Aktuelle Managementthemen der Energiewirtschaft und -technik

Aktuelle Managementthemen der Energiewirtschaft und -technik Teil 1 Prof. Dr. Alfons Haber Landshut

Aktuelle Managementthemen der Energiewirtschaft und -technik Termine laut Stundenplan Dauer: 1 Semester, ECTS: 5 Prüfungen Schriftliche Prüfung Dauer 90 Minuten 2

Ziele Im Vordergrund dieses Moduls steht die Fertigkeits- und Kompetenzvertiefung. Die Studierenden sind in der Lage, energiewirtschaftliche Problemstellungen und Zusammenhänge mit wissenschaftlichen Methoden zu untersuchen und Ergebnisse anschaulich zu präsentieren. Sie sind in der Lage, Energiesysteme und Energiekonzepte vergleichend zu beurteilen und Anforderungen an ein Energiesystem der Gegenwart und Zukunft zu formulieren. 3

Aktuelle Managementthemen der Energiewirtschaft und -technik Diese Unterlagen zur Vorlesung sind ausschließlich als Unterstützung zur Vorlesung vorgesehen. Diese Unterlagen zur Vorlesung dürfen nur im Rahmen des Studiums verwendet werden. Diese Unterlagen zur Vorlesung dürfen nur mit Zustimmung vervielfältigt werden. Diese Unterlagen zur Vorlesung dürfen nicht auch nicht auszugsweise ohne die Genehmigung des Autors veröffentlicht werden. Hinweis: Zitationen beziehen sich auf die jeweiligen Quellen ohne Seitenangaben 4

Literatur Lehrbücher Panos Konstantin, Praxisbuch Energiewirtschaft, 2009, Springer Verlag Friederike Anna Dratwa, Energiewirtschaft in Europa, 2010, Springer Verlag Richard Zahoransky, Energietechnik, 2012, Springer Vieweg Richard Marenbach, Elektrische Energietechnik, 2013, Springer Hütte, Das Ingenieurwissen, 2012, Springer Weiterführende Literatur / Interessante Links Klaus Heinloth, Die Energiefrage, 2003, Vieweg Jürgen Karl, Dezentrale Energiesysteme, 2006, Oldenbourg www.udo-leuscher.de Interessanter Überblick zur historischen Entwicklung der Energiewirtschaft www.energie-verstehen.de Energieinformationsportal für Energieverbraucher www.bdew.de Portal der deutschen Energie- und Wasserversorger www.vbew.de Verband der Bayerischen Energie- und Wasserwirtschaft www.bundesnetzagentur.de Die Bundesnetzagentur www.vbew.de Verband der Bayerischen Energie- und Wasserwirtschaft Aktuelle Tagesmeldungen/Zeitungen/etc. 5

Einleitung Definitionsversuche Management: Durch das Management (eines technischen Systems) soll allgemein die Gestaltung, Lenkung und Entwicklung dargestellt und beschrieben werden (inkl. Beschaffung, Absatz, Verwaltung, Finanzierung, ). Energiewirtschaft: Teil der Wirtschaft, der sich mit der Deckung (insb. von Förderung/Import über Umwandlung, Transport) des Energiebedarfs befasst. Nachfrage wird unterschieden nach Energieträger Haushalt/Gewerbe/Industrie. Zusätzlich sind Energiedienstleistungen zu berücksichtigen. 6

Energieformen Physikalisch wird nach folgenden Energieformen unterschieden: Mechanische Energie; sie kommt als kinetische (Bewegungsenergie) oder potenzielle (Höhenenergie) Energie vor Thermische Energie Chemische Energie, z.b. die in Brennstoffen enthaltene Energie Strahlungsenergie Kernenergie Quelle: Praxisbuch Energiewirtschaft, Konstantin, P., Auflage 2007 7

Primärenergieverbrauch in Deutschland Jahr 2013 Quelle: http://www.bmwi.de/bmwi/redaktion/bilder/energie/energiedaten/energie-daten-energiegewinnung-und-energieverbrauch-grafik- 3,property=bild,bereich=bmwi2012,sprache=de.jpg, 16. März 2015 8

