Einzelkomponenten und Probleme
                                      • 2453Kosten
                                      • • 246Transportkostenvergleich bei der Stromerzeugung mit Steinkohle
                                        • • 25Transport von Braunkohle
                                          • • 252Angebot und Nachfrage bei der Braunkohle
                                            • 253Bandtransport von Braunkohle
                                            • • 2532Kosten beim Bandtransport
                                              • • 254Bahntransport von Braunkohle
                                                • • 2541Technik und Einzelkomponenten
                                                  • 2541Kosten beim Bahntransport
                                                  • • 255Transport von Staubkohle
                                                    • • 3TRANSPORT VON SEKUNDAumlRENERGIEN
                                                      • • 31 Der Sekundaumlrenergiemarkt in der Bundesrepubl
                                                        • 32Transport elektrischer Energie
                                                        • • 321Elektrischer Energiefluss und derzeitige Ver
                                                          • 322Transport uumlber Freileitungen
                                                          • • 3221Technik der Freileitungen
                                                            • 3222Der Betrieb von Freileitungen
                                                            • 3223Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitung
                                                            • • 323Transport uumlber Kabel
                                                              • • 3231Kabeltechnik
                                                                • 3233Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrec
                                                                • • 324Einzelkomponenten
                                                                  • • 3241Transformatoren
                                                                    • 3242Schaltanlagen
                                                                    • • 325Netzverluste
                                                                      • 327Transportkosten
                                                                      • • 33Transport von Fernwaumlrme
                                                                        • • 331Energiefluss Definitionen und Situation der
                                                                          • 332Transport von Heiszligwasser uumlber Rohrleitungen
                                                                          • • 3321Netzlaumlngen und und derzeitige Technik
                                                                            • 3322Einzelkomponenten
                                                                            • 3323Kosten
                                                                            • • 3 4Transport von Mineraloumllprodukten
                                                                              • • 341Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltn
                                                                                • 342Transport uumlber Fertigproduktenpipeline
                                                                                • • 3421Situation und Technik
                                                                                  • 3422Kosten
                                                                                  • • 343Transport mit Tankschiffen
                                                                                    • • 3431Situation und Technik
                                                                                      • 3432Kosten
                                                                                      • • 344Transport mit Eisenbahnkesselwagen
                                                                                        • • 3441Situationsbeschreibung und Technik
                                                                                          • 3442Kosten
                                                                                          • • 35Transport von Gasen
                                                                                            • 36Transport von festen Brennstoffen
                                                                                            • • 4SPEICHERUNG VON ENERGIE
                                                                                              • • 41Feste Energietraumlger
                                                                                                • • 411Haldenlagerung
                                                                                                  • 412Hallen- und Bunkerlagerung
                                                                                                  • 413Kosten der Lagerung
                                                                                                  • • 42Fluumlssige Energietraumlger
                                                                                                    • • 421Ober- und unterirdische Tanklagerung
                                                                                                      • 422Unterirdische Speicher
                                                                                                      • 423Kosten der Lagerung von fluumlssigen Energietr
                                                                                                      • • 43Gasfoumlrmige Energietraumlger
                                                                                                        • • 431Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Ener
                                                                                                          • 432Gasbehaumllterspeicherung
                                                                                                          • 433Untertagegasspeicher
                                                                                                          • 434LNG- und LPG-Speicher
                                                                                                          • 435Kosten
                                                                                                          • • 44Thermische Energiespeicher
                                                                                                            • • 441Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der
                                                                                                              • 442Warmwasserspeicher
                                                                                                              • • 4421Kurzzeitspeicher
                                                                                                                • 4422Langzeitspeicher
                                                                                                                • • 443Latentenergiespeicher
                                                                                                                  • 444Thermische Feststoffspeicher
                                                                                                                  • 445Kosten fuumlr thermische Energiespeicher
                                                                                                                  • • 45Speicherung elektrischer Energie
                                                                                                                    • • 451Hydraulische Pumpspeicheranlagen
                                                                                                                      • 452Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen
                                                                                                                      • 453Dampfspeicher-Anlagen
                                                                                                                      • 454Elektrochemische Speicher
                                                                                                                      • 455Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten
                                                                                                                      • • 5VERTEILUNG VON ENERGIE
                                                                                                                        • • 51Feste Brennstoffe
                                                                                                                          • 52Fluumlssige Brennstoffe
                                                                                                                          • 53Gasfoumlrmige Brennstoffe
                                                                                                                          • 54Heiszligwasser
                                                                                                                          • 55Verteilung elektrischer Energie
                                                                                                                          • • 6LITERATURVERZEICHNIS

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6 LITERATURVERZEICHNIS 1 Zielsetzung Abgrenzung Energiebegriffe 1 - Die Tankschiffahrt in den 90er Jahren Shell Briefing Service (SBS) Deutsche Shell AG Hamburg SBS Nummer 11992 2 - Grundzuumlge der Energiewirtschaft Ruhrgas AG Essen Mai 1997 3 - Erdgaswirtschaft ndash Eine Branche im Uumlberblick Ruhrgas AG Essen Oktober 2002 4 Sauer E Zeise R Energietransport -speicherung und -verteilung Technischer Verlag Resch GraumlfelfingVerlag TUumlV Rheinland GmbH Koumlln 1983 2 Transport von fossilen Primaumlrenergietraumlgern 5 Knizia K Gefaumlhrdet das Klima unserer Energiepolitik die Erde VGB Kraftwerkstechnik Essen 76 (1996) Heft 7 S 538 ndash 543 6 - Steinkohle 2003 ndash Energie und Sicherheit Gesamtverband des deutschen Steinkohlenbergbaus GVST Essen Oktober 2003 7 - Energie fuumlr Deutschland ndash Fakten Perspektiven und Positionen im globalen Kontext 2001 Deutsches Nationales Komitee des Weltenergierates DNK Duumlsseldorf 2002 8 - MWV Mineraloumll-Zahlen 2002 Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg Mai 2003 9 - Jahrbuch 1996 Bergbau Erdoumll und Erdgas Petrochemie Elektrizitaumlt Umweltschutz 103 Jahrgang Verlag Gluumlckauf GmbH Essen 10 - MWV Jahresbericht 2002 Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg Mai 2003 11 - Mineraloelstory Deutsche BP Aktiengesellschaft Hamburg 1981 12 - BP Zahlen aus der Mineraloumllwirtschaft 1998 BP Oil Deutschland GmbH Hamburg 1998 (ab 1999 jaumlhrliche Ausgabe eingestellt) 13 - TT 240 Turbinentanker

Howaldtswerke Deutsche Werft AG Prospekt 218 W 9742000 DE Storck Hamburg und Kiel 1975

14 - Jahrbuch 2002 der europaumlischen Energie- und Rohstoffwirtschaft 109 Jahrgang Verlag Gluumlckauf GmbH Essen 2001 15 - Major Pipelines of the World Energy Map Series no 2 The Petroleum Economist Ltd London September 1993 16 - Mineraloumllversorgung mit Pipelines Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg November 2000

68

17 Escher G Moumlglichkeiten und Grenzen des Transportes bei Erdoumll und seinen Produkten

VDI Berichte 1129 bdquoGLOBAL LINK ndash Interkontinentaler Energieverbundldquo VDI-Verlag GmbH Duumlsseldorf Oktober 1994 S 73 -100

18 - ENERGIE DATEN ndash Nationale und internationale Entwicklung BMWi Berlin September 2002 19 - 73 Gasstatistik Bundesrepublik Deutschland ndash Berichtsjahr 1951

VGW Verband der deutschen Gas- und Wasserwerke Frankfurt a M DVGW Deutscher Verein von Gas- und Wasserfachmaumlnnern Frankfurt a M August 1954 (und folgende Jahre)

20 - 123 Gasstatistik Bundesrepublik Deutschland ndash Berichtsjahr 2001

BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e V Bonn Wirt-schafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH Bonn 2003

21 Krass W Kittel A Uhde A Pipelinetechnik - Mineraloumllfernleitungen Verlag TUumlV Rheinland GmbH Koumlln 1979 22 Kalide W Einfuumlhrung in die technische Stroumlmungslehre 7 Auflage Carl Hanser Verlag Muumlnchen 1990 23 Steinmann K Erdgastransport und -verteilung - Grundbegriffe der Stroumlmungsvorgaumlnge in

