Lösungsvorschlag - Energiebedarfsrechnung für das Jahr 2020

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1 Lösungsvorschlag - Energiebedarfsrechnung für das Jahr 2020 a) Im Anhang finden Sie verschiedene Datengrundlagen der Weltbank, die uns bei der Energiewende behilflich sein können. Wählen Sie eine Datengrundlage aus, die Ihrer Meinung am aussagekräftigsten ist. Welche Daten verwenden Sie? Begründen Sie Ihre Auswahl. Die vorgelegten Daten sind gesamte Stromerzeugung, Stromverbrauch pro Kopf und Stromverbrauch insgesamt. Würde man die Entwicklung der Stromerzeugung innerhalb Deutschlands in Betracht ziehen, würde man unter Umständen zu viel Strom produzieren. Deutschland produzierte in hohem Maße mehr Strom als benötigt wurde und exportierte diesen in die umliegenden Länder. Also muss der Stromverbrauch betrachtet werden, wobei die Betrachtung pro Kopf ungünstig ist, da man so gezwungen wäre, die Entwicklung der Bevölkerung mit zu betrachten. Unter diesen Gesichtspunkten ist der gesamte Stromverbrauch eine sinnvolle Datengrundlage für die Vorhersage.

2 b) Da wir für den Bau der Kraftwerke genügend Zeit benötigen, können wir frühestens 2020 mit der vollen Auswirkung rechnen. Notieren Sie die Werte Ihrer Quelle in einer Tabelle und stellen Sie erste Vermutungen über den Bedarf im Jahr 2020 auf. Sie können die Werte der Weltbank aus den gefilterten Excel-Tabellen entnehmen. Diese Aufgabe soll intuitiv gelöst werden. Es gibt weder richtig noch falsch. Eine Vorhersage könnte sein, dass der zukünftige Stromverbrauch gleichbleibend ist. In den vergangenen zehn Jahren ist der Stromverbrauch nur minimal gestiegen und blieb stets unter 600 Milliarden Kilowattstunden. Alternativ kann angenommen werden, dass der Anstieg von 2009 auf 2010 auch in den kommenden Jahren weiterverlaufen wird. c) Wählen Sie aus den folgenden Funktionstypen einen Typ aus und berechnen Sie damit den Energiebedarf für das Jahr Lineare Funktion ( ) Parabel ( ) Polynom ( ) Exponentialfunktion ( ) Gibt es unterschiede in der Prognose? Welches Modell ist Ihrer Meinung nach am besten für eine Vorhersage geeignet?

3 Lösungsvorschläge: Erkennbar ist, dass viele Punkte nicht ausreichend interpoliert werden. Für das Jahr 2020 würden MWh vorhergesagt. Wenn allerdings schon viele bisherige Punkte fehlerhaft vorhergesagt wurden, ist das Ergebnis stark anzuzweifeln. Ein solcher Verlauf würde bedeuten, dass der Stromverbrauch an einem bestimmten Punkt Null bzw. negativ wird. Der letzte Punkt lässt hingegen einen Anstieg für die Zukunft vermuten.

4 Jeder Punkt wird nahezu perfekt interpoliert. Allerdings ist der Anstieg gegen Ende sehr stark. Die vorhergesagte Strommenge für das Jahr 2020 wären MWh. Dies sind nur 20 % der bisherigen Vorhersage. d) Unser Beraterstab empfiehlt die Daten von 1960 in die Prognose miteinzubeziehen. Welche Vor- und Nachteile können sich dabei ergeben? Es wurde sichtbar, dass die Datengrundlage zu unsicher ist und die Modelle sehr unterschiedliche Ergebnisse lieferten. Ferner ist eine größere Grundlage gut, um kurzfristigen Einflüssen wie bspw. die Weltwirtschaftskrise nicht zu starke Bedeutung beizumessen. Ein Nachteil könnte sein, dass man Daten, die zu lange zurückliegen zu starke Bedeutung beimisst. Wenn der Stromverbrauch während des Wirtschaftswunders anstieg, muss das nicht zwangsläufig bedeuten, dass dieser Anstieg auch heute noch weiter verläuft.

5 e) Wenn Sie die Daten von 1960 bis heute betrachten und intuitiv die Prognose erstellen müssten, zu welchem Ergebnis kämen Sie? Unterscheidet sich Ihre Prognose von Arbeitsschritt a)? In den Daten von 1960 bis heute ist ein starker Anstieg um 500 % zu beobachten. Man könnte daraus schlussfolgern, dass auch in den kommenden Jahren ein Wachstum zu verzeichnen ist. f) Interpolieren Sie die Daten von 1960 bis heute mit GeoGebra. Zu welchem Ergebnis gelangen Sie nun?

6 g) Welche weiterführenden Daten können Ihnen bei der Prognose helfen? Eine Prognose, die alleine auf den Daten des bisherigen Stromverbrauchs und einfachen mathematischen Modellen beruht, hat sich als zu ungenau erwiesen. Wie kann trotzdem eine gute Prognose für das Jahr 2020 gemacht werden? Anhaltspunkte für die Entwicklung des Stromverbrauchs können sein: Bevölkerungszahl Wirtschaftliche Entwicklung Stromverbrauch neuer Elektrogeräte