Primärenergiegewinnung in Deutschland Quelle: http://www.bmwi.de/bmwi/redaktion/bilder/energie/energiedaten/energie-daten-energiegewinnung-und-energieverbrauch-grafik- 7,property=bild,bereich=bmwi2012,sprache=de.jpg, 15. März 2015 9

Anteil der Primärenergiegewinnung am Primärenergieverbrauch in Deutschland in den Jahren 1995 bis 2013 10

Primärenergieverbrauch (Deutschland) 11

Primärenergieverbrauch Prognose (Deutschland) 12

Anteil der Verbrauchergruppen am Erdgasabsatz in Deutschland in den Jahren 2000 und 2013 2000 2013* 50,0% 45,0% 44% 40,0% 37,4% Anteil am Gesamztabsatz 35,0% 30,0% 25,0% 20,0% 32% 33% 15,0% 12% 13,7% 12,3% 10,0% 5,0% 7% 5% 3,4% 0,0% Industrie Haushalte Gewerbe, Handel, Dienstleistung Kraftwerke der Stromversorger Wärmeversorgung % Verkehr 0,3% Quelle: BDEW; ID 37985 13

Importe Erdgas und Rohöl (Deutschland) 14

Verteilung der Erdgasbezugsquellen Deutschlands in den Jahren von 2011 bis 2013* 2011 2012 2013* 40,0% 38% 35,0% 32% 31% 30,0% 26% 27% Anteil des Erdgasbezugs 25,0% 20,0% 15,0% 22% 23% 24% 20% 13% 10,0% 11% 11% 10% 5,0% 6% 6% 0,0% Quelle: BDEW; ID 151871 Russland Niederlande Norwegen Deutschland Dänemark, Großbritannien und Sonstige 15

Russlands Einnahmen aus Öl- und Gasexporten von 2002 bis 2012 (in Milliarden US-Dollar) Quelle: EIA; IEA; Platts; EnergyComment; ID 293372 16

Endenergieverbrauch der privaten Haushalte für Wohnen in Deutschland nach Energieträger im Jahresvergleich 2005 und 2013 (in Terawattstunden) 2005 2013* 300 276 283 250 200 Energieverbrauch in TWh 150 100 141 138 175 123 79 50 42 47 53 9 8 0 Gas Strom Mineralöl Fernwärme Kohle Sonstiges Quelle: BDEW; Statistisches Bundesamt; ID 165394 17

Endenergieverbrauch der privaten Haushalte für Wohnen in Deutschland nach Anwendungsbereich im Jahresvergleich 2005 und 2013 (in Terawattstunden) 2005 2013* 507 476 Energieverbrauch in Terawattstunden 79 87 56 59 40 42 12 13 Raumwärme Warmwasser Haushaltsgeräte (inkl. Kommunikation) Kochen, Trocknen, Bügeln Beleuchtung Quelle: BDEW; Statistisches Bundesamt; RWI Essen; AGEB; ID 165364 18

Veränderung des Endenergieverbrauchs von Privathaushalten in Deutschland im Vergleich der Jahre 2013 zu 2005 nach Anwendungsbereich Veränderung des Energieverbrauchs Warmwasser 10% Kochen, Trocknen, Bügeln 5,5% Haushaltsgeräte (inkl. Kommunikation) 5,2% Beleuchtung 4,6% Raumwärme -6,1% Insgesamt -2,5% Quelle: BDEW; Statistisches Bundesamt; ID 165469 19

Strommarkt Stromerzeugung Stromnetz Stromverbrauch Primärenergiebereitstellung Umwandlung Übertragung Verteilung Anwendung z.b. Biomasse, Wasser, Erdgas, z.b. thermisch, hydraulisch, GuD- Anlage, z.b. 380/220 kv-netz z.b. 110/20/0,4 kv-netz Licht, Maschinen, 20

Anteile der Stromerzeuger (in Prozent) 21

Anteil der Energieträger an der Bruttostromerzeugung in Deutschland in den Jahren 2000 bis 2014 120,0% Braunkohle Kernenergie Steinkohle Erdgas Mineralölprodukte Erneuerbare Energien Übrige 100,0% Anteil an der Bruttostromerzeugung 80,0% 60,0% 40,0% 20,0% 0,0% 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Quelle: BDEW; AGEB; Statistisches Bundesamt; ZSW; BMWi; ID 170853 22