Rohrleitungen Volesungsmanuskript Universitaumlt Clausthal-Zellerfeld 2003

24 Mischner J Novgorodskij J J Zur Ermittlung der Rohrreibungszahl GasmiddotErdgas gwf 141 (2000) Nr 8 S 532 - 539 25 Eberhard R Huumlning R Handbuch der Gasversorgungstechnik - Gastransport und Gas-

verteilung 2 Auflage R Oldenbourg Verlag Muumlnchen 1990 S 165ff 26 Herning F Stoffstroumlme in Rohrleitungen 4 Auflage VDI-Verlag GmbH Duumlsseldorf 1966 27 Bollrich G Technische Hydromechanik - Band 1 ndash Grundlagen 4 Auflage Verlag fuumlr Bauwesen GmbH Berlin 1996 28 - KAEFER Isoliertechnik im Schiffbau

Prospekt KAEFER Isoliertechnik Bremen 1991 29 Gruszlig H Kantelberg E-O Schiffer H-W Weltmarkt fuumlr Steinkohle ndash Ausgabe 2002 RWE Rheinbraun AG Koumlln September 2002 30 - Zahlen zur Kohlenwirtschaft

Heft Nr 150 Statistik der Kohlenwirtschaft e V Essen und Koumlln Verlag Gluumlckauf GmbH Essen Juni 2003

31 - Der Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik Deutschland im Jahre

2001 Statistik der Kohlenwirtschaft e V Essen und Koumlln November 2002

69

32 - Jahresbericht 2002 Verein der Kohlenimporteure e V Hamburg 2003 33 - Annual Report 2002 Abridged Version Verein der Kohlenimporteure e V Hamburg 2003 34 Radke S Verkehr in Zahlen 20022003

31 Jahrgang Herausgeber Bundesministerium fuumlr Verkehr Bau- und Wohnungswesen Berlin Bearbeitet Deutsches Institut fuumlr Wirtschaftsforschung (DIW) Berlin Deutscher Verkehrs-Verlag GmbH Hamburg 2002

35 - Die Bahn DB - Daten und Fakten 2002 Deutsche Bahn AG Berlin 2003 36 - Guumlterwagen der Bahn Deutsche Bahn AG Geschaumlftsbereich Ladungsverkehr Mainz 1994 37 - Binnenschifffahrt ndash Daten und Fakten 2003 Bundesverband der Deutschen Binnenschiffahrt e V Duisburg 2003 38 - Geschaumlftsbericht des BDB 20022003 Bundesverband der Deutschen Binnenschiffahrt e V Duisburg 2003 3 Transport von Sekundaumlrenergien 39 - VDN Daten und Fakten - Stromnetze in Deutschland 2003

Broschuumlre Verband der Netzbetreiber - VDN - e V beim VDEW Berlin Ausgabe 1 Mai 2003

40 - VDN-Jahresbericht 2002

Broschuumlre Verband der Netzbetreiber - VDN - e V beim VDEW Berlin Ausgabe 1 Mai 2003

41 - Verbundwirtschaft in Deutschland 2001 Broschuumlre DVG Deutsche Verbundgesellschaft e V Heidelberg Ausgabe 1 Mai 2001 42 - VDEW-Statistik 1998 - Leistung und Arbeit Gesamtergebnisse 1998

Vereinigung Deutscher Elektrizitaumltswerke - VDEW - e V Verlags- und Wirtschaftsge-sellschaft der Elektrizitaumltswerke m b H Frankfurt am Main 1 Ausgabe 2000 (Nachfol-geausgaben ohne Karte Jahresdaten der Stromversorger )

43 - Strommarkt Deutschland 1997 - Die oumlffentliche Stromversorgung

Herausgeber Vereinigung Deutscher Elektrizitaumltswerke - VDEW - e V Frankfurt am Main Oktober 1998

44 Horbelt O et al Uumlbertragung und Verteilung der elektrischen Energie Lehrerfachheft 5 Auflage RWE Energie AG Essen Energiewirtschaft und Technik Ver-

lags-Gesellschaft mbH Essen 1995 45 - Strom-Daten ndash Faktendienst fuumlr die Energiewirtschaft

Verband der Elektrizitaumltswirtschaft -VDEW- e V Berlin und FrankfurtM September 2003

70

46 - Strommarkt Deutschland 2003 Herbst - Zahlen und Fakten zur Stromversorgung Herausgeber Verband der Elektrizitaumltswirtschaft - VDEW - e V VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt am Main Oktober 2003

47 Happoldt H Oeding D Elektrische Kraftwerke und Netze 5 Auflage Springer-Verlag Berlin 1978 48 Hannes B Rottenbacher C Ermittlung angemessener Durchleitungsentgelte Elektrizitaumltswirtschaft Jg 96 (1997) Heft 18 S 931 - 936 VDEW e V Frankfurt 49 - bdquokWh ist nicht gleich kWhldquo - Kostenelemente des Stroms Energienachrichten Main-Kraftwerke Aktiengesellschaft Frankfurt am Main Nr 231995 50 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland - Hauptbericht der Fernwaumlrmerversorgung 2001 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 1-2 S 28 - 35 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 51 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland ndash Fernwaumlrme-Preisvergleich 2002 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 4 S 20 - 23 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 52 - Mineraloumll-Logistik Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg April 1999 4 Speicherung von Energie 53 Wichert M Effiziente Kohlenwasserstoff-Emissionsminderung waumlhrend der Rohoumlltank-

reinigung ist technisch realisierbar Jahresbericht `97 Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen (LUA NRW) Essen 1998 S 133 - 136

54 - Geschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003

- 01 April 2002 - 31 Maumlrz 2003 Erdoumllbevorratungsverband EBV Koumlrperschaft des oumlffentlichen Rechts Hamburg No-vember 2003

55 - Oumll im Salz 2 Ausgabe Esso Informationsprogramm Nr 5 Esso AG Hamburg Maumlrz 1976 56 - Bericht uumlber das 55 Geschaumlftsjahr 1980 Ruhrgas AG Essen April 1981 57 Sedlacek R Untertage-Erdgasspeicherung in Deutschland ERDOumlL ERDGAS KOHLE 119 Jg 2003 Heft 11 S 392 - 402 URBAN-VERLAG Hamburg GmbH 2003 58 - VDEW-Erhebung uumlber elektrische Raumspeicherheizung 1989 Beilage zu VDEW-Kontakt 1090 FrankfurtM 17 08 1990 59 Biasin K Hauke W RWE Energie BAU-HANDBUCH 12 Ausgabe RWE Energie AG Essen Energie-Verlag GmbH Heidelberg 198

71

60 Stieper K Elektro-Zentralspeicher fuumlr Warmwasser-Zentralheizungssysteme TAB 1293 S 983 - 987 5 Verteilung von Energie 61 - Statistisches Jahrbuch 2003 fuumlr die Bundesrepublik Deutschland Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2003

63 - Technische Richtlinien fuumlr Hausanschluumlsse an Fernwaumlrmenetze

4 Ausgabe Herausgeber Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V (AGFW) bei der Verei-nigung Deutscher Elektrizitaumltswerke -VDEW- e V Verlags- und Wirtschaftsgesellschaft der Elektrizitaumltswerke mbH -VWEW- Frankfurt am Main 1975

62 Ingelghem Van Eric Arbeitsergebnisse des IGU Working Committee 5 (Gasverteilung) 1997-2000Oldenbourg Industrieverlag Muumlnchen gwf Gas Erdgas 141 (2000) Nr 10 S 709 - 715

