TU Berlin

Fachgebiet Energie- und RessourcenmanagementAbgeschlossene Forschungsvorhaben

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DemandRegio – Harmonisierung und Entwicklung von Verfahren zur regional und zeitlich aufgelösten Modellierung von Energienachfragen

Ziele des Vorhabens

  • Harmonisierung und Vereinheitlichung von Verfahren zur räumlichen Auflösung von Strom- und Gasnachfragen.
  • Harmonisierung von charakteristischen Lastprofilen von Strom- und Gasnachfragen.
  • Identifizieren von energienachfragebestimmenden Größen und Entwicklung von Verfahren zur Trendfortschreibung.
  • Aufbau einer Datenbank mit energienachfragebestimmenden Größen inklusive regionaler Auflösung der Energienachfrage und mit  charakteristischen Lastprofilen zur Anbindung an eine OpenData-Plattform.

Partner

  • Forschungszentrum Jülich, IEK-STE
  • TU Berlin, Fachgebiet für Energie und Ressourcenmanagement
  • Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE), München

Kopernikus - Projekt Energiewende Navigationssystem (ENavi)

  • Ziele des Teilprojekts/-vorhabens

– Auswirkungen und Rückwirkungen von Energiewende und Klimaschutz auf die Gasversorgung, Entwicklung von Nachfrage, Aufkommen und Substitutionsmöglichkeiten.

– Gasproduktion einschließlich nachhaltiger Biogaserzeugung, erneuerbare Wasserstoff-/Methanerzeugung, Gasmarkt, -transport- und –verteilnetze.

– Technisches und wirtschaftliche Potenziale für Substitution und Power-to-X in Haushalten, Industrie, GHD und Transport, Power-to-X-Kette und ihre Verlängerungen zur physischen und funktionalen Stromspeicherung und Integration Erneuerbarer Stromerzeugung.

– Ausgewählte Analysen in Reallaboren und Modellregionen.

– Beschreibung wirtschaftlicher Handlungsoptionen.

– Systematische Analyse von Geschäftsmodellen.

  • Partner

84 beteiligte Organisationen, beispielweise:

- Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

- Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE)

- Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI)

- Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität - Recht, Ökonomie und Politik e. V. (IKEM)

- Innovationszentrum für Mobilität und gesellschaftlichen Wandel GmbH (InnoZ)

- Naturschutzbund Deutschland (NABU) e.V.

- Reiner Lemoine Institut

- Mehrere Universitäten: Darmstadt, Bremen, Stuttgart, Kassel, Berlin

CO2-Zähler

  • Ziele des Teilprojekts/-vorhabens

– Entwicklung eines CO2-Zählers für die Emissionen der TU Berlin.

– Ermittlung der Emissionen aus verschiedenen Quellen

– Ermittlung der Emissionen aus verschiedenen Arbeiten

– Integration in den Arbeitsablauf der TU Berlin

  • Förderer: Nachhaltigkeitsrat der TU Berlin

Dissertationen am FG seit 2002

Im Folgenden erhalten Sie eine kurze Übersicht über die Dissertationen am FG seit 2002.

 

 

Geschäftsmodelle für Smart Meter - Qualitative Analyse und Simulation der Handlungsoptionen für Smart Meter

Montag, 09. Februar 2015

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Michael Zeller

abgeschlossen:2014

Smart-Meter sind intelligente Messeinrichtungen, welche einen automatisierten bidirektionalen Informationsaustausch zwischen Endkunden und Elektrizitätsversorgungsunternehmen ermöglichen. Ziel der Bundesregierung ist eine flächendeckende Verbreitung von intelligenten Stromzählern in den nächsten Jahren. Gleichzeitig wurde mit der Liberalisierung des Messwesens ein neuer Wettbewerbsmarkt geschaffen.

Auf diesem Markt wird die Entwicklung von innovativen Geschäftsmodellen ein entscheidender Erfolgsfaktor sein. Im Wesentlichen besteht ein Geschäftsmodell aus einem Wertangebot, einer Wertstruktur und einer Wertlogik. Neuerungen der Geschäftsmodelle von Elektrizitätsversorgungsunternehmen beinhalten neue Dienstleistungen und ein verändertes Portfoliomanagement. Die Integration der Endkunden in die Geschäftsmodelle bietet ein erhebliches Potenzial, insbesondere die Steuerung des Verbrauchs und der verteilten Erzeugung.

