Der mittlere Wind in der atmospärischen Grenzschicht über den deutschen Nord- und Ostseegebieten unterscheidet sich gegenüber Landflächen durch höhere Windgeschwindigkeiten, eine stärkere Zunahme mit der Höhe und schwache Tages- sowie ausgeprägte Jahresgänge der Windgeschwindigkeit in Bodennähe. Neben diesen Vorteilen ergeben sich auch Nachteile im Hinblick auf die Windenergienutzung offshore. Das betrifft die Anforderungen an die Technik der Windstromerzeugung sowie wie die Messung und Prognose der relevanten meteorologischen Parameter. Nach Abschätzungen möglicher Flächen für die Windnutzung offshore und anlagentechnischer Möglichkeiten ist von einem enormen technischen Angebotspotenzial an Elektroenergie auszugehen, dem jedoch auch Beschränkungen seitens der Netzstruktur und Nachfrage entgegenstehen. Um das große Potenzial zur Stromerzeugung und Umweltentlastung nutzen zu können, sollte die Entwicklung in den kommenden Jahren im Bereich Windprognose, Anlagenbau, Regelungstechnik und Energiespeicherung zu weiteren Verbesserungen führen. / The averaged wind in the Planetary Boundary Layer over the german North Sea and Baltic Sea areas shows some differences to the wind over land areas. There are higher wind speeds, a stronger increasing with height and slight daily and more distinctive annual variations of the near surface winds. Thats why the utilization of wind energy offshore has advantages. But also exists certain drawbacks in reference to technical requirements and the measurement and prediction of meteorological parameters. Estimations of suitable areas and technical prospects indicate a large technical offer potential of electric energy offshore, though additional restrictions must be considered. To make this potential of electric energy and environmental protection usable todays knowledge of systems and control engineering, energy storage and wind prediction should be improved in the coming years.

Die Anwendung der Kraft- Wärme-Kopplung (KWK) führt zur Brennstoffeinsparung gegenüber der getrennten Bereitstellung von Elektroenergie und Heizwärme und ist daher ein wesentliches Instrument zur Senkung der CO2- Emissionen. Folglich strebt die EU das Ziel an, die Stromerzeugung aus KWK zu verdoppeln. Zur Bewertung der Effizienz werden jedoch oft Methoden angewendet, die dem Prozess nicht gerecht werden. Weitere Probleme sind die korrekte Definition des Stromes aus KWK, d. h. die physikalisch begründete Unterteilung der gelieferten Elektroenergie in einen gekoppelt und einen ungekoppelt bereitgestellten Anteil, sowie die Aufteilung des benötigten Brennstoffs auf Elektroenergie und Wärme. Der Beitrag schildert ausgehend von den bestehenden Problemen einen Lösungsvorschlag für eine objektive Bewertung. / The co-generation of heat and power (CHP) reduces fuel consumption in comparison with the separate production of heat and power. CHP is thus an important instrument for the reduction of CO2 emissions. Consequently, it is the ambition of the European Union to double the share of CHP in power generation. The methods applied for the assessment of CHP efficiency, however, are often inappropriate. Further problems are accurate definition of the power from CHP and assignment of the fuel consumption to the generated power and heat. Based on the existing problems, the paper offers suggestions for an objective assessment.

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Die energetische Nutzung von Biomasse ist ein wichtiger Beitrag zur Reduktion der CO2- Emissionen. Wärmeerzeugung und gekoppelte Wärme- und Stromerzeugung sind dafür die effektivsten Technologien. Dabei spielt die Erzeugung und Nutzung von Brenngasen aus Biomasse eine große Rolle. Die inzwischen weit verbreitete biologische Gaserzeugung produziert sogenanntes Biogas. Die Forschung konzentriert sich hierbei derzeit unter anderem auf Grundlagen für die Optimierung der Betriebsführung. Aber auch mit thermochemischen Verfahren („Vergasung“) wird Brenngas erzeugt. Einer der Forschungsschwerpunkte dabei ist die angemessene Reinigung des Gases von Teeren und Stäuben. Die Brenngase können dann in herkömmlichen, wenn auch angepassten Verbrennungsmotoren im Zusammenhang mit Generatoren zur Stromerzeugung genutzt werden oder nach einem weiteren Umwandlungsschritt als Erdgasersatz Verwendung finden. / The utilisation of biomass as an energy supply is an important contribution to the reduction of greenhouse emissions. Heat supplies and combined heat and power generation are the most effective technologies from an energetic point of view. In most cases, conversion of solid biomass to a gaseous fuel is an important technological step. Gas generation by biological processes (“biogas”) has been increasing rapidly in recent times. Research in this field is concentrated on improving and automating process operation. Gaseous fuel from biomass can also be generated by thermochemical processes (“gasification”). Research is here focussed on the cleaning of tars and dusts from the gas, for example. The gaseous fuels can then be used in adapted internal combustion engines in combination with electricity generators.