• 1ZIELSETZUNG ABGRENZUNG ENERGIEBEGRIFFE
• 2TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN
• • 21Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiem
  • 22Transport von Erdoumll
  • • 221Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesg
    • 222Der Mineraloumllfluss von der Quelle bis zum V
    • 223Erdoumll-Tankertransport
    • • 2231Entwicklung und Technik beim Tankertransport
      • 2233Kosten beim Tankertransport
      • 2234Umweltaspekte
      • • 224Erdoumll-Pipelinetransport
        • • 2241Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik
          • 2242Einzelkomponenten und Hilfsgeraumlte
          • 2243Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport
          • 2244Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pi
          • • 225Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligen
            • • 23Transport von Erdgas
              • • 231Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet
                • 232Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                • 233Erdgas-Pipelinetransport
                • • 2331Entwicklung Situation und Technik
                  • 2332Einzelkomponenten und Infrastruktur beim Erdgas-Pipelinetransport
                  • • 234Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker
                    • • 2343Kosten beim LNG-Tankertransport
                      • • 235Sonstige Transportarten fuumlr LNG
                        • • 24 Transport von Steinkohle
                          • • 241Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                            • 242Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle
                            • 243Bahntransport von Steinkohle
                            • • 2431Streckennetz und heutige Zugtechnik
                              • 2433Kosten beim Bahntransport
                              • • 244Schiffstransport von Steinkohle
                                • • 2441Bundeswasserstraszligen und heutige Schiffsty
                                  • 2443Kosten beim Schiffstransport
                                  • • 245Hydraulischer Transport von Steinkohle
                                    • • 2451Stand der Technik beim hydraulischen Transport
                                      • 2452Einzelkomponenten und Probleme
                                      • 2453Kosten
                                      • • 246Transportkostenvergleich bei der Stromerzeugung mit Steinkohle
                                        • • 25Transport von Braunkohle
                                          • • 252Angebot und Nachfrage bei der Braunkohle
                                            • 253Bandtransport von Braunkohle
                                            • • 2532Kosten beim Bandtransport
                                              • • 254Bahntransport von Braunkohle
                                                • • 2541Technik und Einzelkomponenten
                                                  • 2541Kosten beim Bahntransport
                                                  • • 255Transport von Staubkohle
                                                    • • 3TRANSPORT VON SEKUNDAumlRENERGIEN
                                                      • • 31 Der Sekundaumlrenergiemarkt in der Bundesrepubl
                                                        • 32Transport elektrischer Energie
                                                        • • 321Elektrischer Energiefluss und derzeitige Ver
                                                          • 322Transport uumlber Freileitungen
                                                          • • 3221Technik der Freileitungen
                                                            • 3222Der Betrieb von Freileitungen
                                                            • 3223Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitung
                                                            • • 323Transport uumlber Kabel
                                                              • • 3231Kabeltechnik
                                                                • 3233Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrec
                                                                • • 324Einzelkomponenten
                                                                  • • 3241Transformatoren
                                                                    • 3242Schaltanlagen
                                                                    • • 325Netzverluste
                                                                      • 327Transportkosten
                                                                      • • 33Transport von Fernwaumlrme
                                                                        • • 331Energiefluss Definitionen und Situation der
                                                                          • 332Transport von Heiszligwasser uumlber Rohrleitungen
                                                                          • • 3321Netzlaumlngen und und derzeitige Technik
                                                                            • 3322Einzelkomponenten
                                                                            • 3323Kosten
                                                                            • • 3 4Transport von Mineraloumllprodukten
                                                                              • • 341Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltn
                                                                                • 342Transport uumlber Fertigproduktenpipeline
                                                                                • • 3421Situation und Technik
                                                                                  • 3422Kosten
                                                                                  • • 343Transport mit Tankschiffen
                                                                                    • • 3431Situation und Technik
                                                                                      • 3432Kosten
                                                                                      • • 344Transport mit Eisenbahnkesselwagen
                                                                                        • • 3441Situationsbeschreibung und Technik
                                                                                          • 3442Kosten
                                                                                          • • 35Transport von Gasen
                                                                                            • 36Transport von festen Brennstoffen
                                                                                            • • 4SPEICHERUNG VON ENERGIE
                                                                                              • • 41Feste Energietraumlger
                                                                                                • • 411Haldenlagerung
                                                                                                  • 412Hallen- und Bunkerlagerung
                                                                                                  • 413Kosten der Lagerung
                                                                                                  • • 42Fluumlssige Energietraumlger
                                                                                                    • • 421Ober- und unterirdische Tanklagerung
                                                                                                      • 422Unterirdische Speicher
                                                                                                      • 423Kosten der Lagerung von fluumlssigen Energietr
                                                                                                      • • 43Gasfoumlrmige Energietraumlger
                                                                                                        • • 431Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Ener
                                                                                                          • 432Gasbehaumllterspeicherung
                                                                                                          • 433Untertagegasspeicher
                                                                                                          • 434LNG- und LPG-Speicher
                                                                                                          • 435Kosten
                                                                                                          • • 44Thermische Energiespeicher
                                                                                                            • • 441Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der
                                                                                                              • 442Warmwasserspeicher
                                                                                                              • • 4421Kurzzeitspeicher
                                                                                                                • 4422Langzeitspeicher
                                                                                                                • • 443Latentenergiespeicher
                                                                                                                  • 444Thermische Feststoffspeicher
                                                                                                                  • 445Kosten fuumlr thermische Energiespeicher
                                                                                                                  • • 45Speicherung elektrischer Energie
                                                                                                                    • • 451Hydraulische Pumpspeicheranlagen
                                                                                                                      • 452Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen
                                                                                                                      • 453Dampfspeicher-Anlagen
                                                                                                                      • 454Elektrochemische Speicher
                                                                                                                      • 455Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten
                                                                                                                      • • 5VERTEILUNG VON ENERGIE
                                                                                                                        • • 51Feste Brennstoffe
                                                                                                                          • 52Fluumlssige Brennstoffe
                                                                                                                          • 53Gasfoumlrmige Brennstoffe
                                                                                                                          • 54Heiszligwasser
                                                                                                                          • 55Verteilung elektrischer Energie
                                                                                                                          • • 6LITERATURVERZEICHNIS

68

17 Escher G Moumlglichkeiten und Grenzen des Transportes bei Erdoumll und seinen Produkten

VDI Berichte 1129 bdquoGLOBAL LINK ndash Interkontinentaler Energieverbundldquo VDI-Verlag GmbH Duumlsseldorf Oktober 1994 S 73 -100

18 - ENERGIE DATEN ndash Nationale und internationale Entwicklung BMWi Berlin September 2002 19 - 73 Gasstatistik Bundesrepublik Deutschland ndash Berichtsjahr 1951

VGW Verband der deutschen Gas- und Wasserwerke Frankfurt a M DVGW Deutscher Verein von Gas- und Wasserfachmaumlnnern Frankfurt a M August 1954 (und folgende Jahre)

20 - 123 Gasstatistik Bundesrepublik Deutschland ndash Berichtsjahr 2001

BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft e V Bonn Wirt-schafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH Bonn 2003

21 Krass W Kittel A Uhde A Pipelinetechnik - Mineraloumllfernleitungen Verlag TUumlV Rheinland GmbH Koumlln 1979 22 Kalide W Einfuumlhrung in die technische Stroumlmungslehre 7 Auflage Carl Hanser Verlag Muumlnchen 1990 23 Steinmann K Erdgastransport und -verteilung - Grundbegriffe der Stroumlmungsvorgaumlnge in

Rohrleitungen Volesungsmanuskript Universitaumlt Clausthal-Zellerfeld 2003

24 Mischner J Novgorodskij J J Zur Ermittlung der Rohrreibungszahl GasmiddotErdgas gwf 141 (2000) Nr 8 S 532 - 539 25 Eberhard R Huumlning R Handbuch der Gasversorgungstechnik - Gastransport und Gas-

verteilung 2 Auflage R Oldenbourg Verlag Muumlnchen 1990 S 165ff 26 Herning F Stoffstroumlme in Rohrleitungen 4 Auflage VDI-Verlag GmbH Duumlsseldorf 1966 27 Bollrich G Technische Hydromechanik - Band 1 ndash Grundlagen 4 Auflage Verlag fuumlr Bauwesen GmbH Berlin 1996 28 - KAEFER Isoliertechnik im Schiffbau

Prospekt KAEFER Isoliertechnik Bremen 1991 29 Gruszlig H Kantelberg E-O Schiffer H-W Weltmarkt fuumlr Steinkohle ndash Ausgabe 2002 RWE Rheinbraun AG Koumlln September 2002 30 - Zahlen zur Kohlenwirtschaft

Heft Nr 150 Statistik der Kohlenwirtschaft e V Essen und Koumlln Verlag Gluumlckauf GmbH Essen Juni 2003

31 - Der Kohlenbergbau in der Energiewirtschaft der Bundesrepublik Deutschland im Jahre

2001 Statistik der Kohlenwirtschaft e V Essen und Koumlln November 2002

69

32 - Jahresbericht 2002 Verein der Kohlenimporteure e V Hamburg 2003 33 - Annual Report 2002 Abridged Version Verein der Kohlenimporteure e V Hamburg 2003 34 Radke S Verkehr in Zahlen 20022003

31 Jahrgang Herausgeber Bundesministerium fuumlr Verkehr Bau- und Wohnungswesen Berlin Bearbeitet Deutsches Institut fuumlr Wirtschaftsforschung (DIW) Berlin Deutscher Verkehrs-Verlag GmbH Hamburg 2002

