TransDE – Transformation der Infrastruktur Deutschlands bis zum Jahr 2050 im Einklang mit der Energiewende aller Verbrauchssektoren

Laufzeit: 9/2019 - 8/2022
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Kooperationspartner: Volkswagen AG, DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH
Projektfokus:    
Energiesystemmodell REMod: Schematische Abbildung
© Fraunhofer ISE
Energiesystemmodell REMod: Schematische Abbildung.

Flexibilität und regionale Aspekte gewinnen im Rahmen der stark dezentral, fluktuierend und räumlich asymmetrisch geprägten Energiewende zunehmend an Bedeutung. Ein starker und schneller Ausbau der Stromnetze für den räumlichen Ausgleich zwischen den erneuerbaren Angebotspotenzialen und den Lastsenken stößt zum einen auf viele verschiedene Hemmnisse. Zum anderen wird er die systemischen Herausforderungen der Energiewende selbst bei Überwindung dieser Hemmnisse nicht alleine lösen können. Hierzu werden u.a. neue Speicherlösungen und Kopplungsformen der Sektoren inklusive der Infrastruktur für den zeitlichen Ausgleich und die Dekarbonisierung von Industrie, Wärme und Verkehr benötigt.

In diesem Forschungsvorhaben soll erstmals die Fragestellung der Infrastrukturplanung in Deutschland umfassend bewertet werden. Hierfür soll das intersektorale Energiesystemmodell REMod um den Aspekt einer regionalen Optimierung inklusive Infrastrukturausbau weiterentwickelt werden. Somit sollen erstmals die leitungsgebundenen Infrastrukturen Strom, Wärme, Gas integral mit einem Energiesystemmodell bewertet und der Transformationsbedarf für ein nahezu klimaneutrales Energiesystem bis zum Jahr 2050 – CO2-Emissionsreduktion um 80 % bis 95 % gegenüber dem Jahr 1990 – aufgezeigt werden. Durch die enge Verzahnung der Modellweiterentwicklung am Fraunhofer ISE mit den beiden Industriepartnern Volkswagen AG und DBI Gas- und Umwelttechnik soll sowohl hohen wissenschaftlichen Anforderungen genügt werden als auch eine hohe wirtschaftliche Relevanz für Wirtschaftsunternehmen.

So sollen im Rahmen des Projektes die folgenden wissenschaftlichen und technischen Fragestellungen beantwortet werden:

  • Welcher sektorübergreifende Infrastrukturbedarf ist in Deutschland, unter der Vorgabe ein definiertes CO2-Reduktionsziel einzuhalten, zu erwarten?
  • Wie kann der Transformationsweg des Infrastrukturaufbaus (Strom, CH4, H2, Wärme) anhand der Modellierung in REMod quantifiziert werden?
  • Wie hoch ist das notwendige Investment in die Infrastruktur und in das gesamte Energiesystem mit dem Ziel, eine optimale Infrastruktur zu schaffen, über die alle Verbrauchssektoren kosteneffizient versorgt werden können.
  • Welche ökologischen Implikationen sind durch die Transformation der Infrastruktur (LCA) zu erwarten?
  • Welche Handlungsempfehlungen lassen sich für den Bereich Strom-, Wärme- und Gasversorgung sowie dem Verkehr ableiten um die (deutsche) Energiewende ökologisch und ökonomisch zu unterstützen?
  • Wie sieht ein volkswirtschaftlich vorteilhafter Antriebsmix im straßengebundenen Verkehr unter Berücksichtigung eines volkswirtschaftlich kostenoptimalen Gesamt-Energiesystems aus?