Anteil der Energieträger an der installierten Anlagenleistung zur Stromerzeugung in der EU im Jahresvergleich 2000 und 2014 30,0% 2000 2013 25,0% 22% 24% 21% 23% Anteil der Energierträger 20,0% 15,0% 10,0% 17% 18% 16% 14% 13% 10% 11% 5,0% 0,0% Quelle: EWEA; ID 77227 5% 2% 1% 1% 1% % % Gas Kohle Wasser Wind Kernkraft Photovoltaik Öl Biomasse Abfall 23

Bruttostromerzeugung aus Erdgas in Deutschland in den Jahren 1990 bis 2014 (in Terawattstunden) 100 90 80 70 Stromerzeugung in TWh 60 50 40 30 20 10 0 '90 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01 '02 '03 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13 '14* Quelle: BDEW; Statistisches Bundesamt; AGEB; ID 180859 24

Grenzübergangspreise für Erdgas* in Deutschland in den Jahren 2000 bis 2013 (in Euro pro Terajoule) 9000 8000 7.450 7.133 8.061 7.672 7000 Preis in Euro pro Terajoule 6000 5000 4000 3000 2.967 3.875 3.238 3.401 3.288 4.479 5.926 5.550 5.794 5.726 2000 1000 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013** Quelle: BAFA; ID 162224 25

Anteile der Stromverbrauchgruppen am Stromverbrauch (in Prozent) Quelle: Statistisches Bundesamt, BDEW (www. bdew.de) 26

Verteilung des Stromverbrauchs in Deutschland nach Verbrauchergruppen im Jahr 2013* 50,0% 45,0% 46% 40,0% 35,0% Anteil am Stromverbrauch 30,0% 25,0% 20,0% 26% 24% 15,0% 10,0% 5,0% 2% 2% 0,0% Bergabu und Verarbeitendes Gewerbe Haushalte Gewerbe, Handel und Dienstleistungen Verkehr Landwirtschaft Quelle: BDEW; ID 236757 27

Entwicklung des direkten Energieverbrauchs der Haushalte Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, Stand 10/2012 28

Jährlicher Stromverbrauch eines privaten Haushaltes in Deutschland in den Jahren 1991 bis 2013 (in Kilowattstunden) Ohne Elektro-Speicherheizung Mit Elektro-Speicherheizung** 4000 3500 3000 Stromverbrauch in Kilowattstunden 2500 2000 1500 1000 500 0 '91 '92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01* '02 '03 '04 '05 '06 '07 '08 '09 '10 '11 '12 '13* Quelle: BDEW; Statistisches Bundesamt; ID 245790 29

Verteilung des Stromverbrauchs privater Haushalte nach Anwendungsart im Jahr 2013 30,0% 25,0% 25,6% 20,0% Anteil am Stromverbrauch 15,0% 10,0% 16,7% 14,8% 12,4% 9,8% 8,1% 12,5% 5,0% 0,0% TV/Audio und Büro Kühlen und Gefrieren Warmes Wasser Waschen, Trocknen, Spülen Kochen Licht Übrige* Quelle: EA.NRW; BDEW; HEA; ID 247332 30

Stromverbrauch und Elektrogeräte (Deutschland) Quelle: https://www.bdew.de/internet.nsf/id/6fe5e98b43647e00c1257c0f003314e5/$file/708-2_beiblatt_zu%20bdew- Charts%20Stromverbrauch%20im%20Haushalt_2013-10-23.pdf, 15. März 2015 31

Anzahl der TV-Haushalte in Deutschland nach jeweiligem Übertragungsweg* von 2008 bis 2014 (in Millionen) Kabel-TV Satellit Terrestrik (DVB-T) DSL-TV (IPTV) 25 20 19,56 19,77 15,66 15,73 19,27 16,05 18,93 16,84 18,2 17,32 17,6617,62 17,8617,78 Haushalte in Millionen 15 10 5 4,12 4,21 4,17 4,44 4,76 4,2 3,87 Quelle: ALM; ID 185005 0 1,64 1,87 1,9 0,88 1,14 0,3 0,4 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 32