Ziel der Arbeit ist es, einen Ansatz zur Geschäftsmodellanalyse für Energieversorgungsunternehmen zu entwickeln und neue Geschäftsmodelle für Smart-Meter zu bewerten. Für die qualitative Bewertung der Geschäftsmodelle erfolgt eine empirische Untersuchung von Elektrizitätsversorgungsunternehmen entlang der Wertschöpfungskette. Die quantitative Bewertung erfolgt mittels einer systemtechnischen Abbildung der Wertlogik in einem Simulationsmodell.

http://www.ub.tu-berlin.de/universitaetsverlag-und-hochschulschriften/verlagsprogramm/isbn/978-3-7983-2724-5/

Modell zur Untersuchung von Investitionsentscheidungen unter Unsicherheit in Stromerzeugungstechnologien

Ansprechpartner: Dr. Ralph Schemm

abgeschlossen: 2011

Seit Beginn der neunziger Jahre ist die deutsche ordnungspolitische Rahmenstellung für die Energieversorgung von unterschiedlichen Leitlinien und Gesetzen geprägt. Hierbei ist insbesondere die Liberalisierung des Elektrizitätsmarktes durch die Umsetzung der Binnenrichtlinie 96/92/EG sowie 2003/54/EG hervorzuheben, womit eine klare Stärkung der Marktverantwortung und damit eine Übertragung an die Markteffizienz zur Preisgestaltung und zum Energieaustausch einherging. Der sich in diesem Zusammenhang entwickelnde deutsche börsliche Spot- und Terminhandel an der European Energie Exchange (EEX) schafft durch die Zusammenführung von Angebot und Nachfrage eine transparente variable Preisfestlegung für Elektrizität und überlässt die dabei zum Einsatz kommenden Erzeugungstechnologien den Marktkräften. Auf der anderen Seite wird diese Entwicklung von einer Reihe ordnungspolitischer Eingriffe konterkariert. In diesem Zusammenhang steht u.a. das Erneuerbare Energiegesetz (EEG). In der Dissertation wird das Investitionsverhalten in fossile und regenerative Technologien anhand eines fundamental basierten Gleichgewichtsmodells für den Spotmarkt untersucht. Hierbei steht der Ansatz der modernen Portfoliotheorie im Vordergrund, nachdem Investitionsentscheidungen unter Unsicherheit durch Abwägung von Rendite- Risikoparametern eines Portfolios getätigt werden. Die Modellierung der Unsicherheit in Form der zukünftigen Ausprägung der preis- und mengenbeeinflussenden Größen erfolgt mit stochastischen Prozessen. Diese werden für die fundamentalen regenerativen Einflussfaktoren (Globalstrahlung, Windgeschwindigkeit, Temperatur), der Brennstoffpreise (Steinkohle und Gas) und der Last in stundenscharfer Auflösung entwickelt. Der Einfluss unterschiedlicher Fördermodelle (Festpreis, Quotenmodell, etc.) für regenerative Technologien soll auf das Investitionsverhalten und die Marktpreisdynamik untersucht werden. Im Anschluss werden Instrumente entwickelt, die marktkonform eine Erhöhung regenerativer Technologien im Investitionsportfolio erzielen

Simulation von Technologie-Lerneffekten zur Bestimmung des wirtschaftlichen Potentials für Kraftwerke mit Kohlendioxidrückhaltung

