Energiewirtscbaft. Eine Studie fiber kalorische und hydraulische Energieerzeugung. Von. Mit 55 Textabbildungen. Wien nnd Berlin

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1 Energiewirtscbaft Eine Studie fiber kalorische und hydraulische Energieerzeugung Von Privatdozent Dr. lng. Michael Seidner Budapest Mit 55 Textabbildungen Wien nnd Berlin Verlag von Julius Springer 1930

2 Alle Rechte, insbesondere das der Ubersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten ISBN-13: e-isbn-13: :

3 Vorwort Der urspriingliche Z weck dieser Studie war, die Verhaltnisse der hydraulischen Energieerzeugung systematisch klarzulegen. Es hat sich jedoch bald herausgestellt, dab Wasserkraftwerke als selbstandige Betriebe in der modernen Energiewirtschaft nicht erhalten werden konnen; sie sind auf die Mitarbeit von kalorischen Werken angewiesen. Auch die Kostenlage der hydraulischen Energieerzeugung kann nur im Wege eines Vergleiches mit der rein kalorischen Produktion bestimmt werden. Eine systematische Untersuchung der hydraulischen Energieerzeugung kann daher nur gemeinsam mit der Analyse der kalorischen Produktion im Rahmen der allgemeinen Energiewirtschaft erfolgen. Die schwungvolle Entwicklung des elektrischen Energieumsatzes fiihrt zu einer Kuppelung von kalorischen und hydraulischen Werken sowie Speicherkraftwerken verschiedener GroBe, Bauart, Lage, Alter. und Wirtschaftlichkeit. In dieser Betriebsgemeinschaft bildet nunmehr die technische Vollkommenheit und Wirtschaftlichkeit der einzelnen Werke weder die Bedingung noch die Gewahr fiir das beste Gesamtergebnis. Der Hochstertrag von zusammenarbeitenden Kraftwerken ergibt sich vielmehr durch eine Anpassung des Absatzes und der Erzeugung, im Wege einer quantitativen und qualitativen Zergliederung des Absatzes entsprechend den festen und veranderlichen Kosten der Erzeugung und zwar nicht nur betriebstechnisch, sondern auch bautechnisch, bereits bei der Errichtung der Kraftwerke. Hiedurch entsteht eine organische Einheit der gekuppelten Werke: ein kiinstlich konstruierter Verbundbetrieb, der die Energie billiger, unter Umstanden wesentlich billiger zu erzeugen vermag, als ein rein kalorisches Kraftwerk. In der vorliegenden Studie wird die Berechnungsweise der Erzeugungskosten von kalorischen und hydraulischen Werken sowie Verbundbetrieben vorgefiihrt, die Erzeugungskosten derselben berechnet, die energiewirtschaftlichen Verhaltnisse der Erzeugung, Verteilung sowie des Absatzes analysiert und die Faktoren gesucht, welche die Konkurrenzfahigkeit von kalorischen und hydraulischen Verbundbetrieben gegeniiber der kalorischen Energieerzeugung beeinflussen; schlieblich werden die Bedingungen entwickelt, die kalorische und hydraulische Verbundbetriebe zur Entfaltung des Hochstertrages befahigen. Vorliegende Arbeit ist aus den Studien entstanden, die der Verfasser wahrend der verflossenen zehn Jahre gefiihrt hat und deren Ergebnisse teilweise in der Elektrotechnischen Zeitschrift, Berlin (Die Spaltung der Energie-

4 IV Vorwort erzeugung. Wasserkriifte als Spitzenkraftwerke. Vereinheitlichung von hydrokalorischen Verbundbetrieben), in der Wasserkraft und Wasserwirtschaft, Munchen (Die Konkurrenzfahigkeit von hydrokalorischen Verbundbetrieben), in der Wasserwirtschaft, Wien (Versorgung Wiens mit hydraulischer Energie. Die FluBkraftwerke in der Energieerzeugung), und in der Schweizerischen Bauzeitung, Zurich (Zur Frage der Energieversorgung der Schweiz im Winter) veroffentlicht wurden. Budapest, im November Der Verfasser