35 - Die Bahn DB - Daten und Fakten 2002 Deutsche Bahn AG Berlin 2003 36 - Guumlterwagen der Bahn Deutsche Bahn AG Geschaumlftsbereich Ladungsverkehr Mainz 1994 37 - Binnenschifffahrt ndash Daten und Fakten 2003 Bundesverband der Deutschen Binnenschiffahrt e V Duisburg 2003 38 - Geschaumlftsbericht des BDB 20022003 Bundesverband der Deutschen Binnenschiffahrt e V Duisburg 2003 3 Transport von Sekundaumlrenergien 39 - VDN Daten und Fakten - Stromnetze in Deutschland 2003

Broschuumlre Verband der Netzbetreiber - VDN - e V beim VDEW Berlin Ausgabe 1 Mai 2003

40 - VDN-Jahresbericht 2002

Broschuumlre Verband der Netzbetreiber - VDN - e V beim VDEW Berlin Ausgabe 1 Mai 2003

41 - Verbundwirtschaft in Deutschland 2001 Broschuumlre DVG Deutsche Verbundgesellschaft e V Heidelberg Ausgabe 1 Mai 2001 42 - VDEW-Statistik 1998 - Leistung und Arbeit Gesamtergebnisse 1998

Vereinigung Deutscher Elektrizitaumltswerke - VDEW - e V Verlags- und Wirtschaftsge-sellschaft der Elektrizitaumltswerke m b H Frankfurt am Main 1 Ausgabe 2000 (Nachfol-geausgaben ohne Karte Jahresdaten der Stromversorger )

43 - Strommarkt Deutschland 1997 - Die oumlffentliche Stromversorgung

Herausgeber Vereinigung Deutscher Elektrizitaumltswerke - VDEW - e V Frankfurt am Main Oktober 1998

44 Horbelt O et al Uumlbertragung und Verteilung der elektrischen Energie Lehrerfachheft 5 Auflage RWE Energie AG Essen Energiewirtschaft und Technik Ver-

lags-Gesellschaft mbH Essen 1995 45 - Strom-Daten ndash Faktendienst fuumlr die Energiewirtschaft

Verband der Elektrizitaumltswirtschaft -VDEW- e V Berlin und FrankfurtM September 2003

70

46 - Strommarkt Deutschland 2003 Herbst - Zahlen und Fakten zur Stromversorgung Herausgeber Verband der Elektrizitaumltswirtschaft - VDEW - e V VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt am Main Oktober 2003

47 Happoldt H Oeding D Elektrische Kraftwerke und Netze 5 Auflage Springer-Verlag Berlin 1978 48 Hannes B Rottenbacher C Ermittlung angemessener Durchleitungsentgelte Elektrizitaumltswirtschaft Jg 96 (1997) Heft 18 S 931 - 936 VDEW e V Frankfurt 49 - bdquokWh ist nicht gleich kWhldquo - Kostenelemente des Stroms Energienachrichten Main-Kraftwerke Aktiengesellschaft Frankfurt am Main Nr 231995 50 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland - Hauptbericht der Fernwaumlrmerversorgung 2001 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 1-2 S 28 - 35 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 51 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland ndash Fernwaumlrme-Preisvergleich 2002 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 4 S 20 - 23 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 52 - Mineraloumll-Logistik Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg April 1999 4 Speicherung von Energie 53 Wichert M Effiziente Kohlenwasserstoff-Emissionsminderung waumlhrend der Rohoumlltank-

reinigung ist technisch realisierbar Jahresbericht `97 Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen (LUA NRW) Essen 1998 S 133 - 136

54 - Geschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003

- 01 April 2002 - 31 Maumlrz 2003 Erdoumllbevorratungsverband EBV Koumlrperschaft des oumlffentlichen Rechts Hamburg No-vember 2003

55 - Oumll im Salz 2 Ausgabe Esso Informationsprogramm Nr 5 Esso AG Hamburg Maumlrz 1976 56 - Bericht uumlber das 55 Geschaumlftsjahr 1980 Ruhrgas AG Essen April 1981 57 Sedlacek R Untertage-Erdgasspeicherung in Deutschland ERDOumlL ERDGAS KOHLE 119 Jg 2003 Heft 11 S 392 - 402 URBAN-VERLAG Hamburg GmbH 2003 58 - VDEW-Erhebung uumlber elektrische Raumspeicherheizung 1989 Beilage zu VDEW-Kontakt 1090 FrankfurtM 17 08 1990 59 Biasin K Hauke W RWE Energie BAU-HANDBUCH 12 Ausgabe RWE Energie AG Essen Energie-Verlag GmbH Heidelberg 198

71

60 Stieper K Elektro-Zentralspeicher fuumlr Warmwasser-Zentralheizungssysteme TAB 1293 S 983 - 987 5 Verteilung von Energie 61 - Statistisches Jahrbuch 2003 fuumlr die Bundesrepublik Deutschland Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2003

63 - Technische Richtlinien fuumlr Hausanschluumlsse an Fernwaumlrmenetze

4 Ausgabe Herausgeber Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V (AGFW) bei der Verei-nigung Deutscher Elektrizitaumltswerke -VDEW- e V Verlags- und Wirtschaftsgesellschaft der Elektrizitaumltswerke mbH -VWEW- Frankfurt am Main 1975

62 Ingelghem Van Eric Arbeitsergebnisse des IGU Working Committee 5 (Gasverteilung) 1997-2000Oldenbourg Industrieverlag Muumlnchen gwf Gas Erdgas 141 (2000) Nr 10 S 709 - 715