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Bernhard Kogelschatz

abgeschlossen: 2009

Kohlendioxidrückhaltung in Kraftwerken ist eine Technologie zur Emissionsvermeidung. Technologischer Fortschritt hängt von der gesammelten Erfahrung bei der Anwendung von Technologien ab. Bei Kraftwerken führt vermehrte Anwendungserfahrung zu höheren Wirkungsgraden und anderen Verbesserungen. Die zukünftigen Eigenschaften von Kraftwerken, der Neubau von Kraftwerken auf Grundlage verschiedener Technologien, der CO2-Zertifikatspreis, die Ausnutzungsdauer der unterschiedlichen Kraftwerke und weitere Einflussgrößen des wirtschaftlichen Potentials für Kraftwerke mit Kohlendioxidrückhaltung beeinflussen sich gegenseitig. Mit Hilfe des vorgestellten Simulationsmodells kann die Entwicklung der Potentialrealisierung abgeschätzt werden. Es wird ein Entwicklungspfad vorgestellt, bei dem sich wirtschaftliches Potential ab dem Jahr 2040 eröffnet. Das Verfahren folgt dem Ansatz der wirkungsstrukturgültigen Abbildung des maßgeblichen Systems.

Zyklen bei Kraftwerksinvestitionen in liberalisierten Märkten - Ein Modell des deutschen Stromerzeugungsmarktes

Ansprechpartner: Dr. Lars Gaidosch, Kontakt über das Sekretariat des Fachgebietes
abgeschlossen: 2007

In den nächsten 10 bis 15 Jahren ist sowohl für Deutschland und Europa als auch weltweit knapp die Hälfte der heute installierten Kraftwerksleistung zu ersetzen bzw. neu zu errichten. Inwiefern in diesem Zusammenhang Zyklen bei Kraftwerksinvestitionen auftreten können wird für den deutschen Stromerzeugungsmarkt untersucht. Kraftwerksinvestitionen müssen heute unter veränderten Rahmenbedingungen stattfinden. Weltweit werden Strommärkte liberalisiert und so dem Wettbewerb geöffnet. Das Entscheidungskalkül der Unternehmen bezüglich Kraftwerksinvestitionen hat sich gegenüber der Zeit vor der Liberalisierung verändert. Durch die Liberalisierung sind die Gebietsmonopole der Energieversorgungsunternehmen aufgelöst worden und die Endkunden können ihren „Stromversorger“ frei wählen. Investitionen in Kraftwerke zur Stromerzeugung müssen heute in wettbewerblichen Märkten unter Unsicherheit erfolgen. In anderen Branchen, die seit langem wettbewerblich organisiert sind und eine vergleichbar hohe Kapitalintensität, Langlebigkeit der Investitionsgüter und lange Bau- und Genehmigungszeiten wie die Stromerzeugung aufweisen – z. B. die Papier- und Zellstoffindustrie, der Immobilienmarkt, das Hotelgewerbe sowie die kommerzielle Luftfahrt kommt es typischerweise zu solchen Investitionszyklen.

Ziel der Arbeit ist es, Gründe von Zyklen bei Kraftwerksinvestitionen zu analysieren und ihre Einflussfaktoren aufzuzeigen. Weiterhin werden Maßnahmen vorgeschlagen, die einem Auftreten von Zyklen bei Kraftwerksinvestitionen entgegenwirken sowie zur Verbesserung einzelwirtschaftlicher Investitionsentscheidungen in zyklischen Märkten ergänzend zur Investitionsrechnung genutzt werden können. Die Untersuchung erfolgt – neben einer Analyse theoretischer Grundlagen von Investitionszyklen – durch eine Modellierung des deutschen Stromerzeugungsmarktes mit der Simulationsmethode System Dynamics.

Erfolgsfaktoren bei Merger & Acquisition in der deutschen Energiewirtschaft

Ansprechpartner: Dr. Niels Stahlke, Kontakt über das Sekretariat des Fachgebietes

abgeschlossen: 2006

Im Jahr 2000 gab es weltweit mehr als 40.000 Unternehmenszusammenschlüsse mit einem Transaktionsvolumen von fast 3.500 Mrd. US-$; in 2001 waren es jeweils etwa 50% weniger. Die Aussichten, diese Zusammenschlüsse erfolgreich durchzuführen, lagen - nach diversen Untersuchungen - bei deutlich unter 50 %. Sie weisen damit ein erhebliches Wertvernichtungsrisiko auf. Auch in der Energiewirtschaft sind seit dem Begin der Liberalisierung 1998 starke Konzentrationstendenzen zu verzeichnen, die sich mit zunehmender Deregulierung noch verstärken werden.

