Leonhard Muller Handbuch der ElektrizWitswirtschaft Springer-V erlag Berlin Heidelberg GmbH Leonhard M tiller hcubdnaH red I E e iwstatizirtk tfahcstr ,ehcsinhceT ehciltfahcstriw dnu ehcilthcer negaldnurG .2 Auflage Mit 251 Abbildungen , Springer Prof. Dr.-Ing. Leonhard Miiller Kurfiirstendarnrn 214 10719 Berlin ISBN 978-3-642-63194-8 Die Deutsche Bibliothek -CIP-Einheitsaufnahme Miiller, Leonhard: Handbuch der Elektrizitătswirtschaft : technische, wirtschaftliche und rechtliche Grundlagen / Leonhard Miiller. -2. Aufl .. -Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Hongkong ; London ; Mailand; Paris; Singapur ; Tokio : Springer, 2001 [SBN 978-3-642-63194-8 ISBN 978-3-642-56805-3 (eBook) DOI 10.1007/978-3-642-56805-3 Dieses Werk ist urheberreichtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Obersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funk sendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Ver vielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. Sep tember 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulăssig. Sie ist grundsătzlich vergiitungspflichtig. Zu widerhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2001 Urspriinglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2001 Softcover reprint of the hardcover 2nd edition 2001 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzei chen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wăren und daher von jedermann benutzt werden diirften. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z.B. DIN, VDI, VDE) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewăhr fiir die Richtigkeit, Vollstăndigkeit oder Aktualităt iibernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls fiir die ei genen Arbeiten die vollstăndigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils giiltigen Fassung hinzu zuziehen. Einbandgestaltung: MEDIO, Berlin Satz: Fotosatz-Service Kiihler GmbH, Wiirzburg Gedruckt auf săurefreiem Papier SPIN: 10761292 62/3020 - 5 4 3 2 1 0- trowroV ruz netiewz egalfuA Seit dem Inkraftreten des neuen Energiewirtschaftsgesetzes sind kaum mehr sla zweieinhalb Jahre vergangen, und dennoch hat sieh die ElektriziHitswirt schaft in Deutschland in dramatischer esieW verandert. eiD bisher geschlos sen en, nur sliewej einem Unternehmen vorbehaltenen Versorgungsgebiete wurden nun rUf Angebote und Lieferungen durch Konkurrenten geoffnet und dabei keine schrittweise sondern eine sofortige ellov Liberalisierung fur ella Kunden eingefiihrt. Der schnell nru sieh greifende Wettbewerb fiihrte zum lietroV aller Kunden uz erheblichen Preisreduzierungen, die je nach Umfang ihres Bedarfs bis uber 05 Prozent erreiehten. eiD egloF waren Umsatzeinbruche, die fur die gesamte Branche in den letz ten 81 Monaten auf etwa 52 sib 03 Mrd. MD jiihrlieh tztiihcseg werden, d.h. einem Minus von durchschnittlieh einem Drittel. neD sinkenden Ertragen in den Unternehmen wurde mit einer elliiF von MaBnahmen zur Reduzierung der Aufwendungen begegnet. Dazu nelhiiz innerbetriebliehe Rationalisierun gen und Umorganisationen, die in allen nellaF umfangreiche Personalein sparungen zur egloF hatten. nA die 00007 Arbeitsplatze, d.h. tsaf ein Drittel, gingen verloren. Durch den Ergebnisverfall forciert wurde in unserem Lande eine elleW von Fusionen ausgelost, die auch vor den groBten und tradionsrei chen Unternehmen nieht halt gemacht hat. eiD Investitionen wurden und werden ebenfalls heruntergefahren. ieB dem schon lange anhaltenden Stagnieren des Gesamtbedarfes werden die Reserven noch eine tieZ lang ausreiehen, und augenblickliehe Kraftwerksuberkapazita ten tauschen daruber hinweg, Bad man letztlieh von der Substanz lebt. ieB Bedarfsanstieg verkurzen sieh die Spielraume schnell, eiw Kalifornien sla war nendes leipsieB .tgiez Dort sind in den Spitzenzeiten dieses Sommers gnE passe