• 1ZIELSETZUNG ABGRENZUNG ENERGIEBEGRIFFE
• 2TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN
• • 21Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiem
  • 22Transport von Erdoumll
  • • 221Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesg
    • 222Der Mineraloumllfluss von der Quelle bis zum V
    • 223Erdoumll-Tankertransport
    • • 2231Entwicklung und Technik beim Tankertransport
      • 2233Kosten beim Tankertransport
      • 2234Umweltaspekte
      • • 224Erdoumll-Pipelinetransport
        • • 2241Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik
          • 2242Einzelkomponenten und Hilfsgeraumlte
          • 2243Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport
          • 2244Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pi
          • • 225Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligen
            • • 23Transport von Erdgas
              • • 231Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet
                • 232Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                • 233Erdgas-Pipelinetransport
                • • 2331Entwicklung Situation und Technik
                  • 2332Einzelkomponenten und Infrastruktur beim Erdgas-Pipelinetransport
                  • • 234Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker
                    • • 2343Kosten beim LNG-Tankertransport
                      • • 235Sonstige Transportarten fuumlr LNG
                        • • 24 Transport von Steinkohle
                          • • 241Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                            • 242Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle
                            • 243Bahntransport von Steinkohle
                            • • 2431Streckennetz und heutige Zugtechnik
                              • 2433Kosten beim Bahntransport
                              • • 244Schiffstransport von Steinkohle
                                • • 2441Bundeswasserstraszligen und heutige Schiffsty
                                  • 2443Kosten beim Schiffstransport
                                  • • 245Hydraulischer Transport von Steinkohle
                                    • • 2451Stand der Technik beim hydraulischen Transport
                                      • 2452Einzelkomponenten und Probleme
                                      • 2453Kosten
                                      • • 246Transportkostenvergleich bei der Stromerzeugung mit Steinkohle
                                        • • 25Transport von Braunkohle
                                          • • 252Angebot und Nachfrage bei der Braunkohle
                                            • 253Bandtransport von Braunkohle
                                            • • 2532Kosten beim Bandtransport
                                              • • 254Bahntransport von Braunkohle
                                                • • 2541Technik und Einzelkomponenten
                                                  • 2541Kosten beim Bahntransport
                                                  • • 255Transport von Staubkohle
                                                    • • 3TRANSPORT VON SEKUNDAumlRENERGIEN
                                                      • • 31 Der Sekundaumlrenergiemarkt in der Bundesrepubl
                                                        • 32Transport elektrischer Energie
                                                        • • 321Elektrischer Energiefluss und derzeitige Ver
                                                          • 322Transport uumlber Freileitungen
                                                          • • 3221Technik der Freileitungen
                                                            • 3222Der Betrieb von Freileitungen
                                                            • 3223Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitung
                                                            • • 323Transport uumlber Kabel
                                                              • • 3231Kabeltechnik
                                                                • 3233Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrec
                                                                • • 324Einzelkomponenten
                                                                  • • 3241Transformatoren
                                                                    • 3242Schaltanlagen
                                                                    • • 325Netzverluste
                                                                      • 327Transportkosten
                                                                      • • 33Transport von Fernwaumlrme
                                                                        • • 331Energiefluss Definitionen und Situation der
                                                                          • 332Transport von Heiszligwasser uumlber Rohrleitungen
                                                                          • • 3321Netzlaumlngen und und derzeitige Technik
                                                                            • 3322Einzelkomponenten
                                                                            • 3323Kosten
                                                                            • • 3 4Transport von Mineraloumllprodukten
                                                                              • • 341Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltn
                                                                                • 342Transport uumlber Fertigproduktenpipeline
                                                                                • • 3421Situation und Technik
                                                                                  • 3422Kosten
                                                                                  • • 343Transport mit Tankschiffen
                                                                                    • • 3431Situation und Technik
                                                                                      • 3432Kosten
                                                                                      • • 344Transport mit Eisenbahnkesselwagen
                                                                                        • • 3441Situationsbeschreibung und Technik
                                                                                          • 3442Kosten
                                                                                          • • 35Transport von Gasen
                                                                                            • 36Transport von festen Brennstoffen
                                                                                            • • 4SPEICHERUNG VON ENERGIE
                                                                                              • • 41Feste Energietraumlger
                                                                                                • • 411Haldenlagerung
                                                                                                  • 412Hallen- und Bunkerlagerung
                                                                                                  • 413Kosten der Lagerung
                                                                                                  • • 42Fluumlssige Energietraumlger
                                                                                                    • • 421Ober- und unterirdische Tanklagerung
                                                                                                      • 422Unterirdische Speicher
                                                                                                      • 423Kosten der Lagerung von fluumlssigen Energietr
                                                                                                      • • 43Gasfoumlrmige Energietraumlger
                                                                                                        • • 431Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Ener
                                                                                                          • 432Gasbehaumllterspeicherung
                                                                                                          • 433Untertagegasspeicher
                                                                                                          • 434LNG- und LPG-Speicher
                                                                                                          • 435Kosten
                                                                                                          • • 44Thermische Energiespeicher
                                                                                                            • • 441Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der
                                                                                                              • 442Warmwasserspeicher
                                                                                                              • • 4421Kurzzeitspeicher
                                                                                                                • 4422Langzeitspeicher
                                                                                                                • • 443Latentenergiespeicher
                                                                                                                  • 444Thermische Feststoffspeicher
                                                                                                                  • 445Kosten fuumlr thermische Energiespeicher
                                                                                                                  • • 45Speicherung elektrischer Energie
                                                                                                                    • • 451Hydraulische Pumpspeicheranlagen
                                                                                                                      • 452Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen
                                                                                                                      • 453Dampfspeicher-Anlagen
                                                                                                                      • 454Elektrochemische Speicher
                                                                                                                      • 455Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten
                                                                                                                      • • 5VERTEILUNG VON ENERGIE
                                                                                                                        • • 51Feste Brennstoffe
                                                                                                                          • 52Fluumlssige Brennstoffe
                                                                                                                          • 53Gasfoumlrmige Brennstoffe
                                                                                                                          • 54Heiszligwasser
                                                                                                                          • 55Verteilung elektrischer Energie
                                                                                                                          • • 6LITERATURVERZEICHNIS

69

32 - Jahresbericht 2002 Verein der Kohlenimporteure e V Hamburg 2003 33 - Annual Report 2002 Abridged Version Verein der Kohlenimporteure e V Hamburg 2003 34 Radke S Verkehr in Zahlen 20022003

31 Jahrgang Herausgeber Bundesministerium fuumlr Verkehr Bau- und Wohnungswesen Berlin Bearbeitet Deutsches Institut fuumlr Wirtschaftsforschung (DIW) Berlin Deutscher Verkehrs-Verlag GmbH Hamburg 2002

35 - Die Bahn DB - Daten und Fakten 2002 Deutsche Bahn AG Berlin 2003 36 - Guumlterwagen der Bahn Deutsche Bahn AG Geschaumlftsbereich Ladungsverkehr Mainz 1994 37 - Binnenschifffahrt ndash Daten und Fakten 2003 Bundesverband der Deutschen Binnenschiffahrt e V Duisburg 2003 38 - Geschaumlftsbericht des BDB 20022003 Bundesverband der Deutschen Binnenschiffahrt e V Duisburg 2003 3 Transport von Sekundaumlrenergien 39 - VDN Daten und Fakten - Stromnetze in Deutschland 2003

Broschuumlre Verband der Netzbetreiber - VDN - e V beim VDEW Berlin Ausgabe 1 Mai 2003

40 - VDN-Jahresbericht 2002

Broschuumlre Verband der Netzbetreiber - VDN - e V beim VDEW Berlin Ausgabe 1 Mai 2003

41 - Verbundwirtschaft in Deutschland 2001 Broschuumlre DVG Deutsche Verbundgesellschaft e V Heidelberg Ausgabe 1 Mai 2001 42 - VDEW-Statistik 1998 - Leistung und Arbeit Gesamtergebnisse 1998

Vereinigung Deutscher Elektrizitaumltswerke - VDEW - e V Verlags- und Wirtschaftsge-sellschaft der Elektrizitaumltswerke m b H Frankfurt am Main 1 Ausgabe 2000 (Nachfol-geausgaben ohne Karte Jahresdaten der Stromversorger )

43 - Strommarkt Deutschland 1997 - Die oumlffentliche Stromversorgung

Herausgeber Vereinigung Deutscher Elektrizitaumltswerke - VDEW - e V Frankfurt am Main Oktober 1998

44 Horbelt O et al Uumlbertragung und Verteilung der elektrischen Energie Lehrerfachheft 5 Auflage RWE Energie AG Essen Energiewirtschaft und Technik Ver-

lags-Gesellschaft mbH Essen 1995 45 - Strom-Daten ndash Faktendienst fuumlr die Energiewirtschaft

Verband der Elektrizitaumltswirtschaft -VDEW- e V Berlin und FrankfurtM September 2003

70

46 - Strommarkt Deutschland 2003 Herbst - Zahlen und Fakten zur Stromversorgung Herausgeber Verband der Elektrizitaumltswirtschaft - VDEW - e V VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt am Main Oktober 2003

47 Happoldt H Oeding D Elektrische Kraftwerke und Netze 5 Auflage Springer-Verlag Berlin 1978 48 Hannes B Rottenbacher C Ermittlung angemessener Durchleitungsentgelte Elektrizitaumltswirtschaft Jg 96 (1997) Heft 18 S 931 - 936 VDEW e V Frankfurt 49 - bdquokWh ist nicht gleich kWhldquo - Kostenelemente des Stroms Energienachrichten Main-Kraftwerke Aktiengesellschaft Frankfurt am Main Nr 231995 50 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland - Hauptbericht der Fernwaumlrmerversorgung 2001 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 1-2 S 28 - 35 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 51 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland ndash Fernwaumlrme-Preisvergleich 2002 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 4 S 20 - 23 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 52 - Mineraloumll-Logistik Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg April 1999 4 Speicherung von Energie 53 Wichert M Effiziente Kohlenwasserstoff-Emissionsminderung waumlhrend der Rohoumlltank-

reinigung ist technisch realisierbar Jahresbericht `97 Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen (LUA NRW) Essen 1998 S 133 - 136

54 - Geschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003

- 01 April 2002 - 31 Maumlrz 2003 Erdoumllbevorratungsverband EBV Koumlrperschaft des oumlffentlichen Rechts Hamburg No-vember 2003

55 - Oumll im Salz 2 Ausgabe Esso Informationsprogramm Nr 5 Esso AG Hamburg Maumlrz 1976 56 - Bericht uumlber das 55 Geschaumlftsjahr 1980 Ruhrgas AG Essen April 1981 57 Sedlacek R Untertage-Erdgasspeicherung in Deutschland ERDOumlL ERDGAS KOHLE 119 Jg 2003 Heft 11 S 392 - 402 URBAN-VERLAG Hamburg GmbH 2003 58 - VDEW-Erhebung uumlber elektrische Raumspeicherheizung 1989 Beilage zu VDEW-Kontakt 1090 FrankfurtM 17 08 1990 59 Biasin K Hauke W RWE Energie BAU-HANDBUCH 12 Ausgabe RWE Energie AG Essen Energie-Verlag GmbH Heidelberg 198