Anzahl verkaufte PCs (Deutschland) 33

Computernutzer (Deutschland) 34

Marktanteile PC-Absatz (Deutschland) 35

Prognose des Stromverbrauchs durch IKT in Deutschland nach Hauptanwendungen von 2007 bis 2020 (in Gigawattstunden pro Jahr) 70000 Haushalte PC+ Haushalte TV+ Haushalte Rest Unternehmen PC+ Rechenzentren Mobilfunk Kernnetze 3.329 Stromverbrauch in GWh pro Jahr 60000 50000 40000 30000 20000 3.329 3.107 9.122 6.196 5.961 15.833 3.329 2.947 9.558 6.418 6.323 17.409 3.329 3.152 10.319 6.199 5.971 18.872 3.214 12.319 6.386 5.801 19.047 10000 11.217 11.560 14.517 16.016 Quelle: BMWi; ID 157866 0 2007 2010* 2015* 2020* 36

Aktuelles Thema Stromerzeugung und Stromtransport" Diskussion zu Energieverbrauch versus installierte Kraftwerksleistung Physik versus leitungsgebundene Energieträger Energieeffizienz der Kraftwerke 37

Quelle: http://www.bmwi.de/dateien/energieportal/pdf/energie-in-deutschland, 15. März 2015 38

Jahresvolllaststunden deutscher Kraftwerke Quelle: BDEW (www.bdew.de), Stand 2011 39

Quelle: http://www.bmwi.de/dateien/energieportal/pdf/energie-in-deutschland, 15. März 2015 40

Quelle: http://www.bmwi.de/dateien/energieportal/pdf/energie-in-deutschland, 15. März 2015 41

Entwicklung der Investitionen deutscher Stromversorger in die Netzinfrastruktur in den Jahren 1991 bis 2011 (in Milliarden Euro) 4,5 4 4 3,5 3,6 3,6 Investitionen in Milliarden Euro 3 2,5 2 1,5 2,7 3 2,4 2,2 1,7 2 2,4 3,1 1 0,5 0 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011* Quelle: BDEW; Bundesnetzagentur; ID 199580 42

Aktuelles Thema "Eine unsichtbare Energiewende gibt es nicht" Dezentral und bürgernah - nur so wird die Energiewende zum Erfolg, meint Jens Mühlhaus vom Energiedienstleister Green City Energy. Praterkraftwerk in München Quelle: Etscheid, G., www.sueddeutsche.de, 09.03.2014 43

Wertschöpfungsstufen in der Energiewirtschaft Quelle: Bischof, A., BDEW Energiepolitik der Bundesregierung, Energie Campus, Lechwerke AG, Sep 2011 44

Anteil herkömmlicher und erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch in Deutschland im Vergleich der Jahre 2007 und 2013 100,0% Erneuerbare Energien Herkömmliche Energieträger 90,0% 90,4% 87,7% 80,0% Anteil am gesamten Endenergieverbrauch 70,0% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 9,6% 12,3% 0,0% Quelle: BMUB; AGEB; ID 181934 2007 2013* 45

Entwicklung der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien Quelle: BMU, BEE, AEE, Stand 02/2013 (www.unendlich-viel-energie.de) 46

Stromgestehungskosten im Jahr 2012 Quelle: Studie Was Strom wirklich kostet Studie im Auftrag von Greenpeace Energy EG und BWE e.v. 47

Stromgestehungskosten für PV, Solarthermische Kraftwerke (CSP) und Wind Quelle: Studie Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien, Version: 30. MAI 2012, FRAUNHOFER-INSTITUT ISE 48

Strompreise Deutschland Haushalt Quelle: Bundesnetzagentur, Statista 2014 49

Strompreise Europa Haushalt Ohne Steuern, Abgaben und Umlagen Quelle: BDEW Strompreisanalyse, Haushalte und Industrie Mai 2013 (www. bdew.de) http://www.bdew.de/internet.nsf/id/39bae817da547139c125796b00460f4b/$file/2012_02_europ%c3%a4ischer%20strompreisvergleich_2.hj.2012.pdf 50