eingetreten, die uz rotierenden Abschaltungen und exorbitanten Preis steigerungen trhUfeg haben. Jahrelang sind notwendige Investitionen unter blieben und man streitet, ob dies aus Unsieherheit vor der kommenden oder sla egloF der vor einigen Jahren eingefuhrten Liberalisierung geschah oder aus Grunden der unuberschaubaren und rigiden Genehmigungspraxis in dies em Bundesstaat. eiD Notbremse des Staates, Preisobergrenzen uz verordnen, wird weder die Investitionsneigung der Unternehmen noch den Sparwillen der Kunden erhohen. niE regierungsseitig eingesetzter BuhcssuA Ilos nun die nachteiligen Auswirkungen des Wettbewerbs auf die Sieherheit der Stromver sorgung untersuchen. IV Vorwort zur zweiten egaifuA oS kann man ohne Ubertreibung nach den zweieinhalb Jahren eisilarebiL rung von einer neuen Zeitrechnung der deutschen ElektriziUitswirtschaft sprechen. eiD Rahmenbedingungen haben sich grundlegend vedindert und gillov neue Gestaltungsspielraume eroffnet. eiD Beteiligungen im In- und suA land werden neu gemischt, der Handel geht nicht nur iiber die Grenzen des bisherigen Versorgungsgebietes hinaus, sondern wird, unterstiitzt von neuen Handelsformen und Energieborsen, internationalisiert. reW erfolgreich sein ,lliw Bum handeln, lhow wissend, Bad nicht die netBorG sondern die llenhcS sten vermehrte Chancen haben und hcis das bekannte troW bestatigt: rew uz spat kommt, den bestraft das .nebeL seiD ist das ,dlefmU dem sich der Autor des in der .1 egalfuA schnell rev kauften sekreW bei der egalfuaueN gegeniibersah. neraW damals die eG setzanderungen gerade in tfarK getreten und erste etkepsA neuer Handlungs freiheit skizzierbar, ist heute eine systematische Darstellung der neuen Situa tion moglich und notwendig. saD kreW wurde daher stark iiberarbeitet, wesentlich erganzt und aktualisiert. nebegegieB sind wichtige ,etxetsezteseG die die energiepolitische Diskussion noch lange beschaftigen werden. eniE Karte der europaischen Ubertragungsnetze kann heute aktueller auf goM lichkeiten internationaler Zusammenarbeit hinweisen, sla dies friiher denk bar .raw riiF die Unternehmer in der Energiewirtschaft aber auch riif jeden, der sich in wirtschaftlicher oder politischer Verantwortung mit Energiefragen ausein andersetzt, ist se ,hcilBalrenu die technischen und wirtschaftlichen Grundla gen von Erzeugung, gnulietreV und Vertrieb elektrischer Energie uz kennen, aber auch die vielen nerotkafBulfniE und Zusammenhange sachkundig abzu schatzen. ieB der elliiF der uz beachtenden Themen und der Hast des sgatllA ist se heute besonders wichtig, die Informationen so uz verdichten, Bad ein iiberschaubarer gnafmU iiberhaupt noch eine Kenntnisnahme ermoglicht. nneW das hcuB dazu einen konstruktiven Beitrag leisten kann, ist das ,leiZ das sich der ressafreV gesetzt hat, erreicht. ieB der Bedeutung der Elektrizitat riif ella Lebensbereiche sollte jeder, der sich an dem BezorP der Gestaltung der Elektrizitatswirtschaft beteiligt, in Kenntnis der Fakten und Zusammenhange verantwortlich handeln. xaM eW ber unterscheidet in seinem beriihmten Vortrag iiber "Politik sla Beruf' die iewz grundverschiedenen, unvereinbaren Maximen politischen Handelns: Der Verantwortungsethiker bedenkt die moglichen negloF seiner Handlungen und tlhiif sich dafiir verantwortlich, wahrend der Gesinnungsethiker sich ies ner ehcaS os Biweg ,tsi Bad bei nachteiligen Auswirkungen seines Handelns nicht er selbst dafiir verantwortlich ,tsi sondern die tleW oder die Beschrankt heit der Anderen. eniE Richtschnur tiewtlew verantwortungsbewuBten Handelns wurde auf der znerefnoK riif tlewmU und Ernahrung in oiR mit der adnegA 12 gesetzt. naM verstandtigte ,hcis Bad nur ein gemeinsames Programm das wirtschaft ,ehcil okologische und elaizos thciweghcielG unserer Erde wiederherstellen und riif das .12 Jahrhundert sichern konne. eiD Kernaussage