Der Einsatz von erneuerbare Energien und die Anwendung von Energieeffizienz spielt derzeit in den GCC-Staaten noch eine untergeordnete Rolle, aber das Interesse daran ist in den letzten Jahren gewachsen. Die Arbeit wird die Chancen und Hindernisse für den Einsatz von erneuerbare Energien, Empfehlungen für eine bessere Energieeffizienz und für eine stärkere Integration der RE in den Energiemix der GCC-Staaten präsentieren. Die Arbeit beschreibt die traditionelle Energiesituation und analysiert die technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkte des Energieverbrauches in den GCC-Ländern. Der Fokus liegt auf Anwendungen der Solarenergie und Energieeffizienz, jedoch wird auch kurz auf Windenergie, Biomasse und einige Lösungen für energieeffizientes Bauen eingegangen. Außerdem werden Vergleiche mit der Situation in Europa und der Welt vorgenommen. Es soll erreicht werden, dass der Energieverbrauch reduziert sowie Energieeffizienz und die Nutzung erneuerbare Energien gefördert werden.

Die Arbeit widmet sich dem Börsenstromhandel, insbesondere dem Einfluss von erneuerbaren Energien (EE) auf das Zustandekommen von Marktpreisen aus Spotgeschäften. Dabei werden zwei Kernfragen aufgegriffen: 1) welche kurz- und langfristige Relevanz besitzt das Spektrum der erneuerbaren Energien für die Preisentwicklung an Strombörsen im europäischen und speziell im deutschen Markt? 2) Wie kann diese Bedeutung quantifiziert werden? Dazu werden ökonometrische Ansätze zur Abbildung und Prognose der Einflussnahme von EE auf Marktpreise entwickelt. Festgestellt wird, dass Marktpreise dezidiert in direkter Weise – durch die Netzeinspeisung bestimmter EE-Mengen – und in indirekter Weise – mittels Änderungen an EE betreffender Gesetze – beeinflusst werden und sich so das Preisniveau langfristig senkt. Zudem geben die Ergebnisse Grund zur Annahme, dass die Relevanz von Strom aus erneuerbaren Quellen auf Strombörsen sogar noch steigen wird. Derweil haben sich Strombörsen in der Wertschöpfungskette von europäischen Strommärkten etabliert, so dass zu erwarten ist, dass sie auch künftig einen entscheidenden Beitrag zur Funktionsfähigkeit dieser Märkte leisten.:Kapitel 1: Einleitung Kapitel 2: Grundlagen zum Energiehandel und erneuerbaren Energien Kapitel 3: Zugrunde liegende neoinstitutionenökonomische Theorieansätze Kapitel 4: Schätzung von Marktpreisen mit GARCH-Ansätzen Kapitel 5: Transformationsansätze zur Prognose von Strompreisen Kapitel 6: Einfluss von Regulierung auf Strompreise Kapitel 7: Das Negativstrompreisphänomen Kapitel 8: Schlussbetrachtung und Ausblick Anhang Literaturverzeichnis

The transition of the North African electricity system towards renewable energy technologies is analyzed in this thesis. Large potentials of photovoltaics (PV), concentrating solar power (CSP) and onshore wind power provide the opportunity to achieve a long-term shift from conventional power sources to a highly interconnected and sustainable electricity system based on renewable energy sources (RES). A multi-dimensional analysis evaluates the economic and technical effects on the electricity market as well as the socio-economic impact on manufacturing and employment caused by the large deployment of renewable energy technologies. The integration of renewable energy (RE) into the electricity system is modeled in a linear optimization model RESlion which minimizes total system costs of the long-term expansion planning and the hourly generation dispatch problem. With this model, the long-term portfolio mix of technologies, their site selection, required transmission capacities and the hourly operation are analyzed. The focus is set on the integration of renewable energy in the electricity systems of Morocco, Algeria, Tunisia, Libya and Egypt with the option to export electricity to Southern European countries. The model results of RESlion show