71

60 Stieper K Elektro-Zentralspeicher fuumlr Warmwasser-Zentralheizungssysteme TAB 1293 S 983 - 987 5 Verteilung von Energie 61 - Statistisches Jahrbuch 2003 fuumlr die Bundesrepublik Deutschland Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2003

63 - Technische Richtlinien fuumlr Hausanschluumlsse an Fernwaumlrmenetze

4 Ausgabe Herausgeber Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V (AGFW) bei der Verei-nigung Deutscher Elektrizitaumltswerke -VDEW- e V Verlags- und Wirtschaftsgesellschaft der Elektrizitaumltswerke mbH -VWEW- Frankfurt am Main 1975

62 Ingelghem Van Eric Arbeitsergebnisse des IGU Working Committee 5 (Gasverteilung) 1997-2000Oldenbourg Industrieverlag Muumlnchen gwf Gas Erdgas 141 (2000) Nr 10 S 709 - 715

• 1ZIELSETZUNG ABGRENZUNG ENERGIEBEGRIFFE
• 2TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN
• • 21Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiem
  • 22Transport von Erdoumll
  • • 221Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesg
    • 222Der Mineraloumllfluss von der Quelle bis zum V
    • 223Erdoumll-Tankertransport
    • • 2231Entwicklung und Technik beim Tankertransport
      • 2233Kosten beim Tankertransport
      • 2234Umweltaspekte
      • • 224Erdoumll-Pipelinetransport
        • • 2241Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik
          • 2242Einzelkomponenten und Hilfsgeraumlte
          • 2243Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport
          • 2244Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pi
          • • 225Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligen
            • • 23Transport von Erdgas
              • • 231Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet
                • 232Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                • 233Erdgas-Pipelinetransport
                • • 2331Entwicklung Situation und Technik
                  • 2332Einzelkomponenten und Infrastruktur beim Erdgas-Pipelinetransport
                  • • 234Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker
                    • • 2343Kosten beim LNG-Tankertransport
                      • • 235Sonstige Transportarten fuumlr LNG
                        • • 24 Transport von Steinkohle
                          • • 241Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                            • 242Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle
                            • 243Bahntransport von Steinkohle
                            • • 2431Streckennetz und heutige Zugtechnik
                              • 2433Kosten beim Bahntransport
                              • • 244Schiffstransport von Steinkohle
                                • • 2441Bundeswasserstraszligen und heutige Schiffsty
                                  • 2443Kosten beim Schiffstransport
                                  • • 245Hydraulischer Transport von Steinkohle
                                    • • 2451Stand der Technik beim hydraulischen Transport
                                      • 2452Einzelkomponenten und Probleme
                                      • 2453Kosten
                                      • • 246Transportkostenvergleich bei der Stromerzeugung mit Steinkohle
                                        • • 25Transport von Braunkohle
                                          • • 252Angebot und Nachfrage bei der Braunkohle
                                            • 253Bandtransport von Braunkohle
                                            • • 2532Kosten beim Bandtransport
                                              • • 254Bahntransport von Braunkohle
                                                • • 2541Technik und Einzelkomponenten
                                                  • 2541Kosten beim Bahntransport
                                                  • • 255Transport von Staubkohle
                                                    • • 3TRANSPORT VON SEKUNDAumlRENERGIEN
                                                      • • 31 Der Sekundaumlrenergiemarkt in der Bundesrepubl
                                                        • 32Transport elektrischer Energie
                                                        • • 321Elektrischer Energiefluss und derzeitige Ver
                                                          • 322Transport uumlber Freileitungen
                                                          • • 3221Technik der Freileitungen
                                                            • 3222Der Betrieb von Freileitungen
                                                            • 3223Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitung
                                                            • • 323Transport uumlber Kabel
                                                              • • 3231Kabeltechnik
                                                                • 3233Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrec
                                                                • • 324Einzelkomponenten
                                                                  • • 3241Transformatoren
                                                                    • 3242Schaltanlagen
                                                                    • • 325Netzverluste
                                                                      • 327Transportkosten
                                                                      • • 33Transport von Fernwaumlrme
                                                                        • • 331Energiefluss Definitionen und Situation der
                                                                          • 332Transport von Heiszligwasser uumlber Rohrleitungen
                                                                          • • 3321Netzlaumlngen und und derzeitige Technik
                                                                            • 3322Einzelkomponenten
                                                                            • 3323Kosten
                                                                            • • 3 4Transport von Mineraloumllprodukten
                                                                              • • 341Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltn
                                                                                • 342Transport uumlber Fertigproduktenpipeline
                                                                                • • 3421Situation und Technik
                                                                                  • 3422Kosten
                                                                                  • • 343Transport mit Tankschiffen
                                                                                    • • 3431Situation und Technik
                                                                                      • 3432Kosten
                                                                                      • • 344Transport mit Eisenbahnkesselwagen
                                                                                        • • 3441Situationsbeschreibung und Technik
                                                                                          • 3442Kosten
                                                                                          • • 35Transport von Gasen
                                                                                            • 36Transport von festen Brennstoffen
                                                                                            • • 4SPEICHERUNG VON ENERGIE
                                                                                              • • 41Feste Energietraumlger
                                                                                                • • 411Haldenlagerung
                                                                                                  • 412Hallen- und Bunkerlagerung
                                                                                                  • 413Kosten der Lagerung
                                                                                                  • • 42Fluumlssige Energietraumlger
                                                                                                    • • 421Ober- und unterirdische Tanklagerung
                                                                                                      • 422Unterirdische Speicher
                                                                                                      • 423Kosten der Lagerung von fluumlssigen Energietr
                                                                                                      • • 43Gasfoumlrmige Energietraumlger
                                                                                                        • • 431Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Ener
                                                                                                          • 432Gasbehaumllterspeicherung
                                                                                                          • 433Untertagegasspeicher
                                                                                                          • 434LNG- und LPG-Speicher
                                                                                                          • 435Kosten
                                                                                                          • • 44Thermische Energiespeicher
                                                                                                            • • 441Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der
                                                                                                              • 442Warmwasserspeicher
                                                                                                              • • 4421Kurzzeitspeicher
                                                                                                                • 4422Langzeitspeicher
                                                                                                                • • 443Latentenergiespeicher
                                                                                                                  • 444Thermische Feststoffspeicher
                                                                                                                  • 445Kosten fuumlr thermische Energiespeicher
                                                                                                                  • • 45Speicherung elektrischer Energie
                                                                                                                    • • 451Hydraulische Pumpspeicheranlagen
                                                                                                                      • 452Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen
                                                                                                                      • 453Dampfspeicher-Anlagen
                                                                                                                      • 454Elektrochemische Speicher
                                                                                                                      • 455Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten
                                                                                                                      • • 5VERTEILUNG VON ENERGIE
                                                                                                                        • • 51Feste Brennstoffe
                                                                                                                          • 52Fluumlssige Brennstoffe
                                                                                                                          • 53Gasfoumlrmige Brennstoffe
                                                                                                                          • 54Heiszligwasser
                                                                                                                          • 55Verteilung elektrischer Energie
                                                                                                                          • • 6LITERATURVERZEICHNIS

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46 - Strommarkt Deutschland 2003 Herbst - Zahlen und Fakten zur Stromversorgung Herausgeber Verband der Elektrizitaumltswirtschaft - VDEW - e V VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt am Main Oktober 2003

47 Happoldt H Oeding D Elektrische Kraftwerke und Netze 5 Auflage Springer-Verlag Berlin 1978 48 Hannes B Rottenbacher C Ermittlung angemessener Durchleitungsentgelte Elektrizitaumltswirtschaft Jg 96 (1997) Heft 18 S 931 - 936 VDEW e V Frankfurt 49 - bdquokWh ist nicht gleich kWhldquo - Kostenelemente des Stroms Energienachrichten Main-Kraftwerke Aktiengesellschaft Frankfurt am Main Nr 231995 50 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland - Hauptbericht der Fernwaumlrmerversorgung 2001 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 1-2 S 28 - 35 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 51 Schmitz K Fernwaumlrme in Deutschland ndash Fernwaumlrme-Preisvergleich 2002 Euroheat amp Power Bruumlssel 32 Jg (2003) Heft 4 S 20 - 23 Arbeitsgemeinschaft fuumlr Waumlrme- und Heizkraftwirtschaft -AGFW- e V beim VDEW VWEW Energieverlag GmbH Frankfurt (Main) 52 - Mineraloumll-Logistik Mineraloumllwirtschaftsverband e V MWV Hamburg April 1999 4 Speicherung von Energie 53 Wichert M Effiziente Kohlenwasserstoff-Emissionsminderung waumlhrend der Rohoumlltank-

reinigung ist technisch realisierbar Jahresbericht `97 Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen (LUA NRW) Essen 1998 S 133 - 136