Strompreise Europa Haushalt inkl. Steuern, Abgaben und Umlagen Quelle: BDEW Strompreisanalyse, Haushalte und Industrie Mai 2013 (www. bdew.de) http://www.bdew.de/internet.nsf/id/39bae817da547139c125796b00460f4b/$file/2012_02_europ%c3%a4ischer%20strompreisvergleich_2.hj.2012.pdf 51

Strompreise Europa Haushalt inkl. Steuern, Abgaben und Umlagen 52

Strompreise Europa Haushalt Beschaffung, Netzentgelt und Steuern Quelle: BDEW Strompreisanalyse, Haushalte und Industrie Mai 2013 (www. bdew.de) http://www.bdew.de/internet.nsf/id/39bae817da547139c125796b00460f4b/$file/2012_02_europ%c3%a4ischer%20strompreisvergleich_2.hj.2012.pdf 53

Entwicklung der Strompreise Deutschland Haushalt inkl. Steuern, Abgaben und Umlagen Quelle: https://www.bdew.de/internet.nsf/id/20140702-pi-steuern-und-abgaben-am-strompreis-steigen-weiterde/$file/140702%20bdew%20strompreisanalyse%202014%20chartsatz.pdf, 15. März 2015 54

Entwicklung der Strompreise Deutschland Haushalt nur Steuern, Abgaben und Umlagen Quelle: BDEW, Stand 4/2012 55

Entwicklung der Strompreise Deutschland Haushalt inkl. Steuern, Abgaben und Umlagen 56

Entwicklung der Strompreise Europa Haushalt inkl. Steuern, Abgaben und Umlagen Quelle: BDEW Strompreisanalyse, Haushalte und Industrie Mai 2013 (www. bdew.de) http://www.bdew.de/internet.nsf/id/39bae817da547139c125796b00460f4b/$file/2012_02_europ%c3%a4ischer%20strompreisvergleich_2.hj.2012.pdf 57

Entwicklung der Strompreise Europa Industrie ohne erstattungsfähige Steuern Quelle: BDEW Strompreisanalyse, Haushalte und Industrie Mai 2013 (www. bdew.de) http://www.bdew.de/internet.nsf/id/39bae817da547139c125796b00460f4b/$file/2012_02_europ%c3%a4ischer%20strompreisvergleich_2.hj.2012.pdf 58

Gaspreise Europa ohne Steuern, Abgaben und Umlagen Quelle: BDEW, Eurostat Stand: 1.Halbjahr 2013 (Durchschnitt) 59

Gaspreise Europa inkl. Steuern, Abgaben und Umlagen Quelle: BDEW, Eurostat Stand: 1.Halbjahr 2013 (Durchschnitt) 60

Entwicklung der Steuern und Abgaben auf Erdgas Deutschland Steuern und Abgaben auf Erdgas in Deutschland im Zeitraum von 1990 bis 2012 (in Milliarden Euro) Quelle: http://de.statista.com/statistik/daten/studie/12491/umfrage/erdgas---steuern-und-abgaben-seit-1990/ 61

Heizöl- und Erdgaspreise Vergleich Deutschland Bei den dargestellten Preisen handelt es sich um Durchschnittspreise aus unterschiedlichen Regionen Deutschlands, die regional abweichen können. Ölpreis für Standard-Heizöl EL bei einer Abnahmemenge von 3.000 Litern und einer äquivalenten Menge von 33.540 kwh Erdgas bezogen auf den Preis von 100 Liter Heizöl. Quelle: FastEnergy GmbH (http://www.fastenergy.de/) 62

Quelle: https://www.bdew.de/internet.nsf/id/20140702-pi-steuern-und-abgaben-am-strompreis-steigen-weiterde/$file/140702%20bdew%20strompreisanalyse%202014%20chartsatz.pdf, 15. März 2015 63

Energiemarkt Kundenverhalten im Energiemarkt - Strom Quelle: Bundesnetzagentur, Stand: 2011 64

Aktuelles Thema Argumente für den Wechsel des Energielieferanten? Pro und Kontra für neuen Energielieferanten. 65

Prof. Dr. Alfons Haber Hochschule Landshut Hochschule für angewandte Wissenschaften Am Lurzenhof 1 D-84036 Landshut Tel. +49 (0)871 506 230 Fax +49 (0)871 506 9230 alfons.haber@haw-landshut.de www.haw-landshut.de