that a very equal portfolio mix consisting of PV, CSP and onshore wind power is optimal in long-term scenarios for the electricity system. Until the year 2050, renewable energy sources dominate with over 70% the electricity generation due to their cost competiveness to conventional power sources. In the case of flexible and dispatchable electricity exports to Europe, all three RE technologies are used by the model at a medium cost perspective. The socio-economic impact of the scenarios is evaluated by a decision model (RETMD) for local manufacturing and job creation in the renewable energy sector which is developed by incorporating findings from expert interviews in the RE industry sector. The electricity scenarios are assessed regarding their potential to create local economic impact and local jobs in manufacturing RE components and constructing RE power plants. With 40,000 to 100,000 new jobs in the RE sector of North African countries, scenarios with substantial RE deployment can provide enormous benefits to the labor market and lead to additional economic growth. The deployment of renewable energy sources in North Africa is consequently accelerated and facilitated by finding a trade-off between an optimal technology portfolio from an electricity system perspective and the opportunities through local manufacturing. By developing two model approaches for evaluating the effects of renewable energy technologies in the electricity system and in the industrial sector, this thesis contributes to the literature on energy economics and energy policy for the large-scale integration of renewable energy in North Africa.:Abstract iii Acknowledgement iv Table of contents v List of tables ix List of figures xii List of abbreviations xvi 1 Introduction 1 1.1 Renewable energy in North Africa 2 1.2 Research questions and aim of this thesis 3 1.2.1 Modeling of electricity systems 4 1.2.2 Modeling of manufacturing and employment impact 6 1.2.3 Optimal renewable energy scenarios 6 1.3 Related research 7 1.4 Structure of thesis 7 2 Modeling fundamentals for electricity systems with renewable energy sources 9 2.1 Energy system modeling 9 2.2 Electricity models 16 2.2.1 Classifications and taxonomy 17 2.2.2 Differences between operation models and planning models 20 2.2.3 Typical modeling approaches 21 2.3 Optimization models 23 2.3.1 Basic model structure 23 2.3.2 Objective functions of electricity models 24 2.3.3 Technical aspects of electricity systems as models constraints 26 2.3.4 Combining different objectives in energy scenarios 27 2.4 Models for high shares of renewable energy 28 2.5 Models for North African electricity systems 31 2.6 Conclusions for model development 34 3 Electricity system of North Africa 36 3.1 Market structure 36 3.2 National targets for renewable energy 40 3.2.1 Morocco 40 3.2.2 Algeria 41 3.2.3 Tunisia 42 3.2.4 Libya 42 3.2.5 Egypt 43 3.3 Long-term development of electricity demand 44 3.4 Electricity exports to Europe 47 3.5 Geopolitical risks for the electricity system 51 4 Development of the electricity market model RESlion 53 4.1 Model requirements and modeling goals 53 4.2 Modeling of renewable energy technologies 56 4.2.1 Onshore wind power plants and wind resources 59 4.2.2 PV power plants and solar resources 61 4.2.3 CSP plants and solar resources 63 4.2.4 Hydro power plants and energy storage systems 65 4.3 General model approach of RESlion 65 4.4 Model description of RESlion 69 4.4.1 Introduction to the model structure 69 4.4.2 Temporal coverage 70 4.4.3 Objective function 72 4.4.4 Technology independent model constraints 74 4.4.5 Regional electricity exchange: Transmission lines 76 4.4.6 Renewable energy technologies 78 4.4.7 Hydro and storage power plants 80 4.4.8 Uncertainty of input parameters and assumptions 81 4.5 Modeling of expansion planning 83 4.6 Modeling of detailed hourly