54 - Geschaumlftsbericht ndash Bericht uumlber das Haushaltsjahr 20022003

- 01 April 2002 - 31 Maumlrz 2003 Erdoumllbevorratungsverband EBV Koumlrperschaft des oumlffentlichen Rechts Hamburg No-vember 2003

55 - Oumll im Salz 2 Ausgabe Esso Informationsprogramm Nr 5 Esso AG Hamburg Maumlrz 1976 56 - Bericht uumlber das 55 Geschaumlftsjahr 1980 Ruhrgas AG Essen April 1981 57 Sedlacek R Untertage-Erdgasspeicherung in Deutschland ERDOumlL ERDGAS KOHLE 119 Jg 2003 Heft 11 S 392 - 402 URBAN-VERLAG Hamburg GmbH 2003 58 - VDEW-Erhebung uumlber elektrische Raumspeicherheizung 1989 Beilage zu VDEW-Kontakt 1090 FrankfurtM 17 08 1990 59 Biasin K Hauke W RWE Energie BAU-HANDBUCH 12 Ausgabe RWE Energie AG Essen Energie-Verlag GmbH Heidelberg 198

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60 Stieper K Elektro-Zentralspeicher fuumlr Warmwasser-Zentralheizungssysteme TAB 1293 S 983 - 987 5 Verteilung von Energie 61 - Statistisches Jahrbuch 2003 fuumlr die Bundesrepublik Deutschland Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2003

63 - Technische Richtlinien fuumlr Hausanschluumlsse an Fernwaumlrmenetze

4 Ausgabe Herausgeber Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V (AGFW) bei der Verei-nigung Deutscher Elektrizitaumltswerke -VDEW- e V Verlags- und Wirtschaftsgesellschaft der Elektrizitaumltswerke mbH -VWEW- Frankfurt am Main 1975

62 Ingelghem Van Eric Arbeitsergebnisse des IGU Working Committee 5 (Gasverteilung) 1997-2000Oldenbourg Industrieverlag Muumlnchen gwf Gas Erdgas 141 (2000) Nr 10 S 709 - 715

• 1ZIELSETZUNG ABGRENZUNG ENERGIEBEGRIFFE
• 2TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN
• • 21Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiem
  • 22Transport von Erdoumll
  • • 221Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesg
    • 222Der Mineraloumllfluss von der Quelle bis zum V
    • 223Erdoumll-Tankertransport
    • • 2231Entwicklung und Technik beim Tankertransport
      • 2233Kosten beim Tankertransport
      • 2234Umweltaspekte
      • • 224Erdoumll-Pipelinetransport
        • • 2241Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik
          • 2242Einzelkomponenten und Hilfsgeraumlte
          • 2243Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport
          • 2244Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pi
          • • 225Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligen
            • • 23Transport von Erdgas
              • • 231Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet
                • 232Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                • 233Erdgas-Pipelinetransport
                • • 2331Entwicklung Situation und Technik
                  • 2332Einzelkomponenten und Infrastruktur beim Erdgas-Pipelinetransport
                  • • 234Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker
                    • • 2343Kosten beim LNG-Tankertransport
                      • • 235Sonstige Transportarten fuumlr LNG
                        • • 24 Transport von Steinkohle
                          • • 241Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                            • 242Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle
                            • 243Bahntransport von Steinkohle
                            • • 2431Streckennetz und heutige Zugtechnik
                              • 2433Kosten beim Bahntransport
                              • • 244Schiffstransport von Steinkohle
                                • • 2441Bundeswasserstraszligen und heutige Schiffsty
                                  • 2443Kosten beim Schiffstransport
                                  • • 245Hydraulischer Transport von Steinkohle
                                    • • 2451Stand der Technik beim hydraulischen Transport
                                      • 2452Einzelkomponenten und Probleme
                                      • 2453Kosten
                                      • • 246Transportkostenvergleich bei der Stromerzeugung mit Steinkohle
                                        • • 25Transport von Braunkohle
                                          • • 252Angebot und Nachfrage bei der Braunkohle
                                            • 253Bandtransport von Braunkohle
                                            • • 2532Kosten beim Bandtransport
                                              • • 254Bahntransport von Braunkohle
                                                • • 2541Technik und Einzelkomponenten
                                                  • 2541Kosten beim Bahntransport
                                                  • • 255Transport von Staubkohle
                                                    • • 3TRANSPORT VON SEKUNDAumlRENERGIEN
                                                      • • 31 Der Sekundaumlrenergiemarkt in der Bundesrepubl
                                                        • 32Transport elektrischer Energie
                                                        • • 321Elektrischer Energiefluss und derzeitige Ver
                                                          • 322Transport uumlber Freileitungen
                                                          • • 3221Technik der Freileitungen
                                                            • 3222Der Betrieb von Freileitungen
                                                            • 3223Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitung
                                                            • • 323Transport uumlber Kabel
                                                              • • 3231Kabeltechnik
                                                                • 3233Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrec
                                                                • • 324Einzelkomponenten
                                                                  • • 3241Transformatoren
                                                                    • 3242Schaltanlagen
                                                                    • • 325Netzverluste
                                                                      • 327Transportkosten
                                                                      • • 33Transport von Fernwaumlrme
                                                                        • • 331Energiefluss Definitionen und Situation der
                                                                          • 332Transport von Heiszligwasser uumlber Rohrleitungen
                                                                          • • 3321Netzlaumlngen und und derzeitige Technik
                                                                            • 3322Einzelkomponenten
                                                                            • 3323Kosten
                                                                            • • 3 4Transport von Mineraloumllprodukten
                                                                              • • 341Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltn
                                                                                • 342Transport uumlber Fertigproduktenpipeline
                                                                                • • 3421Situation und Technik
                                                                                  • 3422Kosten
                                                                                  • • 343Transport mit Tankschiffen
                                                                                    • • 3431Situation und Technik
                                                                                      • 3432Kosten
                                                                                      • • 344Transport mit Eisenbahnkesselwagen
                                                                                        • • 3441Situationsbeschreibung und Technik
                                                                                          • 3442Kosten
                                                                                          • • 35Transport von Gasen
                                                                                            • 36Transport von festen Brennstoffen
                                                                                            • • 4SPEICHERUNG VON ENERGIE
                                                                                              • • 41Feste Energietraumlger
                                                                                                • • 411Haldenlagerung
                                                                                                  • 412Hallen- und Bunkerlagerung
                                                                                                  • 413Kosten der Lagerung
                                                                                                  • • 42Fluumlssige Energietraumlger
                                                                                                    • • 421Ober- und unterirdische Tanklagerung
                                                                                                      • 422Unterirdische Speicher
                                                                                                      • 423Kosten der Lagerung von fluumlssigen Energietr
                                                                                                      • • 43Gasfoumlrmige Energietraumlger
                                                                                                        • • 431Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Ener
                                                                                                          • 432Gasbehaumllterspeicherung
                                                                                                          • 433Untertagegasspeicher
                                                                                                          • 434LNG- und LPG-Speicher
                                                                                                          • 435Kosten
                                                                                                          • • 44Thermische Energiespeicher
                                                                                                            • • 441Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der
                                                                                                              • 442Warmwasserspeicher
                                                                                                              • • 4421Kurzzeitspeicher
                                                                                                                • 4422Langzeitspeicher
                                                                                                                • • 443Latentenergiespeicher
                                                                                                                  • 444Thermische Feststoffspeicher
                                                                                                                  • 445Kosten fuumlr thermische Energiespeicher
                                                                                                                  • • 45Speicherung elektrischer Energie
                                                                                                                    • • 451Hydraulische Pumpspeicheranlagen
                                                                                                                      • 452Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen
                                                                                                                      • 453Dampfspeicher-Anlagen
                                                                                                                      • 454Elektrochemische Speicher
                                                                                                                      • 455Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten
                                                                                                                      • • 5VERTEILUNG VON ENERGIE
                                                                                                                        • • 51Feste Brennstoffe
                                                                                                                          • 52Fluumlssige Brennstoffe
                                                                                                                          • 53Gasfoumlrmige Brennstoffe
                                                                                                                          • 54Heiszligwasser
                                                                                                                          • 55Verteilung elektrischer Energie
                                                                                                                          • • 6LITERATURVERZEICHNIS

