100 Prozent sind machbar, Herr Nachbar!

Der Ausbau der Erneuerbaren Energien hat gerade erst begonnen. Auch wenn zu­künftige Anlagen sich in Deuschland harten Naturschutzkriterien stellen müssen, ist das Potenzial zur regenerativen Stromerzeugung noch weitgehend uner­schöpft. Die Deckung des gesamten Strombedarfs aus Erneuerbaren ist möglich

Renewable Energy

This chapter presents an in-depth examination of major renewable energy technologies, including their installed capacity and energy supply in 2009 , the current state of market and technology development, their economic and financial feasibility in 2009 and in the near future, as well as major issues they may face relative to their sustainability or implementation. Renewable energy sources have been important for humankind since the beginning of civilization. For centuries, biomass has been used for heating, cooking, steam generation, and power production; solar energy has been used for heating and drying; geothermal energy has been used for hot water supplies; hydropower, for movement; and wind energy, for pumping and irrigation. For many decades renewable energy sources have also been used to produce electricity or other modern energy carriers

Gesamtwirtschaftliche Bewertung der Energiegewinnung aus Biomasse unter Berücksichtigung externer und makroökonomischer Effekte (Externe Effekte der Biomasse) : Endbericht

Weltweit herrscht weitgehend Konsens darüber, dass die mit einer nachhaltigen Entwicklung verbundenen Ziele u. a. einen verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien bedingen. Betrachtet man in diesem Zusammenhang die Kosten und Potenziale der in Deutschland grundsätzlich nutzbaren erneuerbaren Energien, so zeigt sich, dass insbesondere die Biomasse bei „vertretbaren Kosten“ gegenüber heute einen deutlichen Mehrbeitrag zur Energieversorgung leisten könnte. Aus wohlfahrtstheoretischer bzw. gesamtwirtschaftlicher Sicht sind diese mit betriebswirtschaftlichem Kalkül ermittelten Kosten jedoch nicht ausreichend, um eine zuverlässige Beurteilung der Vorteilhaftigkeit von Energiesystemen zu ermöglichen. Die Bewertung der Förderwürdigkeit einer vermehrten Energiegewinnung aus Biomasse bedarf somit einer weitergehenden, auch gesamtwirtschaftliche Aspekte einbeziehenden Analyse. Eine derartige Bewertung wurde für die in Deutschland relevanten Bioenergiesysteme bisher allerdings noch nicht durchgeführt. Auch existiert noch keine allgemein anerkannte Standardmethodik zur gesamtwirtschaftlichen Bewertung von Energiesystemen. Das primäre Ziel dieser Studie ist es daher, die aus betriebswirtschaftlicher und gesamtwirtschaftlicher Sicht bedeutsamen Vor- und Nachteile einer verstärkten Energiegewinnung aus Biomasse in Deutschland zu ermitteln. Dazu muss zunächst eine geeignete Methodik entwickelt werden. Als Ergebnis der Untersuchung sollen schließlich Aussagen dazu getroffen werden, unter welchen Rand- und Rahmenbedingungen Möglichkeiten einer Energiebereitstellung aus biogenen Fest- und Flüssigbrennstoffen einerseits für den Betreiber, andererseits aber auch für die gesamte Volkswirtschaft am kostengünstigsten sind. Auch sollen Erkenntnisse dazu gewonnen werden, welche Entwicklungsmöglichkeiten die Bereitstellung von biogenen Flüssig- und Festbrennstoffen der heimischen Land- und Forstwirtschaft bieten. Die zur Erreichung dieser Zielsetzung durchgeführten Berechnungen haben schließlich gezeigt, dass die Energiegewinnung aus Biomasse zukünftig deutlich verstärkt in die Energieversorgung Deutschlands integriert werden sollte und dabei - unter Berücksichtigung quantifizierbarer externer und makroökonomischer Effekte - bereits heute zu erheblichen gesamtwirtschaftlichen Vorteilen wie z. B. der Stabilisierung des Agrar- und Forstsektors, positiven Nettobeschäftigungseffekten und einer reduzierten Abhängigkeit von Primärenergieimporten begleitet werden könnte. Darüber hinaus könnten durch Einsatz von Bioenergieträgern die Freisetzungen klimaschädlicher Gase und der Verbrauch erschöpflicher Energieressourcen signifikant reduziert werden. Da die gegenwärtigen energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen diese volkswirtschaftliche Vorteilhaftigkeit der Energiegewinnung aus Biomasse jedoch nicht in ausreichendem Maße in betriebswirtschaftliche Minderkosten übertragen, muss dies z. B. über den ergänzenden Einsatz von Fördermaßnahmen oder Besteuerung fossiler Energiesysteme erfolgen. Die maximale Erschließung der volkswirtschaftlichen Vorteile einer Energiegewinnung aus Biomasse setzt damit eine Ausgestaltung der aktuellen Förderinstrumente voraus