generation dispatch 83 4.7 Extension options to a Mixed Integer Linear Programming model 84 4.8 Solver selection and implementation environment 85 5 Model-based analysis of future electricity scenarios for North Africa 86 5.1 Scenario assumptions 86 5.2 Scenario definition 89 5.3 Technical and economic input data 94 5.4 Model adjustment 99 5.4.1 Electricity generation in reference year 2010 99 5.4.2 Testing of results with detailed hourly generation dispatch 100 5.5 Electricity scenarios for North Africa by 2050 102 5.5.1 Development of the generation system 102 5.5.2 System and generation costs 106 5.5.3 Site selection of RES generation capacities 108 5.5.4 Regional transmission lines 114 5.5.5 Energy storage systems 118 5.5.6 Technology specific generation 119 5.5.7 CO2 emissions 126 5.6 Sensitivity analyses 126 5.6.1 Adaption of market conditions: Split of electricity markets 127 5.6.2 Technology focus 127 5.6.3 Adaption of cost trends for fossil fuels, transmission lines and storage systems 129 5.7 Technology specific findings for CSP, PV and wind power 131 5.7.1 Typical sites and locations for electricity generation from RES 131 5.7.2 Influence of wind speeds and solar irradiation 131 5.7.3 Interactions with conventional power plants 132 5.8 Electricity scenarios with export to Europe 133 5.9 Discussion of RESlion model and its results 139 6 Model development for socio-economic impact analysis 142 6.1 The idea of combining a cost-optimized electricity system with a socio-economic analysis 142 6.2 Literature review and terminology 145 6.3 Data acquisition and further studies 148 6.4 Model description of RETMD 151 6.4.1 Model objectives 151 6.4.2 Model structure and decision modeling 152 6.4.3 Model limitations and uncertainties 156 6.5 Data input of RETMD 157 6.5.1 Construction of reference power plants 157 6.5.2 Operation of reference power plants 159 6.5.3 Status quo of local manufacturing in recent RE projects 160 6.6 Sensitivity of RETMD on market size and know-how 161 6.7 Discussion of model achievements 163 7 Manufacturing and employment impact of optimized electricity scenarios 165 7.1 Demand scenarios for the RE markets from 2012 to 2030 165 7.2 Economic impact and employment creation 166 7.3 Technology specific development of local manufacturing 168 7.4 Country specific development of local manufacturing 172 7.5 Potentials of local manufacturing in each scenarios 174 7.6 Local economic impact 176 7.7 Local employment impact 177 7.8 Evaluation of scenario results 181 7.9 Electricity system analysis and RE manufacturing: Results and discussion of the combined analysis 183 8 Conclusions and outlook 186 8.1 Conclusion on model developments 186 8.2 Conclusion on renewable energy in North Africa 187 8.3 Outlook and further research 189 9 Bibliography 191 10 Appendix 210

Die Begriffe Energiewende, Energieautarkie, Bioenergieregionen, nachhaltige Energieversorgung und Energieautonomie genießen in den aktuellen Debatten zum Thema Energiepolitik eine erhöhte Aufmerksamkeit. Die Energieversorgung in Deutschland muss sich in Zukunft nach Einschätzung der Bundesregierung und der Fachwelt grundlegend ändern, um den Ansprüchen von Versorgungssicherheit, Umweltverträglichkeit und der Bezahlbarkeit genügen zu können. Das Konzept der Energieautonomie bzw. Energieautarkie kann diese Ansprüche am geeignetsten zusammenführen. Den Kommunen kommt bei der Energiewende eine besondere Rolle zu, da hier die Ursachen- und Wirkungszusammenhänge des menschlichen Handelns durch deren Kleinräumigkeit eng mit einander verbunden sind. Bisher ist die Frage nach Erfolgsfaktoren und hemmenden Faktoren von Energieautonomieprozessen noch relativ wenig erforscht. Im Zentrum dieser primär empirischen Arbeit steht daher die Frage, welche hemmende und fördernde Faktoren für die Durchführung einer kommunalen, energiepolitischen Transformation