Future Energy Grid
Migrationspfade in das Internet der Energie
Published on 23. January 2013
324 pages
978-3-642-27864-8 (ISBN)
Description
Bis 2022 will Deutschland aus der Kernenergie aussteigen und zügig auf eine Energieversorgung auf der Grundlage erneuerbarer Energien wie Wind- oder Sonnenenergie umstellen. Diese lassen sich in großem Umfang nur mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) in das Elektrizitätssystem integrieren. In einem sogenannten Smart Grid verschmelzen IKT und Energietechnik und sorgen für nachhaltigen, zuverlässigen und bezahlbaren Strom. Die Studie beschreibt, welcher Migrationspfad in das in das Future Energy Grid bis zum Jahr 2030 zu beschreiten ist. Die Autoren skizzieren dazu in drei bildhaften Szenarien die möglichen Entwicklungen des Energiesystems in Deutschland und benennen die notwendigen technologischen Schritte in das wünschenswerte System einer nachhaltig-wirtschaftlichen Stromversorgung.
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01/2012
Springer
€52.99
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acatech - DEUTSCHE AKADEMIE DER TECHNIKWISSENSCHAFTEN vertritt die Interessen der deutschen Technikwissenschaften im In- und Ausland in selbstbestimmter, unabhängiger und gemeinwohlorientierter Weise. Als Arbeitsakademie berät acatech Politik und Gesellschaft in technikwissenschaftlichen und technologiepolitischen Zukunftsfragen auf dem besten Stand des Wissens. Darüber hinaus hat es sich acatech zum Ziel gesetzt, den Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft zu unterstützen und den technikwissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern.
acatech tritt ein für nachhaltiges Wachstum durch Innovation.
Content
- Intro
- Title Page
- Copyright Page
- Table of Contents
- VORWORT
- KURZFASSUNG
- PROJEKT
- 1 EINLEITUNG UND GEGENSTAND DER STUDIE
- 2 SZENARIEN FÜR DAS FUTURE ENERGY GRID
- 2.1 METHODISCHES VORGEHEN
- 2.1.1 SZENARIO-VORBEREITUNG
- 2.1.2 SZENARIOFELD-ANALYSE
- 2.1.3 SZENARIO-PROGNOSTIK
- 2.1.4 SZENARIO-BILDUNG
- 2.1.5 SZENARIO-TRANSFER
- 2.1.6 ANWENDUNG
- 2.2 SCHLÜSSELFAKTOREN
- 2.2.1 SCHLÜSSELFAKTOR 1 - AUSBAU DERELEKTRISCHEN INFRASTRUKTUR
- 2.2.2 SCHLÜSSELFAKTOR 2 - VERFÜGBARKEIT EINERSYSTEMWEITEN IKT-INFRASTRUKTUR
- 2.2.3 SCHLÜSSELFAKTOR 3 - FLEXIBILISIERUNG DESVERBRAUCHS
- 2.2.4 SCHLÜSSELFAKTOR 4 - ENERGIEMIX
- 2.2.5 SCHLÜSSELFAKTOR 5 - NEUE SERVICES UNDPRODUKTE
- 2.2.6 SCHLÜSSELFAKTOR 6 - ENDVERBRAUCHERKOSTEN
- 2.2.7 SCHLÜSSELFAKTOR 7 - STANDARDISIERUNG
- 2.2.8 SCHLÜSSELFAKTOR 8 - POLITISCHE RAHMENBEDINGUNGEN
- 2.3 ABLEITUNG DER SZENARIEN
- 2.4 SZENARIO "20. JAHRHUNDERT"
- 2.4.1 ÜBERBLICK
- 2.4.2 WESENTLICHE ENTWICKLUNGEN
- 2.5 SZENARIO "KOMPLEXITÄTSFALLE"
- 2.5.1 ÜBERBLICK
- 2.5.2 WESENTLICHE ENTWICKLUNGEN
- 2.5.3 ERLÄUTERUNGEN UND ANNAHMEN
- 2.6 SZENARIO "NACHHALTIG WIRTSCHAFTLICH"
- 2.6.1 ÜBERBLICK
- 2.6.2 WESENTLICHE ENTWICKLUNGEN
- 2.6.3 ERLÄUTERUNGEN UND ANNAHMEN
- 2.7 ZUSAMMENFASSUNG
- 3 ROLLE DER IKT IM FUTURE ENERGY GRID
- 3.1 METHODISCHES VORGEHEN
- 3.2 STAND DER IKT IM ENERGIEVERSORGUNGSSYSTEM2012
- 3.2.1 IKT-STRUKTUR IN DER HÖCHST- UNDHOCHSPANNUNGSEBENE (380 KV
- 220 KV)
- 3.2.2 IKT-STRUKTUR IN DER HOCHSPANNUNG (110 KV)
- 3.2.3 IKT-STRUKTUR IN DER MITTELSPANNUNG (20 KV)
- 3.2.4 IKT-STRUKTUR IN DER NIEDERSPANNUNG (0,4 KV)
- 3.3 MODELL DER SYSTEMEBENEN
- 3.4 TECHNOLOGIEFELDER
- 3.4.1 TECHNOLOGIEFELD 1 - ASSET MANAGEMENT FÜRNETZKOMPONENTEN
- 3.4.2 TECHNOLOGIEFELD 2 - NETZLEITSYSTEME
- 3.4.3 TECHNOLOGIEFELD 3 -WIDE AREA MEASUREMENT-SYSTEME
- 3.4.5 TECHNOLOGIEFELD 5 - FACTS
- 3.4.6 TECHNOLOGIEFELD 6 - IKT-KONNEKTIVITÄT
- 3.4.7 TECHNOLOGIEFELD 7 - ASSET MANAGEMENT FÜRDEZENTRALE ERZEUGUNGSANLAGEN
- 3.4.8 TECHNOLOGIEFELD 8 - REGIONALE ENERGIEMARKTPLÄTZE
- 3.4.9 TECHNOLOGIEFELD 9 - HANDELSLEITSYSTEME
- 3.4.10 TECHNOLOGIEFELD 10 - PROGNOSESYSTEME
- 3.4.11 TECHNOLOGIEFELD 11 - BUSINESS SERVICES
- 3.4.12 TECHNOLOGIEFELD 12 - VIRTUELLE KRAFTWERKSSYSTEME
- 3.4.13 TECHNOLOGIEFELD 13 - ANLAGENKOMMUNIKATIONS-UND STEUERUNGSMODULE
- 3.4.14 TECHNOLOGIEFELD 14 - ADVANCED METERINGINFRASTRUCTURE
- 3.4.15 TECHNOLOGIEFELD 15 - SMART APPLIANCES
- 3.4.16 TECHNOLOGIEFELD 16 - INDUSTRIELLESDEMAND SIDE MANAGEMENT/DEMAND RESPONSE
- 3.4.17 TECHNOLOGIEFELD 17 - INTEGRATIONSTECHNIKEN
- 3.4.18 TECHNOLOGIEFELD 18 - DATENMANAGEMENT
- 3.4.19 TECHNOLOGIEFELD 19 - SICHERHEIT
- 3.5 TECHNOLOGISCHE SICHT DER FUTURE ENERGYGRID-SZENARIEN
- 3.5.1 SZENARIO "NACHHALTIG WIRTSCHAFTLICH"
- 3.5.2 SZENARIO "KOMPLEXITÄTSFALLE"
- 3.5.3 SZENARIO "20. JAHRHUNDERT"
- 3.6 ZUSAMMENFASSUNG
- 4 MIGRATIONSPFADE IN DAS FUTURE ENERGY GRID
- 4.1 METHODISCHES VORGEHEN
- 4.2 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN DEN TECHNOLOGIEFELDERN
- 4.2.1 GESCHLOSSENE SYSTEMEBENE
- 4.2.2 IKT-INFRASTRUKTUREBENE
- 4.2.3 VERNETZTE SYSTEMEBENE
- 4.2.4 Querschnittstechnologiefelder
- 4.2.5 ZUSAMMENFASSENDE ANALYSE DERQUERSCHNITTSTECHNOLOGIEN
- 4.3 ANALYSE DER MIGRATIONSPFADE
- 4.3.1 KRITISCHE TECHNOLOGIEFELDER UNDENTWICKLUNGSSCHRITTE IM SZENARIO"20. JAHRHUNDERT"
- 4.3.2 KRITISCHE TECHNOLOGIEFELDER UNDENTWICKLUNGSSCHRITTE IM SZENARIO"KOMPLEXITÄTSFALLE"
- 4.3.3 KRITISCHE TECHNOLOGIEFELDER UNDENTWICKLUNGSSCHRITTE IM SZENARIO"NACHHALTIG WIRTSCHAFTLICH"
- 4.3.4 SZENARIOÜBERGREIFENDE ANALYSE
- 4.3.5 MIGRATIONSPHASEN FÜR DAS SZENARIO"NACHHALTIG WIRTSCHAFTLICH"
- 4.3.6 KERNAUSSAGEN
- 4.4 ZUSAMMENFASSUNG
- 5 INTERNATIONALER VERGLEICH
- 5.1 METHODISCHES VORGEHEN
- 5.2 KRITERIEN
- 5.2.1 ARCHETYP
- 5.2.2 ENTWICKLUNGSANSATZ
- 5.3 AUSWAHL DER LÄNDER
- 5.4 LÄNDERSTECKBRIEFE
- 5.4.1 DEUTSCHLAND
- 5.4.2 USA
- 5.4.3 CHINA
- 5.4.4 EUROPA
- 5.4.5 DÄNEMARK
- 5.4.6 FRANKREICH
- 5.4.7 BRASILIEN
- 5.4.8 INDIEN
- 5.4.9 ITALIEN
- 5.4.10 RUSSLAND
- 5.5 MODELLPROJEKTE
- 5.5.1 AMSTERDAM SMART CITY
- 5.5.2 MASDAR CITY
- 5.5.3 SINGAPUR
- 5.5.4 STOCKHOLM
- 5.6 LÄNDERVERGLEICH
- 5.6.1 RAHMENBEDINGUNGEN
- 5.6.2 ENERGIEMIX
- 5.6.3 TECHNOLOGIEFÜHRERSCHAFT
- 5.6.4 GRUNDLEGENDE GESTALTUNGSFAKTOREN UNDPOSITIONIERUNG DER LÄNDER
- 5.7 ZUSAMMENFASSUNG
- 6 RAHMENBEDINGUNGEN FÜR EINFUTURE ENERGY GRID
- 6.1 TRANSFORMATION DER ENERGIESYSTEME ZWISCHENMARKT UND STAATLICHER LENKUNG
- 6.2 HERAUSFORDERUNG INTEGRATION FLUKTUIERENDERERNEUERBARER ENERGIEN
- 6.2.1 ZUBAU ZUR KOMPENSATION DER ANGEBOTSINELASTIZITÄT
- 6.2.2 REDUZIERUNG DER INELASTIZITÄT
- 6.2.3 FLEXIBILISIERUNG DER NACHFRAGE
- 6.2.4. VERSTÄRKTE EUROPÄISCHE MARKTINTEGRATION
- 6.3 INTELLIGENTES VERTEILNETZ IST VORAUSSETZUNGFÜR SINNVOLLES SMART METERING
- 6.4 KÜNFTIGES MARKTDESIGN
- 6.4.1 ERNEUERBARE ENERGIEN IM MARKT
- 6.4.2. REGULIERUNGSPARADIGMA UND FEG
- 6.4.3 BELOHNUNG VON FLEXIBILITÄT
- 6.5 INTELLIGENTE VERTEILNETZE IN EINEM ZENTRALISIERTENEUROPÄISCHEN ÜBERTRAGUNGSNETZ
- 6.6 TRANSFORMATION VON ÜBERTRAGUNGS- UNDVERTEILNETZ ZU EINEM FEG
- 6.7 WECHSELWIRKUNGEN EINES FEG MIT ERZEUGUNG
- 6.8 ZUSAMMENFASSUNG
- 7 SMART GRID UNTER DEM GESICHTSPUNKTDER VERBRAUCHERAKZEPTANZ
- 7.1 IST-STAND DER FORSCHUNG
- 7.1.1 EINFÜHRUNG
- 7.1.2 STATUS QUO
- 7.1.3 KOSTEN-NUTZEN-RELATION
- 7.1.4 STROMANBIETER/DATENSCHUTZ
- 7.1.5 PERSÖNLICHE AUTONOMIE
- 7.1.6 ÖKOLOGISCHE ASPEKTE
- 7.1.7 AKTUELLE WOHNSITUATION
- 7.1.8 AKZEPTANZ INTELLIGENTER HAUSHALTSGERÄTE
- 7.1.9 INFORMATIONSVERHALTEN/KAUFVERHALTENDER ENDVERBRAUCHER
- 7.1.10 EXKURS: VERBRAUCHERGRUPPIERUNGEN
- 7.1.11 GENERELLE ANFORDERUNGEN BEIM KAUFVON EMS
- 7.2 METHODISCHES VORGEHEN: AKZEPTANZ AUS DERPERSPEKTIVE DER SINUS-MILIEUS
- 7.2.1 FORSCHUNGSHINTERGRUND
- 7.2.2 POSITIONIERUNGSMODELL
- 7.2.3 KURZCHARAKTERISTIK DER SINUS-MILIEUS
- 7.3 IDENTIFIKATION VON ZIELGRUPPEN-POTENZIALENIN DEN SINUS-MILIEUS
- 7.3.1 WOHNSITUATION UND HAUSHALTSSTRUKTUR
- 7.3.2 ENERGIE UND UMWELT
- 7.3.3 UMWELTBEWUSSTSEIN IN DEN SINUS-MILIEUS
- 7.3.4 EINSTELLUNG GEGENÜBER MODERNER TECHNIKUND ANFORDERUNGEN AN MODERNE TECHNIK
- 7.3.5 (MOBILES) INTERNET UND WEB 2.0
- 7.3.6 DATENSCHUTZ
- 7.3.7 DIFFUSIONSMODELL FÜR PRODUKTINNOVATIONEN
- 7.3.8 ENTWICKLUNG DER SINUS-MILIEUS BIS 2030
- 7.3.9 ERGEBNISSE DER ENCT-MARKTSTUDIE
- 7.3.10 FOKUSSIERUNG AUF DIE ZIELGRUPPE
- 7.4 ZUSAMMENFASSUNG
- 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
- LITERATUR
- ANHANG I: ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
- ANHANG II: GLOSSAR