bildete eine an zustrebende "nachhaltige ,"gnulkciwtnE die se erlaubt, die Bediirfnisse der Vorwort zur zweiten egalfuA IIV heutigen Generation uz decken, ohne die Befriedigung des Bedarfs ktinftiger Generationen uz gefahrden. hcuA der bulC of emoR verschreibt sieh heute der vollen etierB der dieses leiZ sichernden Themen, ohne sich auf eine Ideologie uz .nereixif Mit kcilB auf die Armut in der tleW und das Auseinanderdriften von Arm und hcieR werden Grenzen der Armut gefordert, dabei der Markt sla Regulierungsinstanz angesehen und die These von den Grenzen des shcaW turns relativiert. sE ware auf jeden llaF ,hcslaf die Zielsetzung der Nachhaltig keit auf einzelne Themen des Umweltschutzes, auf punktuelle Aktionspro gramme oder auf den thcizreV auf die Kernenergie uz verengen .wzb uz kon terkarieren. Eine wesentliehe egarF wird in Zukunft in der deutschen Elektrizitatswirt schaft beantwortet werden mtissen: wie sieher ist sieher ?guneg eseiD nieht mathematisch uz losende Frage hangt von der Wertschatzung der rosreV gungssieherheit oba eniE wichtige elloR werden dabei die erzielbaren Strom preise spielen. Erste Anzeiehen deuten auf das Erreichen der elhoslaT hin, und eine Prognose tiber die weitere Entwicklung uz geben ist heute schwieriger sla frtiher. sisaB des Handelns bleiben jedoch die in diesem hcuB dargelegten uZ sammenhange. Oktober 0002 Leonhard Mtiller trowroV uz netsre egalfuA mA .82 November 7991 Bolhcseb der Deutsche Bundestag das neue renE giewirtschaftsgesetz, das am .92 lirpA 8991 in tfarK trat und riif den Strom markt gillov veranderte Rahmenbedingungen .tgeltsef Damit beginnt riifeid Elektrizitatsversorgungsunternehmen in Deutschland eine neue .arAeiD be absichtigte Liberalisierung wird riif eid ehcnarB neue Freiheitsgrade und neue Chancen eroffnen. nI diesem kcilbneguA erscheint das vorliegende hcuB iiber technische und wirtschaftliche Zusammenhange seseid riif die gesamte tfahcstriwskloV bedeutenden ,segiewzstfahcstriW sua der redeF senie srenneK der ,ehcnarB der in der regionalen Elektrizitatswirtschaft und danach sib vor neginew Jahren im Verbundunternehmen GAWEB vor und nach der edneW eid Entwicklung mitgestaltet hat. saD hcuB gibt einen Uberblick iiber eid ieL stungen in tiehnegnagreV und ;trawnegeG se tBaf ella wesentlichen niE nerotkafBulf zusammen, beleuchtet den zukiinftigen Ordnungsrahmen und ist daher auf dem geW in eid neue Rechtsordnung nov .neztuN saD Manuskript entstand in einer zwanzigjahrigen Lehrtatigkeit an der Friedrich-Alexander-Universitat, die das leiZ hatte, junge Studenten der Fakultat riif kinhceT in Erlangen mit dem spateren dlefmU ihrer Tatigkeit vertraut uz machen: mit der betrieblichen ,sixarP der Wirtschaft, den recht lichen Rahmenbedingungen und der Energiepolitik. iebaD sollte zum Ausdruck kommen, Bad nicht nur die physikalischen ,ezteseG denen wir in unserem Handeln und bei der Anwendung der kinhceT unterliegen, ihre egnawZ ausiiben. Genauso tBulfnieeb das wirtschaftliche, rechtliche und politische dlefmU die unternehmerische .tiekgitaT hcuA in Zukunft wird nicht sella machbar sein und volkswirtschaftlicher Schaden wird dann entstehen, wenn negnulletsroV negeg physikalische, technische und wirt schaftliche nlegeR durchgesetzt werden. egoM man sich vor angstlichem Opportunism su und vorauseilendem Gehorsam dem Zeitgeist gegeniiber hiiten. eiD Darstellung nov ,netkaF Zusammenhangen und Gewichtungen tgeil nach vielen Jahren sed sgolaiD in den negnuselroV nun sla hcuB .rov sE new det sich an ,ella die an der Diskussion iiber Energiefragen beteiligt sind, besonders an Studenten, ,negellokhcaF Ingenieure, Energiewirtschaftler in Industrie und negnutlawreV eiwos an .rekitiloP saD leiZ ,tsi eid Betroffenen os sachkundig uz machen, Bad eis ein begriindetes lietrU abgeben konnen. sE wird an eis appelliert, ihr Denken und Handeln