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60 Stieper K Elektro-Zentralspeicher fuumlr Warmwasser-Zentralheizungssysteme TAB 1293 S 983 - 987 5 Verteilung von Energie 61 - Statistisches Jahrbuch 2003 fuumlr die Bundesrepublik Deutschland Statistisches Bundesamt Wiesbaden 2003

63 - Technische Richtlinien fuumlr Hausanschluumlsse an Fernwaumlrmenetze

4 Ausgabe Herausgeber Arbeitsgemeinschaft Fernwaumlrme e V (AGFW) bei der Verei-nigung Deutscher Elektrizitaumltswerke -VDEW- e V Verlags- und Wirtschaftsgesellschaft der Elektrizitaumltswerke mbH -VWEW- Frankfurt am Main 1975

62 Ingelghem Van Eric Arbeitsergebnisse des IGU Working Committee 5 (Gasverteilung) 1997-2000Oldenbourg Industrieverlag Muumlnchen gwf Gas Erdgas 141 (2000) Nr 10 S 709 - 715

• 1ZIELSETZUNG ABGRENZUNG ENERGIEBEGRIFFE
• 2TRANSPORT VON FOSSILEN PRIMAumlRENERGIETRAumlGERN
• • 21Gegenwaumlrtige Situation auf dem Primaumlrenergiem
  • 22Transport von Erdoumll
  • • 221Angebot und Nachfrage beim Erdoumll im Bundesg
    • 222Der Mineraloumllfluss von der Quelle bis zum V
    • 223Erdoumll-Tankertransport
    • • 2231Entwicklung und Technik beim Tankertransport
      • 2233Kosten beim Tankertransport
      • 2234Umweltaspekte
      • • 224Erdoumll-Pipelinetransport
        • • 2241Entwicklung im Pipelinetransport und heutige Technik
          • 2242Einzelkomponenten und Hilfsgeraumlte
          • 2243Kosten beim Erdoumll-Pipelinetransport
          • 2244Umweltaspekte beim Erdoumlltransport uumlber Pi
          • • 225Eisenbahn- Binnenschifffahrts- und Straszligen
            • • 23Transport von Erdgas
              • • 231Angebot und Nachfrage beim Erdgas im Bundesgebiet
                • 232Der Erdgasfluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                • 233Erdgas-Pipelinetransport
                • • 2331Entwicklung Situation und Technik
                  • 2332Einzelkomponenten und Infrastruktur beim Erdgas-Pipelinetransport
                  • • 234Fluumlssigerdgastransport mittels Tanker
                    • • 2343Kosten beim LNG-Tankertransport
                      • • 235Sonstige Transportarten fuumlr LNG
                        • • 24 Transport von Steinkohle
                          • • 241Der Steinkohlefluss von der Gewinnung bis zum Verbraucher
                            • 242Angebot und Nachfrage bei der Steinkohle
                            • 243Bahntransport von Steinkohle
                            • • 2431Streckennetz und heutige Zugtechnik
                              • 2433Kosten beim Bahntransport
                              • • 244Schiffstransport von Steinkohle
                                • • 2441Bundeswasserstraszligen und heutige Schiffsty
                                  • 2443Kosten beim Schiffstransport
                                  • • 245Hydraulischer Transport von Steinkohle
                                    • • 2451Stand der Technik beim hydraulischen Transport
                                      • 2452Einzelkomponenten und Probleme
                                      • 2453Kosten
                                      • • 246Transportkostenvergleich bei der Stromerzeugung mit Steinkohle
                                        • • 25Transport von Braunkohle
                                          • • 252Angebot und Nachfrage bei der Braunkohle
                                            • 253Bandtransport von Braunkohle
                                            • • 2532Kosten beim Bandtransport
                                              • • 254Bahntransport von Braunkohle
                                                • • 2541Technik und Einzelkomponenten
                                                  • 2541Kosten beim Bahntransport
                                                  • • 255Transport von Staubkohle
                                                    • • 3TRANSPORT VON SEKUNDAumlRENERGIEN
                                                      • • 31 Der Sekundaumlrenergiemarkt in der Bundesrepubl
                                                        • 32Transport elektrischer Energie
                                                        • • 321Elektrischer Energiefluss und derzeitige Ver
                                                          • 322Transport uumlber Freileitungen
                                                          • • 3221Technik der Freileitungen
                                                            • 3222Der Betrieb von Freileitungen
                                                            • 3223Kosten fuumlr die Errichtung von Freileitung
                                                            • • 323Transport uumlber Kabel
                                                              • • 3231Kabeltechnik
                                                                • 3233Kosten fuumlr die Einrichtung von Kabelstrec
                                                                • • 324Einzelkomponenten
                                                                  • • 3241Transformatoren
                                                                    • 3242Schaltanlagen
                                                                    • • 325Netzverluste
                                                                      • 327Transportkosten
                                                                      • • 33Transport von Fernwaumlrme
                                                                        • • 331Energiefluss Definitionen und Situation der
                                                                          • 332Transport von Heiszligwasser uumlber Rohrleitungen
                                                                          • • 3321Netzlaumlngen und und derzeitige Technik
                                                                            • 3322Einzelkomponenten
                                                                            • 3323Kosten
                                                                            • • 3 4Transport von Mineraloumllprodukten
                                                                              • • 341Angebots- Nachfrage- und Transportverhaumlltn
                                                                                • 342Transport uumlber Fertigproduktenpipeline
                                                                                • • 3421Situation und Technik
                                                                                  • 3422Kosten
                                                                                  • • 343Transport mit Tankschiffen
                                                                                    • • 3431Situation und Technik
                                                                                      • 3432Kosten
                                                                                      • • 344Transport mit Eisenbahnkesselwagen
                                                                                        • • 3441Situationsbeschreibung und Technik
                                                                                          • 3442Kosten
                                                                                          • • 35Transport von Gasen
                                                                                            • 36Transport von festen Brennstoffen
                                                                                            • • 4SPEICHERUNG VON ENERGIE
                                                                                              • • 41Feste Energietraumlger
                                                                                                • • 411Haldenlagerung
                                                                                                  • 412Hallen- und Bunkerlagerung
                                                                                                  • 413Kosten der Lagerung
                                                                                                  • • 42Fluumlssige Energietraumlger
                                                                                                    • • 421Ober- und unterirdische Tanklagerung
                                                                                                      • 422Unterirdische Speicher
                                                                                                      • 423Kosten der Lagerung von fluumlssigen Energietr
                                                                                                      • • 43Gasfoumlrmige Energietraumlger
                                                                                                        • • 431Absatzkurven fuumlr die leitungsgebundene Ener
                                                                                                          • 432Gasbehaumllterspeicherung
                                                                                                          • 433Untertagegasspeicher
                                                                                                          • 434LNG- und LPG-Speicher
                                                                                                          • 435Kosten
                                                                                                          • • 44Thermische Energiespeicher
                                                                                                            • • 441Beispiele fuumlr Angebot und Nachfrage bei der
                                                                                                              • 442Warmwasserspeicher
                                                                                                              • • 4421Kurzzeitspeicher
                                                                                                                • 4422Langzeitspeicher
                                                                                                                • • 443Latentenergiespeicher
                                                                                                                  • 444Thermische Feststoffspeicher
                                                                                                                  • 445Kosten fuumlr thermische Energiespeicher
                                                                                                                  • • 45Speicherung elektrischer Energie
                                                                                                                    • • 451Hydraulische Pumpspeicheranlagen
                                                                                                                      • 452Luftspeicher-Gasturbinen-Anlagen
                                                                                                                      • 453Dampfspeicher-Anlagen
                                                                                                                      • 454Elektrochemische Speicher
                                                                                                                      • 455Energiespeicherung mit supraleitenden Magneten
                                                                                                                      • • 5VERTEILUNG VON ENERGIE
                                                                                                                        • • 51Feste Brennstoffe
                                                                                                                          • 52Fluumlssige Brennstoffe
                                                                                                                          • 53Gasfoumlrmige Brennstoffe
                                                                                                                          • 54Heiszligwasser
                                                                                                                          • 55Verteilung elektrischer Energie
                                                                                                                          • • 6LITERATURVERZEICHNIS