mit dem Ziel der Energieautonomie auf der Basis von 100% Erneuerbare Energien existieren. Der Fokus dieser Untersuchung liegt dabei auf dem Freistaat Sachsen, in welchem bisher keine Kommune eine vollständige Umsetzung des Konzeptes der Energieautonomie erreichen konnte. In einem ersten Schritt wurde mittels der Analyse von bereits zu dem Thema vorliegenden Leitfäden mögliche fördernde und hemmende Faktoren herausgearbeitet und strukturiert. Diese wurden in einem zweiten Schritt durch Experteninterviews ergänzt und zusammengeführt. Eine zweite Interviewrunde mit Akteuren aus fünf Beispielkommunen in Sachsen überprüfte im Anschluss daran, welche dieser Faktoren wirksam sind. Als Resultat dieser empirischen Forschungsarbeit konnten fünf fördernde und ein hemmender Faktor für die Entwicklung kommunaler Energieautonomieprozesse identifiziert und daraus Handlungsanweisungen für die Politik und interessierten Akteuren für eine Ausdehnung der energiepolitischen Bestrebungen in Richtung Energieautonomie abgeleitet werden.:1.Einleitung – Problemaufriss und Hypothesen 1 1.1. Einführung ins Thema und Kontext 1 1.2. Forschungsstand 4 1.3. Aufbau und Methodik der Magisterarbeit 6 1.4. Ziel der Arbeit 7 2.Energieautonomie und kommunaler Handlungsspielraum 8 2.1. Begriffsdefinition Energieautonomie vs. Energieautarkie 8 2.2. Handlungsspielraum der Kommunen in der Energiepolitik 12 2.2.1. Die Struktur des deutschen Energiemarktes 12 2.2.2. Die allgemeinen Situation sächsischer Kommunen 16 2.2.2. Die Kommunen in der Energiepolitik 19 2.3. Die energiepolitischen Position Sachsens im Vergleich zu den 21 anderen Bundesländern 3.Forschungsdesign und Methodenauswahl 24 3.1. Auswahl der Grundgesamtheit 24 3.2. Methodenauswahl 26 3.2.1. Gütekriterien 26 3.2.2. Quantitative und qualitative Forschung 28 3.2.3. Das Experteninterview als Methode 29 3.2.4. Der Einsatz von Fallstudien als Methode 30 3.3. Forschungsdesign der Arbeit 32 3.3.1. Literaturauswertung 32 3.3.2. Die erste Runde der Experteninterviews 33 3.3.3. Extrahieren und Zusammenführen von hemmenden und fördernden 33 Faktoren aus Literaturauswertung und überkommunalen Experteninterviews 3.3.4. Experteninterviews mit Akteuren aus den Fallbeispielen 34 3.3.5 Auswertung der Interviews und Schlussfolgerungen 34 4.Vorarbeiten: Abstrahieren von hemmenden und fördernden Faktoren 36 4.1. Faktoren aus Literatur und Leitfäden 36 4.2. Faktoren aus der ersten Interviewrunde 42 4.3. Zusammenführung der Ergebnisse/ Modell 44 5.Datenerhebung: Interviews mit Akteuren der Praxis 50 5.1. Die fünf Beispielkommunen 50 5.1.1. Die Gemeinde Göda im Landkreis Bautzen 50 5.1.2. Die Gemeinde Reuth im Vogtland 53 5.1.3. Die Gemeinde Zschadraß 55 5.1.4. Die Gemeinde Großharthau 58 5.1.5. Die Gemeinde Ostritz/St. Marienthal 60 5.2. Die abhängige Variabel: Erfolg von Energieautonomie 62 5.3. Die Operationalisierung der unabhängigen Variablen 66 5.3.1. Überlegungen zur Operationalisierung 66 5.3.2. Die fördernden Faktoren für den Erfolg von Energieautonomie 68 5.3.2.1. Kümmerer und Agendasetting (KPA) 68 5.3.2.2. Netzwerke (NGB) 68 5.3.2.3. Bewusstsein bei Politik/Verwaltung, dass Energiepolitik eine 69 kommunale Aufgabe ist (BPW) 5.3.2.4. Einfluss durch höhere politische Ebenen (EHK) 71 5.3.2.5. Unterstützung durch die Politik/Verwaltung (UPW) 71 5.3.2.6. Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit (KÖA) 72 5.3.2.7. Vorhandensein eines Masterplans/Energiekonzepts (VMP) 73 5.3.2.8. Weiterbildungsmaßnahmen/Veranstaltungen (DWK) 74 5.3.2.9. Unterstützung/Austausch mit externen Beratungsakteuren (UEB) 75 5.3.2.10. Anleitung durch einen neutralen Akteur (ANA) 76 5.3.2.11. Nutzen zeigen (NZW) 76 5.3.2.12. Finanzielle Unterstützung durch Fördermittel (FUF) 77 5.3.2.13. Erfolgsbeispiele vor Ort (EBO) 78 5.3.2.14. Sozioökonomischer Handlungsdruck vor Ort (SHO) 79 5.3.2.15. Partizipation der Bevölkerung am Prozess/Projekten (PBP) 79 5.3.3. Die hemmenden Faktoren für den Erfolg von Energieautonomie 80 5.3.3.1. Mangel an Initiatoren und Unterstützern (MIU) 80 5.3.3.2. Mangelndes Problembewusstsein beim Bürgermeister (MPB) 81 5.3.3.3. Nachhaltige Energieversorgung ist keine Pflichtaufgabe für 81 Kommunen (EKP) 5.3.3.4. Probleme mit Regionalpläne (PRP) 82 5.3.3.5. Fehlende Eigenmittel (FEM) 83 5.3.3.6. Schlechte wirtschaftliche Rahmenbedingungen (SWR) 84 5.3.3.7. Ängste vor EE-Projekten (APO) 84 5.4. Charakterisierung Akteure und Durchführung der Interviews 85 6.Datenanalyse und Auswertung 86 6.1. Datenlage 86 6.2. Häufigkeitsverteilungen 86 6.2.1. Die abhängige Variable – Erfolg im Energieautonomieprozess 86 6.2.2. Die unabhängigen Variablen 88 6.2.2.1. Die fördernden Faktoren 88 6.2.2.2. Die hemmenden Faktoren 90 6.3. QCA-Analyse mit dem Ragin Ansatz 91 6.3.1. Methodik 91 6.3.2. Die drei erfolgreicheren Fallbeispiele und die Faktoren 92 6.3.3. Die zwei weniger erfolgreicheren Fallbeispiele und die Faktoren 94 6.3.4. Datenanalyse bei allen fünf Fallbeispielen 96 7.Auswertung der Ergebnisse und Handlungsempfehlungen 97 7.1. Die Fördernden Faktoren 97 7.2. Die hemmenden Faktoren 103 7.3. Fazit und Zusammenfassung 105 7.4. Handlungsempfehlungen für die Politik 107 8.Methodenkritik 114

Der Ausbau der Erneuerbaren Energien in Deutschland ist eine der Erfolgsgeschichten GRÜNER Politik. 2007 wurden 14 Prozent des Stromes von Erneuerbarer Energie bereitgestellt. Diese Studie von der 'Vereinigung zur Förderung der Nutzung Erneuerbarer Energien / VEE SACHSEN e.V.' unter Federführung von Herrn Dipl.-Ing. Hans- Jürgen Schlegel zeigt, dass Sachsen bereits im Jahre 2020 82 Prozent des gegenwärtigen Stromverbrauchs aus Erneuerbaren Energien wird bestreiten können. Windenergie, Photovoltaik, Biomasse und Biogas tragen jeweils zu einem Drittel dazu bei.:Autorenübersicht 2 Gliederung 3 Abkürzungsverzeichnis 5 1. Vorwort der Autoren 8 2. Klimawandel und Umbau der Energieversorgung 9 2.1 Klimawandel, Klimafolgen 9 2.2 Klimaschutzstrategien 12 2.2.1 Erneuerbarer Energien 12 2.2.2 Energieeffizienz 14 3. Nutzung Erneuerbarer Energien in Sachsen 15 3.1 Windenergienutzung 15 3.1.1 Ausgangssituation und kurzer historischer Abriss 15 3.1.2 Nutzungsstand 2007/2008 16 3.1.3 Technisch-realistisches Windenergiepotenzial 19 3.1.4 Potenzialbewertung aus aktueller Sicht 20 3.1.5 Umsetzungsmöglichkeiten für das technisch-realistische Potenzial 25 3.1.6 Mittelfristige Umsetzung bis 2012 31 3.1 7 Repowering von Windenergiealtanlagen 31 3.1.8 Längerfristige Umsetzung bis 2020 34 3.1.9 Ergebnisbewertung und Zusammenfassung 35 3.2 Solarenergienutzung 38 3.2.1 Historie - Sächsische Pioniere der Photovoltaik 38 3.2.2 Stromeinspeisegesetz und 1.000-Dächer-Programm 39 3.2.3 Kostendeckende Vergütung (KV) – Aachener Modell 40 3.2.4 100.000 - Dächer-Programm 40 3.2.5 Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (EEG) 41 3.2.6. Vergleich in Europa – aktueller Stand 2008 41 3.2.7 Photovoltaik in Sachsen – aktueller Stand 2008 42 3.2.7.1 Die sächsische Photovoltaik als Teil des Solarvalley Mitteldeutschland 42 3.2.7.2 PV-Industrie 43 3.2.7.3 PV-Forschung 47 3.2.8 Voraussetzung für solare Nutzung 48 3.2.9 PV-Anlagen 50 3.2.10 PV-Anteil am Elektroenergieverbrauch 2008 57 3.2.11 PV-Entwicklung in Sachsen bis 2020 57 3.2.11.1 Einschätzung des technisch-realistischen Solarpotenzials 57 3.2.11.2 Methoden zur Ermittlung von relevanten PV-Dachflächen 63 3.2.11.3 Konkurrenz zwischen Photovoltaik und Solarthermie 64 3.2.12 Einschätzung der PV-Entwicklung bis 2020 65 3.3 Biomasseenergienutzung 70 3.3.1 Übersicht feste Biomasseenergie 70 3.3.2 Biomassepotenziale (feste Energieträger) 71 3.3.2.1 Theoretisches Potenzial 71 3.3.2.2 Technisches Potenzial feste Biomasse 71 3.3.2.3 Verwertung des tatsächlich genutzten Biomassepotenzials 76 3.3.3 Abschätzung der