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Since the energy crisis in 1973 an increasing awareness in communities of their responsibility to optimise their energy supply and to minimise its environmental impact has developed. As a consequence, in a number of countries, new methods for the desing of 'energy efficiend communities' have been developed and applied, described using the expression 'Local Energy Planning' (LEP). Experience of using LEP has resulted in major changes in approach, methods, instruments, and objectives. However, because LEP has been based on practice rather than scientific activity these experiences have not always been disseminated a wider audience.

Die vorliegende Studie wurde in der Programmgruppe Systemforschung und Technologische Entwicklung der Kernforschungsanlage Jülich GmbH, Leitung Prof. Dr. Th. Bohn, durchgeführt.Ausgehend von der Entwicklung globaler Energie- und Schadstoffmodellevor ca. 6 Jahren, in der damaligen Arbeitsgruppe Systemforschung desInstituts für Reaktorentwicklung der Kernforschungsanlage Jülich GmbH,Leitung Prof. Dr. R. Schulten, wurde in der Folge die Entwicklung einesEnergiemodells auf nationaler Ebene begonnen. Der Gedanke, mit Hilfemathematischer Modelle Entscheidungshilfen bereit zu stellen, ist nichtneu. Relativ neu ist jedoch die Anwendung auf so komplexe Systeme wie diegesamte Energiewirtschaft mit ihren Rückkopplungsstrukturen und Wirkungszusammenhängenzwischen Energiebedarf, Energieversorgung, gesamter Volkswirtschaftund Umwelt. Hinzu kommen Probleme des Speicherns und Verwaltensgroßer Datenmengen.Traditionelle Methoden, die meist nur eine isolierte Problemdarstellungund -lösung anbieten, erschienen nicht in der Lage, problemadäquatePlanungs- und Entscheidungsgrundlagen bereit zu stellen. Um alle Informationenund Zusammenhänge in geeigneter Weise, d.h. vor allen Dingenlückenlos, konsistent und nachprüfbar, zu verarbeiten und so die Basisfür eine durchschaubare Planungshilfe zu schaffen, wurde ein Simulationsmodellfür die Energiewirtschaft der Bundesrepublik Deutschland aufgebaut.Diese Arbeiten wurden finanziell durch die Stiftung Volkswagenwerk unterstütztund sind als Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen auf demGebiet des ''energy modeling" anzusehen.

In the investigation presented here, problem areas of the energy supply as reserves, reliability of supply, environmental pollution and Investment and financial questions are dIscussed. The author tries to represent quantitatively the boundary conditions of our energy supply System and the sause-effect relations determining the energy market. For the Federal Republic of Germany a simulation model consisting of coupled differential equations is developed, which is able to demonstrate the variations of the energy economic structure of supply and de and under various external conditions. There is in particular a dose analysis of the strength of Feedbackbetween energy consumption and economic growth, the effects of various modes of supply under abnormal conditions and of realizable alternative supply patternsduring the investigatory period.

The production of electric energy requires energ y investments not only for direct fuel input but for the construction of power plants and for the extraction of primary energy fuels as well. When the overall energy balance of energy convertinq systems has to be assessed these energetic investments misst be included. In the present investigation the overall energy input of different nuclear power plant typen (comprising the nuclear fuel cycle) is computed and compared with a coal-fired plant. Moreover a time-dependent energy balance for the expansion of nuclear capacity according to the existing nuclear programs is calculated. Even applying only Light Water Reactors the nuclear expansion program (with an installed capacity of 50 GW$_{el}$ in 1985 and 170 GW$_{el}$ in 2000) would result in anaccumulated fossil fuel saving of approximately the tenfold amount of primary energy consumed in the Federal Republic of Germany yearly today.

Studies on complex systems have shown the effect of feed backs, delays, and reinforcements, i. e. control processes. An analysismethod considering this fact has to make use of a model consisting of interacting feedback loops, as they actually determine the system behaviour. System Dynamics Models are Simulation models of coupled nonlinear differential equations which are solved approximatively on a digital computer as coupled difference equations. The method of System Dynamics offers the possibility of analyzing the structure and the behaviour of complex systems with economic, ecologic, social, and technical elements under particular consideration of its feedback structure. Prior to the introduction of this method, basic definitions are given. For illustration, a paradigma of a simple model is shown in the appendix by demonstration of the dynamic behaviour of spreading diseases.

Die neue Situation der Energieversorgung in der Bundesrepublik Deutschland nach November1973 machte es erforderlich, neue Überlegungen in bezug auf die Erhöhung der Versorgungssicherheitanzustellen. Das Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT) hat im RahmenprogrammEnergieforschung - 1974 bis 1977 - Schwerpunkte gesetzt, die insbesondere auch die rationelleEnergieverwendung und die Förderung neuer Technologien zur Herstellung von Sekundärenergieträgern beinhalten. Das BMFT vergab Anfang 1974 einen Auftrag an die Kernforschungsanlage Jülich, ProgrammgruppeSystemforschung und Technologische Entwicklung (STE), eine Programmstudie über Sekundärenergiesysteme unter besonderer Berücksichtigung der "Nuklearen Kohleveredelung",Wärmeversorgung mit Fernwärme und Nuklearer Fernenergie und des Wasserstoffs als Sekundärenergieträger zu erstellen. Der Auftrag wurde von der STE der KFA-Jülich unter Mitarbeitvon Bonnenberg & Drescher Ingenieurgesellschaft mbH, Institut für Reaktorentwicklung derKFA-Jülich, KA-Planungs GmbH, Messerschmidt-Bölkow-Blohm GmbH und Technischer Überwachungs-Verein Rheinland e. V. durchgeführt. Die vorliegende Kurzfassung dieser Studie hat das Ziel, den Inhalt und die wichtigsten Ergebnissedarzustellen. Sie wird mit Ausweitung auf alle Sekundärenergieträger in Koordination mit der Programmleitung "Angewandte Systemanalyse" in der Arbeitsgemeinschaft der Großforschungseinrichtungen (AGF) weitergeführt werden. Bei der Erarbeitung der vorliegenden Ergebnisse zeigte sich schon, daß eine Abkehr von der derzeitigen Energieversorgungsstruktur zugunsten höherer Versorgungssicherheit eine Verminderung des Energienutzungsgrades zur Folge hat. Dies ergibt sich vor allem deswegen, weildie importierten Energieträger Erdöl und Erdgas einen außerordentlich hohen Umwandlungswirkungsgrad haben. Dieser Tendenz sollte durch die Einführung neuer Technologien, die verstärkte Nutzung der Wärme-Kraftkopplung und einer Verbesserung der Wirkungsgrade bei derEndenergienutzung entgegengewirkt werden.Bei der Umstrukturierung der Energiebedarfsdeckung sollte aber generell nicht eine Zielgröße allein zur Bewertung herangezogen werden. Energienutzungsgrad bzw. Ressourcenschonung,Wirtschaftlichkeit, Umweltfreundlichkeit und Benutzungsfreundlichkeit sollten gleichzeitigoptimiert werden.

The report documents technical and economic information of energy technologies. The information has been assembled in seventeen IEA-countries, using common definitions for the calculation of each required datum. Additionally, detailed system descriptions have been provided that allow an analysis of the country specific differences in energy technology design and economics.