In dieser Arbeit sollen die Determinanten für erfolgreiche Zusammenschlüsse und deren Wirkungsweise - in der Energiewirtschaft - empirisch und statistisch genauer untersucht werden.

Dazu werden zunächst die relevanten Erfolgsfaktoren anhand spezieller Fragebögen bei Managern von Energieunternehmen ermittelt. Die Aufnahme der Erfolgsfaktoren erfolgt dabei nach den Phasen der Unternehmenszusammenschlüsse:

· Pre Merger,
· Vertragsabschluss und
· Post Merger.

Im Anschluss an die Ermittlung der Erfolgsfaktoren soll versucht werden, einen Zusammenhang zwischen den Erfolgsgrößen der teilnehmenden Unternehmen und den relevanten Erfolgsfaktoren nachzuweisen. Bei der Ermittlung des unternehmerischen Erfolgs der teilnehmenden Unternehmen werden neben den operativen und strategischen auch soziale und kulturelle Erfolgsindikatoren berücksichtigt.

Die Arbeit soll einen wissenschaftlich abgesicherten Beitrag zur Verbesserung der Erfolgsaussichten bei der Planung und Durchführung sowie den Wirkungszusammenhängen von Fusionen und Kooperationen in der leitungsgebundenen Energiewirtschaft leisten, um die erheblichen Risiken derartiger Zusammenschlüsse zu minimieren.

Weitere Themenkomplexe dieser Arbeit sind neben den Entwicklungen und den Veränderungsprozessen in der Energiewirtschaft seit 1998 die zukünftigen Entwicklungstendenzen vor dem Hintergrund der fortschreitenden nationalen und europäischen Liberalisierung bei den leitungsgebundenen Energien.

Effiziente Integration erneuerbarer Energien in den deutschen Elektrizitätsmarkt

Ansprechpartner: Dr. Christian Nabe, Kontakt über das Sekretariat des Fachgebietes

abgeschlossen: 2006

Erneuerbare Energien zur Stromerzeugung haben aufgrund ihrer besonderen Charakteristika u.a. der Erzeugung (stochastisch schwankend) und Kostenstruktur (geringe variable Kosten) kurzfristig Auswirkungen auf den Einsatz und langfristig auf die Struktur des konventionellen Kraftwerksparks. Herkömmliche Vergütungsmodelle für den erzeugten "grünen" Strom wie Einspeisevergütung und Quotenregelung bieten keine Anreizwirkungen für eine auch langfristig effiziente Integration dieser Energieträger in den Strommarkt. In diesem Forschungsprojekt werden daher Ansatzpunkte für eine ökonomisch effiziente Förderstrategie entwickelt, die den Marktwert von grünem Strom berücksichtigt.

Analyse von Determinanten der Großhandelspreise für Elektrizität anhand einer Systemstudie des deutschen Marktes

Ansprechpartner: Dr. Jörg Borchert
abgeschlossen: 2002

In einer vergleichenden Betrachtung von Spotpreisen verschiedener nationaler Elektrizitätsmärkte kann man feststellen, dass die jeweils beobachtete Dynamik (Drift und Volatilität) von den fundamentalen Spezifika der Märkte abhängt. Eine einfache Übertragung internationaler Erfahrungen auf einen deutschen Markt ist demnach nicht ohne weiteres möglich. Um Erwartungen bezüglich der Art der Dynamik formulieren zu können, werden im Rahmen des Forschungsvorhabens sowohl betriebswirtschaftliche Motive für das Eingehen von Handel als auch volkswirtschaftliche Begründungen der Handelsflüsse zwischen verschiedenen Marktakteuren gegeben. Darauf basierend wird entsprechend der abgeleiteten Handelsmotive der Akteure sowie der Spezifika des deutschen Elektrizitätsmarktes das Marktgeschehen modelliert. Im Rahmen eines Projektauftrages durch die Handelsabteilung eines deutschen Verbundunternehmens werden das Modell in eine Software umgesetzt und anschließend Preisanalysen durchgeführt. Ergebnis dieser Analysen ist die Abschätzung der Bedeutung verschiedener fundamentaler Ereignisse auf die Volatilität des Spotpreises.

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