Potenzialentwicklung feste Biomasse bis 2020 85 3.3.4 Biogasnutzung 93 3.3.4.1 Übersicht Biogas 93 3.3.4.2 Potenzialabschätzung für 2007 95 3.3.4.3 Potenzialabschätzung für 2020 103 3.3.4.4 Potenzialvergleich 105 3.3.4.5 Ergebnisbewertung und Zusammenfassung 108 3.4 Wasserkraftnutzung 110 3.4.1 Kurzer historischer Abriss der Wasserkraftnutzung 110 3.4.2 Sächsische Flussgebiete und Niederschlag 111 3.4.3 Anteil des Wasserkraftstromes am Stromverbrauch 116 3.4.4 Wasserkraftanlagen und Abschätzung des Wasserkraftpotenzials 116 3.4.4.1 Potenzialabschätzung nach der Literatur 116 3.4.4.2 Datenmaterial und untersuchte Größen 116 3.4.4.3 Potenzial – alle Flussgebiete 118 3.4.4.4 Potenzial – Flussgebiet - Mulde / Weiße Elster 120 3.4.4.5 Potenzial – Flussgebiet - Elbegebiet 123 3.4.4.6 Potenzial – Flussgebiet - Neiße / Schwarze Elster 124 3.4.5 Interessenkonflikte und Argumentationen 126 3.4.6 Ergebnisbewertung und Zusammenfassung 131 3.5 Geothermienutzung 134 3.6 Kombination erneuerbarer Energieträger 136 3.7 Politische und bürokratische Hemmnisse 139 4. Zusammenfassung und Darstellung der Gesamtergebnisse 142 5. Literaturverzeichnis 144

Mit dem Forschungsprojekt wurde das Ziel verfolgt, den Einfluss des Münchner Stromausfalls im Winter 2012 auf die Zahlungsbereitschaft für Versorgungssicherheit sowie auf die Akzeptanz für Erneuerbare Energien zu untersuchen. Das Ausfallereignis in München bot sich in besonderer Weise für eine Untersuchung an, da etwa die Hälfte des Stadtgebiets betroffen war, sodass eine Trennung nach beeinträchtigten und nicht-beeinträchtigen Haushalten aus einer nahezu homogenen Stichprobe ermöglicht wurde. Im Zentrum der Untersuchung steht eine repräsentative Bevölkerungsumfrage, die zwei Monate nach dem Ausfallereignis durchgeführt wurde. Dazu wurden über das Telefonlabor der Technischen Universität Dresden 526 Personen aus Münchner Privathaushalten befragt. Nach unseren Befunden beeinflusst eine kleine Versorgungsunterbrechung, wie in München, die Einstellung hinsichtlich der Erneuerbaren Energien nur unwesentlich. Allerdings können wir mit Hilfe der kontingenten Bewertungsmethode einen signifikanten Einfluss des Ausfalls auf die Zahlungsbereitschaft für eine sichere Versorgung nachweisen. Darüber ergeben sich aus unserer Studie Erkenntnisse für die Umsetzung der Energiewende: Beispielsweise wurde der Wert für die letzte gelieferte Kilowattstunde Strom (Value of Lost Load), das Last-Abschaltpotenzial von Haushalten sowie die Akzeptanz der Höhe der EEG-Umlage ermittelt.

This master thesis deals with the question how you could use “demand side management” to influence the consumer on the energy market. Because of the increasing part of the renewable energy the stability in the energy production will drop. With new technology the building of energy storages will be one way to deal with the problem. Another way is to influence the consumer. Firstly the thesis will give a brief overview about the current development of renewable energy. This includes the production time and location of every energy sources. After that the next chapter is about the consummation side of the energy market with the prices. A detailed examination will show the biggest groups of demander and their location and time of consumption. The third chapter will describes the German electricity market including the main problems with demand side management on this market: the low price elasticity. The last chapter will take in the actual demand side management. Methods and applications will show a possible way to overcome the main problem but can’t bring a universal solution. The reasons are the low amount of data referring to renewable energy and applied demand side management and the development of a new market with a less of fossil fuel. The new market would change all actual concepts of pricing and vice versa the consumption.