5 Inhaltsverzeichnis Seite 1. Kalorische Energieerzeugung Eigenschaften und Darstellung des Energieflusses... 1 A) Spezifischer Inhalt; spezifische Belastung... 1 B) Belastungsdauerdiagramm. Lineares Leistungsdiagramm Kosten der kalorischen Energieerzeugung A) Elemente der Kostenberechnung a) Heizstoffverbrauch b) :Mit den Anlagekosten zusammenhangende feste Ausgaben -16 a) Anlagekosten (3) Verzinsung, Amortisation, Erneuerung, Erhaltung c) Personal- und Verwaltungsspesen B) Erzeugungskosten kalorischer Werke a) Dampfkraftwerke alterer Bauweise... : b) Hochthermische Dampfkraftwerke Kosten der elektrischen Ubertragung der Energie Die Spaltung der Energieerzeugung A) EinfluB der Spaltung auf die Erzeugung und Ubertragung der Energie... ' B) Der Verbundbetrieb C) Grund- und Spitzenkraftwerktypen D) Beispiele von Verbundbetrieben E) Bedingungen von wirtschaftlichen Verbundbetrieben II. Hydraulische Energieerzeugung Eigenschaften und Darstellung der AbfluBverhaltnisse einer Wasserkraft Elemente der hydraulischen Energieerzeugung A) Erzeugbare hydraulische Energie B) Anlagekosten von Wasserkraftwerken Beurteilung der Ertragsaussichten einer Wasserkraft A) 'Wirtschaftlichster Ausbau B) Der hydrokalorische Faktor Ausbau der Wasserkrafte fiir den anpassungsfahigen Bedarf.. 60 III. Hydrokalorische Verbundbetriebe Die Laufkraftwerke in der Energieerzeugung A) Elemente der Kostenberechnung a) Bestimmung der verwertbaren hydraulischen Energie.. 62 b) EinfluB des Absatzgebietes auf die Verwertung der hydraulischen Energie

6 VI Inhal tsverzeichnis Seite c) Wirtschaftlicher Ausbau von Laufkraftwerken a) Der wirtschaftliche Ausbau im Rahmen von Verbundbetrieben {J) Wirtschaftliche Spaltung von hydrokalorischen Verbundbetrieben enthaltend Laufkraftwerke d) Berechnungsvorgang bei der Bestimmung der Kosten von mit Laufkraftwerken ausgerusteten Verbundbetrieben.. 74 B) Beispiele von hydrokalorischen Verbundbetrieben enthaltend Laufkraftwerke a) Eill Laufkraftwerk und ein kalorisches Spitzenkraftwerk 77 b) Mehrere Laufkraftwerke und ein kalorisches Spitzenkraftwerk Die Speicherwasserkriifte in der Energieerzeugung A) Elemente der Kostenberechnung a) Die Speicherung in der ublichen Auffassung b) Die Speicherung des Abflul3wassers in der modernen Energiewirtschaft a) Zweck der Speicherung {J) Grundlagen fur die Bestimmung des gesichertell Ausbaues Tages-, Wochen- und Jahresspeicherung Einflul3 der Quantitiit und Qualitiit des Verbrauches auf die Ausbaugrol3e von Speicherwasserkraftwerken 98 c) Speicherwasserkriifte als Spitzenkraftwerke d) Jahresleistung, Beckengrol3e und Anlagekosten von Speicherwasserkraftwerken a) Bestimmung der verwerteten Energie von Tagesspeicherwerken {J) Bestimmung der Soll-Inhalte von Speicherbecken y) Anlagekosten von Speicherbeeken e) Berechnungsvorgang bei der Bestimmung der Kosten von, mit Speicherung ausgerusteten hydrokalorisehen Verbundbetrieben B) Beispiele von hydrokalorisehen Verbundbetrieben enthaltend Speicherwasserkraftwerke a) Verbundbetriebe mit Tagesspeicherung b) Verbundbetriebe mit Jahresspeieherung Sieherung des Ausbaues des hydraulischen Werkes durch Pumpspeicherung IV. Bau- und Betriebsweise von hydrokalorischen Verbundbetrieben in der modernen Energiewirts chaft Bedingungen der Konkurrenzfahigkeit Richtlinien zum Sparen an Anlagekosten von hydraulisehen Werken Die systematisehe Energiewirtsehaft