Analysen des Energiesystems anhand verschiedener Szenarien

Detaillierte, ganzheitliche Abbildung komplexer Energiesysteme durch geeignete Modellierungswerkzeuge.

Energiewirtschaftliche Analysen von Energiesystemen

Übergeordnetes Ziel der Transformation von Energiesystemen ist die drastische Reduktion klimaschädlicher CO2-Emissionen. Dieses Ziel erfordert eine ganzheitliche Betrachtung aller Elemente der Energiewandlung und -nutzung unter Einbeziehung aller Verbrauchssektoren – private Haushalte, Verkehr, Industrie und Gewerbe – sowie aller Energieträger. Der wachsende Einsatz nicht regelbarer, fluktuierender erneuerbarer Energien bedingt eine notwendige Flexibilisierung im Bereich der komplementären Energiebereitstellung und der Energieverwendung, einen wachsenden Einsatz von Speichern unterschiedlichster Technologie und Größe und insgesamt ein zunehmendes Zusammenwachsen der unterschiedlichen Komponenten des Energiesystems.

Am Fraunhofer ISE haben wir eine Reihe unterschiedlicher, sich ergänzender Modellierungswerkzeuge entwickelt, um komplexer werdende Energiesysteme detailliert ganzheitlich abzubilden. Dabei werden Zeitschritte von Stunden und kleiner verwendet, um das Wechselspiel der enthaltenen Komponenten in ihrer Dynamik adäquat zu erfassen. Die Modelle unterscheiden sich z. B. hinsichtlich der räumlichen Auflösung und hinsichtlich der betrachteten Systemgrenzen. Somit können kundenspezifisch Fragestellungen mit dem jeweils am besten geeigneten Modell beantwortet werden. Das Modell REMod (Regenerative Energien Modell) ist auf nationale und länderübergreifende Energiesysteme und deren Transformation fokussiert. Weitere Modelle adressieren Teilaspekte, z. B. das Zusammenspiel von erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung mit Verteilnetzen und Speichern (Modell ENTIGRIS). Für Dezentrale Energieversorgung haben wir die Modelle DISTRICT und Kommod entwickelt. Hiermit werden Fragen zur konkreten technisch-wirtschaftlichen Umsetzung von lokalen Energiesystemen und kommunaler Klimaschutzkonzepte beantwortet.

Gemeinsamkeit aller Modelle ist die Verwendung leistungsfähiger Optimierer, um kostenminimierte Gesamtlösungen unter gegebenen Randbedingungen – z. B. Obergrenzen der energiebedingten CO2-Emissionen – zu ermitteln.

FuE-Leistungen

Im Thema Energiewirtschaftliche Analysen von Energiesystemen bieten wir folgende Forschungs- und Entwicklungsleistungen

  • Energiewirtschaftliche Modellierung von Systemen
  • Sektorspezifische Analysen zu Strom, Wärme, Industrie und Verkehr
  • Transformationspfade für Energiesysteme
  • Einfluss von Rahmen­bedingungen und Akzeptanz auf das Energiesystem
  • Simulation von Investitions­entscheidungen von Akteuren
  • Sektorkopplung und Sektor­kopplungs­maßnahmen
  • Dezentrale Energie­versorgungs­konzepte
  • Potenzial­analyse, Ausbau­analysen und sozial­­wissenschaftliche Einfluss­­faktoren von erneuer­baren Energien

Forschungsprojekte zu diesem Thema

TransDE

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

Kopernikus-Ariadne

Ariadne – Evidenzbasiertes Assessment für die Gestaltung der deutschen Energiewende

Kopernikus-Projekt ENavi – Systemintegration

Kopernikus-Projekte für die Energiewende – Themenfeld 4: Systemintegration und Vernetzung der Energieversorgung

NEK-Quartiere

Nachhaltige Nutzung erneuerbarer Energien für die Bereitstellung von Strom, Wärme und Kälte in Energie-konzepten für Gebäude und Quartiere unter Berücksichtigung der Gebäudeenergieeffizienz - Vorlaufforschung

FlexGeber

Demonstration von Flexibilitätsoptionen im Gebäudesektor und deren Interaktion mit dem Energiesystem Deutschlands

Integriertes Energiekonzept 2050 – Strom Wärme Verkehr Industrie

Entwicklung eines Integrierten Energiekonzepts 2050 (IEK)

WARO – WeatherAggReOpt

Entwicklung von Verfahren zur Reduktion der Komplexität von Energiesystemmodellen

SysWärme

Systemische Herausforderung der Wärmewende

Sozio-E2S

Einfluss von soziokulturellen Faktoren auf Transformationspfade des deutschen Energiesystems

AutGrid

Chancen und Risiken der Netzautarkie in Deutschland

RES-DEGREE

Der Weg zu einem auf erneuerbaren Energien basierten europäischen Energiesystem

SuperGrid – Energiewirtschaftliche Analyse

Energiewirtschaftliche Analyse eines zukünftigen Supergrids zwischen Nordafrika und Europa

StroWae

Analyse einer Marktrolle zur Optimierung der dezentralen Strom-Wärmenutzung

Analyse eines Technologiemixes in einem Erneuerbaren Kraftwerkspark in MENA

Technologiemixoptimierung für einen Solar-/Wind-Park in Kuwait

E2S – Erneuerbare Energien Szenarien

Regionale Modellierung der Energieverteilung