Der mittlere Wind in der atmospärischen Grenzschicht über den deutschen Nord- und Ostseegebieten unterscheidet sich gegenüber Landflächen durch höhere Windgeschwindigkeiten, eine stärkere Zunahme mit der Höhe und schwache Tages- sowie ausgeprägte Jahresgänge der Windgeschwindigkeit in Bodennähe. Neben diesen Vorteilen ergeben sich auch Nachteile im Hinblick auf die Windenergienutzung offshore. Das betrifft die Anforderungen an die Technik der Windstromerzeugung sowie wie die Messung und Prognose der relevanten meteorologischen Parameter. Nach Abschätzungen möglicher Flächen für die Windnutzung offshore und anlagentechnischer Möglichkeiten ist von einem enormen technischen Angebotspotenzial an Elektroenergie auszugehen, dem jedoch auch Beschränkungen seitens der Netzstruktur und Nachfrage entgegenstehen. Um das große Potenzial zur Stromerzeugung und Umweltentlastung nutzen zu können, sollte die Entwicklung in den kommenden Jahren im Bereich Windprognose, Anlagenbau, Regelungstechnik und Energiespeicherung zu weiteren Verbesserungen führen. / The averaged wind in the Planetary Boundary Layer over the german North Sea and Baltic Sea areas shows some differences to the wind over land areas. There are higher wind speeds, a stronger increasing with height and slight daily and more distinctive annual variations of the near surface winds. Thats why the utilization of wind energy offshore has advantages. But also exists certain drawbacks in reference to technical requirements and the measurement and prediction of meteorological parameters. Estimations of suitable areas and technical prospects indicate a large technical offer potential of electric energy offshore, though additional restrictions must be considered. To make this potential of electric energy and environmental protection usable todays knowledge of systems and control engineering, energy storage and wind prediction should be improved in the coming years.

Die Anwendung der Kraft- Wärme-Kopplung (KWK) führt zur Brennstoffeinsparung gegenüber der getrennten Bereitstellung von Elektroenergie und Heizwärme und ist daher ein wesentliches Instrument zur Senkung der CO2- Emissionen. Folglich strebt die EU das Ziel an, die Stromerzeugung aus KWK zu verdoppeln. Zur Bewertung der Effizienz werden jedoch oft Methoden angewendet, die dem Prozess nicht gerecht werden. Weitere Probleme sind die korrekte Definition des Stromes aus KWK, d. h. die physikalisch begründete Unterteilung der gelieferten Elektroenergie in einen gekoppelt und einen ungekoppelt bereitgestellten Anteil, sowie die Aufteilung des benötigten Brennstoffs auf Elektroenergie und Wärme. Der Beitrag schildert ausgehend von den bestehenden Problemen einen Lösungsvorschlag für eine objektive Bewertung. / The co-generation of heat and power (CHP) reduces fuel consumption in comparison with the separate production of heat and power. CHP is thus an important instrument for the reduction of CO2 emissions. Consequently, it is the ambition of the European Union to double the share of CHP in power generation. The methods applied for the assessment of CHP efficiency, however, are often inappropriate. Further problems are accurate definition of the power from CHP and assignment of the fuel consumption to the generated power and heat. Based on the existing problems, the paper offers suggestions for an objective assessment.