Diese Arbeit geht der Frage nach, ob sich durch die stattfindende Transformation zu einem kohlenstoffarmen Energiesystem in Deutschland auch Marktchancen für innovative Marktteilnehmer, insbesondere für Speicherbetreiber, herausbilden. Die ökonomischen Effekte, die in Energiesystemen mit hohen Anteilen an variablen erneuerbaren Energien (vEE) auftreten, können durch deren Integrationskosten gemessen werden. Die wissenschaftlichen Untersuchungen in Bezug auf den zusätzlichen Speicher- bzw. Flexibilitätsbedarf für ein solches Energiesystem setzen häufig bei den Ungleichgewichten in der Systembilanz an. Den jeweiligen Methoden liegen jedoch unterschiedliche Annahmen und Rahmenbedingungen zu Grunde, sodass die Ergebnisse nur eingeschränkt miteinander verglichen werden können. Der stündlich schwankende Großhandelspreis an der Strombörse ist ein wichtiger Indikator, um den Flexibilitätsbedarf zu signalisieren. Viele Analysen legen historische oder auch prognostizierte Preiszeitreihen für eine Bewertung von Speicheroptionen zu Grunde. Jedoch wird dabei die Rückkopplung der Betriebsweise eines Energiespeichers auf die Marktpreise außen vor gelassen. In dieser Arbeit wird deshalb eine Methode entwickelt, um den Einfluss eines steigenden Marktvolumens an Speichern und anderen Flexibilitätsoptionen auf die Spotmarktpreise abzuschätzen. Untersucht wird der Einfluss des Speichereinsatzes auf die Stromnachfrage und die Spotmarktpreise in 2020 sowie 2030. Die hierfür zu definierenden Szenarien für den Strommarkt werden modellgestützt abgebildet und ausgewertet. Für die Beantwortung der Fragestellung werden techno-ökonomische Modelle, z.B. das Strommarktmodell MICOES zur Kraftwerkseinsatzplanung, das Modell DeSiflex zur Glättung der Residuallast durch integrierte Flexibilitätsoptionen sowie das Modell Arturflex zur Abschätzung der Arbitragegewinne durch Einsatz von Flexibilitätsoptionen am Spotmarkt, herangezogen.

Es existieren regionale Unterschiede in der Nutzung von Photovoltaik-Anlagen (PV) in Baden-Württemberg. Die Bedeutung von Raumstruktur und Globalstrahlung für diese Unterschiede wurde großräumig untersucht. Es zeigte sich, dass die PV-Nutzung im ländlichen Raum Baden-Württembergs höher ist als im urbanen Raum. Dieser Zusammenhang gewann in den letzten Jahren an Bedeutung. Die Bedeutung der Globalstrahlung für die PV-Nutzung sank auf ein sehr niedriges Niveau. Weitere Untersuchungen wurden im Nordosten Baden-Württembergs durchgeführt, wo die Raumstruktur ländlich und die PV-Nutzung überdurchschnittlich hoch ist. Um die Ursachen der regionalen Unterschiede in der PV-Nutzung näher zu untersuchen, wurden qualitative Experteninterviews, Korrelationsanalysen und schriftliche Haushaltsbefragungen durchgeführt. Durch Experteninterviews wurden die Hauptakteure für die Diffusion von PV in der Untersuchungsregion identifiziert. Neben PV-Unternehmen sind dies Landwirte, Gemeinderäte und Bürgermeister sowie Energieagenturen. Landwirte nehmen eine Schlüsselrolle ein, da es für sie relativ leicht ist PV-Anlagen zu realisieren. Gemeinderäte und ihre Bürgermeister können PV-Anlagen auf öffentlichen Gebäuden realisieren. Energieagenturen bilden Diffusionsnetzwerke zwischen verschiedenen Akteuren. Eine Korrelationsanalyse deckte einige Faktoren auf, die mit den PV-Anlagen je Einwohner und Kommune in Heilbronn-Franken korrelieren. Diese Faktoren sind (i) Anteil der unter 18 Jährigen, (ii) Anteil der Einfamilienhäuser an den Wohngebäuden, (iii) Anteil der sozialversicherungspflichtigen Beschäftigten mit abgeschlossener Ausbildung, (iv) landwirtschaftliche Betriebe mit Viehhaltung je Einwohner, (v) Anteil der Mehrfamilien-häuser an den Wohngebäuden und (vi) Anteil der sozialversicherungspflichtig Beschäftigten mit Hochschulabschluss. Durch eine Haushaltsbefragung wurden signifikante Unterschiede zwischen PV-Eigentümern und Nicht-Eigentümern aufgedeckt (Alter, Familienverhältnisse, Energieverhalten, PV-Informationskanäle, Einstellung zu PV). Bei formaler Bildung und Einkommen gab es keine signifikanten Unterschiede. Außerdem wurden signifikante Unterschiede zwischen einer Gemeinde mit hoher und einer mit niedriger PV-Nutzung erkannt (Energieverhalten, Notwendigkeit ökologischen Handels, Einstellung zu PV, lokale PV-Akteure). Andere Aspekte wiesen keine signifikanten Unterschiede auf (PV-Informationskanäle, Hinderungsgründe für den Kauf). Außerdem zeigte sich, dass die Diffusion von PV einen