Generation expansion planning optimisation with renewable energy integration: A review

Generation expansion planning consists of finding the optimal long-term plan for the construction of new generation capacity subject to various economic and technical constraints. It usually involves solving a large-scale, non-linear discrete and dynamic optimisation problem in a highly constrained and uncertain environment. Traditional approaches to capacity planning have focused on achieving a least-cost plan. During the last two decades however, new paradigms for expansion planning have emerged that are driven by environmental and political factors. This has resulted in the formulation of multi-criteria approaches that enable power system planners to simultaneously consider multiple and conflicting objectives in the decision-making process. More recently, the increasing integration of intermittent renewable energy sources in the grid to sustain power system decarbonisation and energy security has introduced new challenges. Such a transition spawns new dynamics pertaining to the variability and uncertainty of these generation resources in determining the best mix. In addition to ensuring adequacy of generation capacity, it is essential to consider the operational characteristics of the generation sources in the planning process. In this paper, we first review the evolution of generation expansion planning techniques in the face of more stringent environmental policies and growing uncertainty. More importantly, we highlight the emerging challenges presented by the intermittent nature of some renewable energy sources. In particular, we discuss the power supply adequacy and operational flexibility issues introduced by variable renewable sources as well as the attempts made to address them. Finally, we identify important future research directions

Trends of European research and development in district heating technologies

There is a considerable diversity of district heating (DH) technologies, components and interaction in EU countries. The trends and developments of DH are investigated in this paper. Research of four areas related to DH systems and their interaction with: fossil fuels, renewable energy (RE) sources, energy efficiency of the systems and the impact on the environment and the human health are described in the following content. The key conclusion obtained from this review is that the DH development requires more flexible energy systems with building automations, more significant contribution of RE sources, more dynamic prosumers׳ participation, and integration with mix fuel energy systems, as part of smart energy sustainable systems in smart cities. These are the main issues that Europe has to address in order to establish sustainable DH systems across its countries.This research was conducted in collaboration between Wrocław University of Technology (Poland) and Brunel University London (UK). The support for the Polish team was by the Ministry of Science and HigherEducationunderGrantno.50532

Industrial SO2 pollution and agricultural losses in China: evidence from heavy air polluters

This paper aims to assess the agricultural losses caused by the 2069 state-monitored heavily air polluting enterprises located in 899 Chinese counties. We examine the correlation between per capita number of state-monitored enterprises and other socio-economic indices to show the negative impacts of sulphur dioxide (SO2) industrial air pollution on agricultural development in the regions. Despite these enterprises being the main drivers of economic development in China’s counties, surrounding agricultural land continues to be degraded because of the associated SO2 emissions. The cost of agricultural losses due to pollution is estimated at US$ 1.43 billion, representing 0.66% of the total agricultural value added of the 899 Chinese counties. The findings highlight the importance of cleaner production and have policy implications for dealing with industrial air pollution

Valuing the manufacturing externalities of wind energy: assessing the environmental profit and loss of wind turbines in Northern Europe

This study draws from a concept from green accounting, lifecycle assessment, and industrial ecology known as 'environmental profit and loss” (EP&L) to determine the extent of externalities across the manufacturing lifecycle of wind energy. So far, no EP&Ls have involved energy companies and none have involved wind energy or wind turbines. We perform an EP&L for three types of wind turbines sited and built in Northern Europe (Denmark and Norway) by a major manufacturer: a 3.2 MW onshore turbine with a mixed concrete steel foundation, a 3.0 MW offshore turbine with a steel foundation, and a 3.0 MW offshore turbine with a concrete foundation. For each of these three turbine types, we identify and monetize externalities related to carbon dioxide emissions, air pollution, and waste. We find that total environmental losses range from €1.1 million for the offshore turbine with concrete foundation to €740,000 for onshore turbines and about €500,000 for an offshore turbine with steel foundation—equivalent to almost one-fifth of construction cost in some instances. We conclude that carbon dioxide emissions dominate the amount of environmental damages and that turbines need to work for 2.5 to 5.5 years to payback their carbon debts. Even though turbines are installed in Europe, China and South Korea accounted for about 80% of damages across each type of turbine. Lastly, two components, foundations and towers, account for about 90% of all damages. We conclude with six implications for wind energy analysts, suppliers, manufacturers, and planners. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd