Sähköenergian kysyntä

Sähköenergian tarve , myös sähkön kysyntä, on määrä sähköenergian että sähkölaitteiden on toimittava. Todellista toteutusta tietyn ajanjakson aikana kutsutaan virrankulutukseksi .

Fyysinen määritelmä

Muunnettu sähköenergia W (englanninkielisestä työstä = työ) mitataan wattisekunteina tai kilowattitunteina . Se on koko sähkötyö, joka virtaa tarkastelujaksolla t tarkasteltavana olevan tehonkulutuksen P kanssa . Jos kysyntä pysyy samana, muunnettu energia W on sähkötehon P ja kuluneen ajan t tulo :

Esimerkki: Hiustenkuivaaja kuluttaa 2000 wattia (2 kW) sähköä . Jos hiustenkuivaajaa käytetään puoli tuntia (0,5 h), sähköenergian tarve on 2 kW · 0,5 h = 1 kWh (yksi kilowattitunti).

Sähköenergian kysynnän ajallinen eteneminen

Keskimääräinen kuormitusprofiili Itävallassa (työpäivinä heinäkuussa 2015)

Kysyntä sähköenergian edellyttää sekä päivällä ja vuodenaikojen vaihtelusta, joka kartoitetaan kuin kuorman profiilia tai standardi kuorman profiili (SLP), joka on tyypillinen taloudessa "H0".

Kellonaikaan nähden koko verkon kysyntä on huipussaan kello 7.00–24.00 ja iltaisin. Tarve saavutetaan minimiin myöhään yöllä. Talvella sähköenergian kysyntä on suurempi lyhyemmän vuorokaudenajan (lisääntynyt valaistustarve) ja toisaalta alhaisempien lämpötilojen (sähkölämmitys) vuoksi. Seurauksena ilmastonmuutoksesta on ollut toinen piikki kulutuksen lämpimämpi maissa viime vuosina, koska kulutus ilmastointijärjestelmien . Tämän vaikutuksen odotetaan lisääntyvän tulevaisuudessa.

Jotta kysyntä voidaan kattaa pysyvästi, on tarpeen pystyä käsittelemään kysynnän huiput turvallisesti peruskysynnän lisäksi. Tässä yhteydessä, puhutaan peruskuormituksen , keskipitkän kuormitus ja huippukuormituksen .

Kuormitusprofiili kevään alussa ja perus-, keski- ja huippukuormavoimalaitosten käyttö kuormitusprofiilin esimerkkinä arkisin

Peruskuormaa tuottavat voimalaitokset ovat tyyppejä, jotka toimivat halvalla ympäri vuoden, lukuun ottamatta huoltoaikoja (hiili-, ydinvoima-, jokivirtausvoimalaitokset). Itävallassa tämän tehtävän kantavat pääasiassa jokivirta- ja varavoimalaitokset. Keski -Euroopan keskiarvolla nämä tyypit kattavat noin 30% energiantarpeesta.

Keskikuormitettuja voimalaitoksia ovat kivihiili-, öljy-, kaasu- ja varastovoimalaitokset. Tämän tyypin ominaisuus on kyky reagoida joustavasti kysynnän suuriin vaihteluihin. Ne kattavat noin 40% sähköenergian tarpeesta.

Kuitenkin kysynnän vaihteluiden kompensoimiseksi on kuitenkin käytettävä huippukuormitusvoimalaitoksia, kuten kaasuturbiini-, öljy-, varasto- ja pumpattavia varastovoimalaitoksia. Tällaiset järjestelmät otetaan yleensä käyttöön muutamaksi tunniksi lyhyellä varoitusajalla lyhyen aikavälin suuren energiantarpeen tyydyttämiseksi.

Tässä yhteydessä pumppuvarastot mahdollistavat tehokkaimman mukautumisen lisääntynytyn sähköenergian kysyntään, koska pumpputurbiinit voidaan muuttaa pumpun käytöstä turbiinikäyttöön muutamassa sekunnissa.
Varmistaa jatkuva ja yhtenäinen virtalähde , automaatiojärjestelmät toimivat että voimalaitosten tai tämä tapahtuu integroimalla järjestelmistä supra alueiden verkossa.

Kysynnän tilastot

Saksa

Vuonna 2011 Saksan vuotuinen sähkön bruttokulutus oli 606,8 miljardia kWh (TWh) ja sähkön bruttotuotanto 613,1 TWh. Osuus uusiutuvan energian oli yli 20%.

Koko primäärienergian kulutus on huomattavasti suurempi, koska se sisältää myös polttoaineen kulutus liikenteen ja polttoaineen kulutus lämmitykseen ja lämpöä. Sähköntuotannossa hyötysuhde vaihtelee 33 prosentista ydinvoimalaitoksissa yli 50 prosenttiin kaasuvoimalaitoksissa. Primaarienergiankulutus sähkön kilowattituntia kohti on siten 3 kWh uraania tai 2 kWh maakaasua (tai biokaasua). yksikkö joule (watt- toinen) on yleensä käytetään polttoaineena. käytetään. Koska tunnissa on 3600 sekuntia, 1 kWh = 3,6 MJ tai 1 TWh = 3,6 PJ ja 14 000 PJ vastaa lähes 3900 TWh.

Seuraavassa taulukossa on yleiskatsaus sähkön bruttokulutuksen, primäärienergian kulutuksen ja vastaavan uusiutuvan energian osuuden kehitykseen vuodesta 1991:

Uusiutuvien energialähteiden osuus Saksan sähkön bruttokulutuksesta
Uusiutuvien energialähteiden osuus sähkön brutto- ja primäärienergiankulutuksesta
vuosi Sähkön kokonaiskulutus Primäärienergian kulutus
kaikki kaikessa mukaan lukien:
uusiutuvat energialähteet
kaikki kaikessa mukaan lukien:
uusiutuvat energialähteet
[TWh] [%] [PJ] [%]
1991 539,6 3.2 14 610 1.3
1992 532,9 3.8 14 319 1.4
1993 528,0 4.0 14.309 1.6
1994 530,8 4.6 14 185 1.8
1995 541,6 4.9 14 269 1.9
1996 547,4 4.4 14 746 1.8
1997 550,0 4.7 14 614 2.4
1998 556,6 5.0 14 521 2.6
1999 557,3 5.7 14 323 2.8
2000 579,6 6.6 14,401 2.9
2001 585,1 6.7 14 679 2.9
2002 587,4 7.8 14 427 3.2
2003 600,7 7.6 14 600 3.8
2004 610.2 9.3 14 591 4.5
2005 614.1 10.2 14 558 5.3
2006 619,8 11.6 14 837 6.3
2007 621,5 14.2 14,197 7.9
2008 618.2 15.1 14 380 8.0
2009 581,3 16.3 13 531 8.9
2010 615,4 17,0 14 217 9.9
2011 606,8 20.4 13 599 10.8
2012 607.1 23.7 13 447 10.3
2013 604,9 25.2 13 822 10.8
2014 592.2 25.9 13 158 11.5
2015 (1) 600,0 32.6 13.306 12.5
(1) väliaikaisesti
Sähkönkulutus kuluttajaryhmittäin Saksassa vuonna 2014

Sähkön nettokulutus vuonna 2014 (524,0 TWh) muodosti seuraavat osuudet yksittäisillä alueilla:

  • Teollisuus: 46.6% (244.4 TWh)
  • Kotitaloudet: 24,8% (129,7 TWh)
  • Kauppa: 14.7% (77.0 TWh)
  • Julkiset laitokset: 9,9% (51,8 TWh)
  • Kuljetus: 2,2% (11,6 TWh)
  • Maatalous: 1,8% (9,5 TWh)

Liittovaltion ympäristöviraston laskelmien mukaan sähköenergian myynti kasvoi yksitoista prosenttia vuosina 1995-2000. Sen jälkeen se laski noin seitsemän prosenttia vuoteen 2005 mennessä.

Sähkön kulutus kotitalouksissa

Kansainvälisen energiajärjestön (IEA) Sähköenergian liikevaihto vuonna yksityistalouksissa on kasvanut voimakkaasti yleistä vuoksi uusia ja ylimääräisiä sähkölaitteet . Vaikka pesukoneet ja jääkaapit laskivat energiatehokkuuden paranemisen vuoksi, televisioiden, ilmastointijärjestelmien ja tietokoneiden sähkönkulutus nousi merkittävästi samaan aikaan. Sähköenergian osuus kotitalouksien kokonaisenergiankulutuksesta nousi vuosien 1990 ja 2004 välillä 15 prosentista 20 prosenttiin.

Sähkön käytön jakautuminen kotitalouksissa on määritetty Nordrhein-Westfalenin energiaviraston keräämien kulutustietojen perusteella 380 370 yhden ja kuuden hengen kotitalouksista, jotka osallistuivat energiaviraston NRW: n "Sähkötarkistukset kotitalouksille" -neuvontaan ohjelmoida. Tämän mukaan kaksi tieto- ja viihde-elektroniikan aluetta, "toimistolaitteet" ja "TV / audio", ovat energiaintensiivisimpiä ja muodostavat neljänneksen kotitalouksien kulutetusta sähköstä. Neljä muuta käyttöaluetta vie kukin noin 10%: lämmin vesi, jäähdytys, valaistus ja ruoanlaitto. Sähkönkulutuksen määrä voidaan määrittää kotitalouden koon mukaan, jolloin lämminvesivalmistustyypillä (sähköllä tai ilman) on selkeä vaikutus (ks. Taulukko).

Sähkönkulutuksen jakautuminen kotitalouksissa, Energiaviraston NRW 2011 -tutkimuksen tulokset
Kotitalouksien vuotuinen sähkönkulutus
kotitalouksien koon mukaan (1)
Luvut kilowattitunteina
Kotitalouden
koko
Tyypillinen
kulutus
kanssa
WWB 2
ilman
WWB 2

Tietueiden määrä
1 hlö 2 256 2818 1798 72 693
2 hlöä 3 248 3843 2 850 143 699
3 hlöä 4 246 5.151 3733 72 139
4 hlöä 5 009 6,189 4480 67,605
5 hlöä 5 969 7,494 5311 18 988
6 hlöä 6579 8 465 5 816 5 246
(1) Energiaviraston tutkimus NRW 2011
(2)WWB: elt. Veden lämmitys

Institute for Energy and Environmental Research Heidelberg nimiä, muun muassa. seuraavat syyt sähköenergian kysynnän kasvuun huolimatta yhä tehokkaammista päätelaitteista:

  • Varauksia uusista tekniikoista, kuten B. energiansäästölamput
  • kasvavat mukavuuden vaatimukset
  • suurempi keskimääräinen asuintila
  • yhä suurempien laitteiden käytön lisääntyminen sekä kotitaloustavaroiden ja elektroniikan hankintakustannusten tasainen lasku

Lämpöpumppujen lisääntyvä käyttö kotitalouksien ja rakennusten lämmitykseen fossiilisten polttoaineiden lämmitysjärjestelmien korvikkeena sekä hallittu asuintilan ilmanvaihto lisää sähkönkulutusta fossiilisen primäärienergian säästämisen lisäksi.

Eurooppalainen vertailu

EU -maiden sähkönkulutus vuonna 2011, yhteensä ja muunnettuna asukasta kohti, lähde: Stromvergleich.de
Huomautus: Tämä Stromvergleich.de -taulukko sisältää ilmeisen virheen Kreikassa: Kokonaiskulutus on oikea, sillä noin kymmenen miljoonaa asukasta Kulutus henkeä kohti 6 011,1 kWh / v.

EU -maita verrattaessa sähkön kokonaiskulutuksen lisäksi muuntaminen asukkaiksi on yleistä. Tämä vertailuluku osoittaa kokonaiskulutuksen henkeä kohden, ja se on erotettava yksityisestä kulutuksesta, joka on huomattavasti pienempi. Koko sähkönkulutuksella asukasta kohden Suomi oli selvästi EU: n kärkijoukossa 15 372 kWh / v. EU: n keskimääräinen kulutus 6201 kWh / asukasta kohti, Saksa 6648 kWh / a oli hieman keskimääräistä korkeampi, Italia 5187 kWh / a huomattavasti alle. Itävallassa sähkön kokonaiskulutus asukasta kohti vuonna 2011 oli 7762 kWh / vuosi, Ranskassa 7042 kWh / vuosi ja Puolassa 3433 kWh / vuosi.

Tarvitaan yksittäisiä sähkölaitteita

Alla on muutamia esimerkkejä tyypillisistä tarpeiden kodinkoneiden - sähkön kustannukset koske työ- hinta on 25 senttiä / kWh.

  • Hiustenkuivaaja , joiden virrankulutus 2000 wattia, jota käytetään 5 minuuttia päivässä vaatii noin 61 kWh sähköenergiaa 15 euroa vuodessa.
  • Taulutelevisio 150 wattia tehoa kulutuksen, jota käytetään kaksi tuntia päivässä, vaatii noin 110 kWh sähköenergiaa vuodessa 28 euroa.
  • Puolet tuntia päivässä toimiva sähköliesi , jonka virrankulutus on 4000 wattia, vaatii 730 kWh sähköenergiaa vuodessa, mikä maksaa 183 euroa.
  • 1200 watin vedenkeitin, jota käytetään 10 minuuttia päivässä, kuluttaa 73 kWh vuodessa ja tuottaa sähkökustannuksia 18 euroa.
  • Pesukone on energiatehokkuusluokan +++, jonka kapasiteetti on 6 kg vaatii noin 0,9 kWh sähköenergiaa varten standardin pestä (puuvilla, 60 ° C). Tällöin pyykkisäiliön sähkö maksaa hieman yli 20 senttiä .

Kodinkoneiden todelliset energiankulutusarvot poikkeavat toisinaan suuresti valmistajan tiedoista. Tutkimuksen mukaan monet laitteet kuluttavat käytännössä huomattavasti enemmän energiaa kuin on ilmoitettu. Lisäkulutus on siksi usein 20–30 prosenttia, ja yhdessä ääritapauksessa kulutus oli jopa yli kaksi kertaa suurempi.

Katso myös

Yksilöllisiä todisteita

  1. a b c d T. Strobl, F. Zunic: Wasserbau, Current Basics-New Developments . Springer-Verlag, Berliini / Heidelberg / New York 2006, ISBN 3-540-22300-2 .
  2. Alea Business Software: Arvio sähkönkulutuksesta Euroopassa vuodelle 2016 (englanti), 5. tammikuuta 2017, luettu 19. elokuuta 2019.
  3. Potsdam Institute for Climate Impact Research : Sähkön kysyntä Euroopassa muuttuu ilmastonmuutoksen vuoksi . 28. elokuuta 2017. Haettu 19. elokuuta 2019.
  4. ^ A b J. Giesecke, E. Mosonyi: Vesivoimalat, suunnittelu, rakentaminen ja käyttö . Springer-Verlag, Berliini / Heidelberg / New York 2005, ISBN 3-540-25505-2 .
  5. ^ Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen eV: Sähkön kokonaistuotanto Saksassa vuosina 1990-2013 energialähteen mukaan. (PDF) 12. joulukuuta 2013, arkistoitu alkuperäisestä 1. helmikuuta 2014 ; Käytössä 23. tammikuuta 2014 .
  6. a b Federal Statistics Office: Uusiutuvien energialähteiden osuus Saksan sähkön bruttokulutuksesta. (Ei enää saatavilla verkossa.) 18. maaliskuuta 2016, arkistoitu alkuperäisestä 11. toukokuuta 2016 ; luettu 22. maaliskuuta 2016 .
  7. a b Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft eV: Sähkönkulutus Saksassa kuluttajaryhmittäin vuonna 2020. 18. joulukuuta 2020, katsottu 13. helmikuuta 2021 .
  8. Tutkimus yksityisistä kotitalouksista - saksalaiset tuhlaavat energiaa. tagesschau.de, 14. marraskuuta 2006, käytetty 11. syyskuuta 2007 .
  9. Holger Dambeck: Spiegel Online: Sähkölaitteiden sähkönkulutus on noussut dramaattisesti. 10. syyskuuta 2007, käytetty 11. syyskuuta 2007 .
  10. Energy Agency NRW: Stromcheck - interaktiivinen online -arviointi , Düsseldorf 2013.
  11. Energieagentur NRW: Esitys kyselyn ”Missä sähkö pysyy?” Tuloksista , Düsseldorf 2013.
  12. a b c Energiavirasto NRW: Kysely "Missä on sähkö?" (PDF; 4,0 MB), Düsseldorf 2011.
  13. ifeu: Tehokkaat neuvontamoduulit kotitalouksien sähkönkulutuksen vähentämiseen, luku . 3.5 Sähkönkulutukseen vaikuttavat tekijät, PDF, maaliskuu 2006.
  14. Huomautus: Lähteen "Stromvergleich.de" alkuperäisessä taulukossa on ilmeinen kirjoitusvirhe: Kokonaiskulutus on oikea, noin 10 miljoonan asukkaan asukaskohtainen kulutus on 6 010 kWh / vuosi. Vertailu viralliseen lähteeseen, esim. B. Eurostat , seuraa (huhtikuussa 2013)
  15. Keskimääräinen virrankulutus numeroina. www.Stromvergleich.de, 5. helmikuuta 2013, katsottu 5. helmikuuta 2013 .
  16. Laskin, liesi ja hiustenkuivaaja sekä sähkönkulutuksen laskenta. 17. tammikuuta 2011, käytetty 20. tammikuuta 2011 .
  17. Sähkön kulutus kotitaloudessa. Haettu 18. helmikuuta 2013 .
  18. Virrankulutus: kuinka paljon pesu maksaa? Haettu 16. syyskuuta 2014 .
  19. Valmistajien kaunis virrankulutus kodinkoneissa. 21. kesäkuuta 2017. Haettu 21. kesäkuuta 2017 .