wichtigen lokalen Charakter hat (PV-Informationskanäle, lokale Märkte). / There are regional disparities in the usage of rooftop photovoltaic installations (PV) in the German federal state of Baden-Württemberg. The influence of spatial structure and global radiation on these disparities has been investigated on a large scale. It was found that the usage of PV is significantly higher in rural areas of Baden-Württemberg than in urban areas. The strength of this correlation has been increasing during the last years. The importance of global radiation for the usage of PV in Baden-Württemberg has been decreasing to a rather low level. Further investigations were made in the north eastern region of Baden-Württemberg, where spatial structure is rural and the usage of PV is above average. To investigate reasons for these regional disparities qualitative expert interviews, correlation analysis and household surveys have been conducted. Through expert interviews main actors for diffusion of PV in the study area were identified. Apart from PV-companies these main actors are farmers, local councils and mayors as well as energy agencies. Farmers take a key role in diffusion of PV, because it is quite easy for them to implement PV. Local councils and their mayors are capable to enable diffusion of PV on public buildings. Energy agencies are capable of building diffusion networks among different groups of actors. The correlation analysis revealed several attributes that are correlating with photovoltaic installations per inhabitant and municipality in Heilbronn-Franken. These attributes are: (i) share of inhabitants <18 years, (ii) share of single-family houses in residential buildings, (iii) share of employees with finished apprenticeship, (iv) agricultural enterprises with livestock per inhabitant, (v) share of multi-family houses in residential buildings, (vi) share of employees with university degree. Through a household survey significant differences between PV-owners and non-owners were found (age, family status, energy behavior, channels of information, attitude towards PV). However some aspects did not show significant differences (formal education, income). Furthermore significant differences between one municipality with high and one with low PV-usage have been identified (energy behavior, necessity of acting ecologically, attitude towards PV, local PV-actors) whereas other aspects were not significantly different (channels of information for PV, obstacles of purchasing PV). Besides that it was found that diffusion of PV has an important local character (channels of information, local markets).

Asia is one of the most densely populated areas in the world. Many Asian countries experienced strong economic growth and rapid urbanization in the last decade. However, Asia is also faced with the challenge of environmental protection, energy security and CO2 emissions. The purpose of establishment of the Asian Network for Environment and Energy (ANEE) is to connect the re-search and training institutions, facilitate the exchange of experience and know-how, and initiating joint projects on environmental protection and renewable energy. The network organizes annual scientific conferences, develops projects addressing environmental problems of the region, and builds personnel training programs for renewable energy and environment. The first ANEE workshop held in Ho Chi Minh City is the launching event the network addressing air pollution, water management, solid waste and energy. / Châu Á là một trong những khu vực đông dân nhất trên thế giới. Nhiều quốc gia tại châu Á đã có sự phát triển kinh tế mạnh mẽ và đô thị hóa rất nhanh trong thập kỷ vừa qua. Tuy nhiên, khu vực châu Á cũng đối mặt với các thách thức về bảo vệ môi trường, phát thải CO2 và an ninh năng lượng. Mục đích thành lập Mạng lưới châu Á về Môi trường và Năng lượng (ANEE) nhằm kết nối các tổ chức nghiên cứu và đào tạo, tạo điều kiện cho trao đổi kinh nghiệm và know-how, xây dựng các dự án tổng thể về bảo vệ môi trường và năng lượng tái tạo. Mạng lưới tổ chức các Hội thảo khoa học hàng năm, phát triển các dự án giải quyết các vấn đề môi trường thời sự của khu vực, xây dựng các chương trình đào tạo nhân lực ngành môi trường và năng lượng tái tạo. Hội thảo lần thứ nhất của ANEE được tổ chức tại Tp.Hồ Chí Minh là sự kiện khởi động Mạng lưới với các chuyên đề về Ô nhiễm không khí, Quản lý nguồn nước, chất thải rắn và năng lượng.