Die energetische Nutzung von Biomasse ist ein wichtiger Beitrag zur Reduktion der CO2- Emissionen. Wärmeerzeugung und gekoppelte Wärme- und Stromerzeugung sind dafür die effektivsten Technologien. Dabei spielt die Erzeugung und Nutzung von Brenngasen aus Biomasse eine große Rolle. Die inzwischen weit verbreitete biologische Gaserzeugung produziert sogenanntes Biogas. Die Forschung konzentriert sich hierbei derzeit unter anderem auf Grundlagen für die Optimierung der Betriebsführung. Aber auch mit thermochemischen Verfahren („Vergasung“) wird Brenngas erzeugt. Einer der Forschungsschwerpunkte dabei ist die angemessene Reinigung des Gases von Teeren und Stäuben. Die Brenngase können dann in herkömmlichen, wenn auch angepassten Verbrennungsmotoren im Zusammenhang mit Generatoren zur Stromerzeugung genutzt werden oder nach einem weiteren Umwandlungsschritt als Erdgasersatz Verwendung finden. / The utilisation of biomass as an energy supply is an important contribution to the reduction of greenhouse emissions. Heat supplies and combined heat and power generation are the most effective technologies from an energetic point of view. In most cases, conversion of solid biomass to a gaseous fuel is an important technological step. Gas generation by biological processes (“biogas”) has been increasing rapidly in recent times. Research in this field is concentrated on improving and automating process operation. Gaseous fuel from biomass can also be generated by thermochemical processes (“gasification”). Research is here focussed on the cleaning of tars and dusts from the gas, for example. The gaseous fuels can then be used in adapted internal combustion engines in combination with electricity generators.

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Wir haben uns international verpflichtet, die Erwärmung der Erdatmosphäre bis zum Jahr 2100 auf maximal zwei Grad Celsius zu begrenzen. Klimaziele ernst nehmen, heißt anzuerkennen, dass wir hier in Europa, in Deutschland und damit in Sachsen unsere Emissionen bis zur Jahrhundertmitte um 90 Prozent reduzieren müssen. Das wiederum erfordert bis zum Jahr 2050 eine vollständige Energieversorgung ohne Kohlendioxidausstoß. Das geht nur mit erneuerbaren Energien. Mit anderen Maßnahmen ist die notwendige Verminderung nicht zu erreichen. Die Stromerzeugung aus Windenergie hat dabei eine Schlüsselstellung inne, weil sie heute zu den kostengünstigsten und ertragreichsten Technologien gehört. Mit der Repowering-Studie hat die GRÜNE-Landtagsfraktion gezeigt, dass bis 2020 bereits mehr als 30 Prozent des Stromverbrauchs in Sachsen durch sie gedeckt werden könnte. Gleichzeitig bietet sie die Chance, die Energieversorgung zu dezentralisieren und zu demokratisieren. Das geht am besten durch Beteiligung der Bürgerinnen und Bürger sowie der Kommunen bei der Planung und Finanzierung der Anlagen in ihrer Region. Mit dieser Broschüre können sich alle Interessierten und Engagierten einen schnellen und fundierten Überblick über mögliche Beteiligungsmodelle in Sachsen verschaffen.

Electricity grids require the ancillary services frequency control, grid operation, re-establishment of supply and voltage stability for a proper operation. Historically, conventional power plants in the transmission grid were the main source providing these services. An increasing share of decentralized renewable energy in the electricity mix causes decreasing dispatch times for conventional power plants and may consequently lead to a partial replacement of these technologies. Decentralized energy sources are technically capable of providing ancillary services. This work focuses on the provision of reactive power for voltage stability from decentralized sources. The aim is to answer the question of how voltage stability and reactive power management can be achieved in a future electricity system with increasing shares of decentralized renewable energy sources in an economical and efficient way. A methodology that takes reactive power and voltage stability in an electricity system into account is developed. It allows for the evaluation of the economic benefits of different reactive power supply options. A non-linear and a linearized techno-economic grid model are formulated for this purpose. The analysis reveals an increasing importance of reactive power from the distribution grid in future development scenarios, in particular if delays in grid extension are taken into account. The bottom-up assessment indicates a savings potential of up to 40 mio. EUR per year if reactive power sources in the distribution grid provide reactive power in a controlled manner. Although these savings constitute only a small portion of the total cost of the electricity system, reactive power from decentralized energy sources contributes to the change towards a system based on renewable energy sources. A comparison of different reactive power remuneration mechanisms shows that a variety of approaches exist that could replace the inflexible mechanisms of obligatory provision and penalized consumption of reactive power that are mostly in place nowadays.