na den netkaF auszurichten, x Vorwort zur ersten egaifuA das Vorhandene sinnvoll einzubeziehen und die weltweiten Wirtschafts verflechtungen uz berticksichtigen. Vorausgesetzt wird die Einigkeit tiber gesellschaftliche Wertebegriffe im technischen Handeln, urn dem leiZ der Sicherstellung und Verbesserung der menschlichen Lebensmoglichkeiten uz dienen. Dazu trOheg die Verpflichtung des Ingenieurs zur Entwicklung und lhawsuA betriebssicherer Konstruktio nen hoher tiWvitkeffE sowie zur Sparsamkeit und Wirtschaftlichkeit mit dem ,leiZ den angestrebten Nutzen mit moglichst geringem dnawfuA uz erreichen. eiD Sicherheit der Elektrizitatsversorgung tBeineg hierbei eine besondere eB deutung wegen der allseitigen Abhangigkeit gegentiber der Dienstleistung Strom. leiZ ist, zum gesamtwirtschaftlichen Wohlstand und zur Befriedigung menschlicher Bedtirfnisse beizutragen. Daraus ergeben sich ethische reV pflichtungen rUf die Energiewirtschaft. m1 vorliegenden hcuB wird dargestellt, Bad Energie im Prinzip reichlich vorhanden ist und der Menschheit von daher keine "Grenzen des Wachstums" gesetzt sind. Der bulC of emoR hatte die Anpassungsfahigkeit der ,tfahcslleseG die Flexibilitat der Markte, den technischen Fortschritt und die damit zusam menhangenden Substituierungsprozesse unterschatzt. Dafiir sind und bleiben Kapital und tieZ die Engpasse: immer weniger ist die Gesellschaft uz Konsum verzieht und Aufschieben von Bediirfnissen auf spater bereit. tiM dem keilB auf einen iiberschaubaren Umfang des sehcuB konnte das umfangreiehe Gebiet der Elektrizitatswirtschaft an keiner elletS erschopfend behandelt werden. enieM Fachkollegen mogen mir daher manche ekcitL oder Verktirzung nachsehen. eiD angegebene Literatur Ilos Moglichkeiten zur reV tiefung bieten; eis kann nieht vollstandig sein und tsi auch nieht nach der Bedeutung gewiehtet. Wiehtige Themen der Unternehmensfiihrung, eiw Betriebsorganisation, PersonalfUhrung, kaufmannisches Rechnungswesen, Betriebsverfassung .u ,.a muBten, da nicht branchenspezifisch, unberticksieh tigt bleiben. negeW der hohen Kapitalintensitat der Elektrizitatswirtschaft wird jedoch mit besonderem Akzent auf die Wirtschaftlichkeit der Investi tionen eingegangen. ieB der Bearbeitung und Fortschreibung des Vorlesungsmanuskripts und der Bilder haben mieh im efuaL der Jahre zahlreiehe Fachkollegen untersttitzt und hilfreiehe Hande begleitet. hcI danke ihnen allen rUf Anregungen, Hin esiew und tatige Mitarbeit. Berlin, im lirpA 8991 Leonhard relliiM I ahn nhciezrevstI si Kapitell Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Allgemeines.................................... 1 2.1 Energieformen.................................. 5 3.1 elabolG neigrenehoR . . . . . . . . . . . . . . . 7 4.1 ehcsilakisyhP Besonderheiten der tiWzirtkelE . . . . . . . . . . . . . 62 Kapitel2 Entwicklung der Elektrizitatsversorgung in Deutschland 92 1.2 Riickblick...................................... 92 2.2 egitueH Versorgungsstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.2 Nationaler und internationaler Verbundbetrieb 73 4.2 nebagfuA und eleiZ staatlicher Energiepolitik 45 5.2 ednabreV und internationale Organisationen der Elektrizitatswirtschaft 36 Kapitel3 ehcilthceR Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 1.3 seueN Energierecht 47 2.3 Durchieitung und Netznutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3 Genehmigungsverfahren........................... 88 4.3 eretieW ehcilzteseg negnulegeR und netfirhcsroV . . . . . . . . . . 49 Kapitel4 effirgeB der Elektrizitatswirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 1.4 eniemegllA effirgeB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 2.4 Belastungsdarstellungen............................ 301 3.4 Kostenbegriffe................................... 011 4.4 Finanzmathematische negnunhcereB 811