
»DISTRICT«
Insbesondere auf der Ebene der Verteilernetze bietet die steigende Dezentralität der Stromerzeugung, in Kombination mit der bereits dezentralen Wärmeinfrastruktur, vielfältige Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Betriebskonzepte sowie die Einbindung neuer, flexibler und Sektor-koppelnder Technologien. In Energiesystemen mit hohen Anteilen an fluktuierenden erneuerbaren Energien wird es zur Sicherung der Systemstabilität besonders wichtig sein, das Zusammenspiel des Wärme-, Kälte- und Stromsektors, sowie die Vorteile flexibler Technologien zu stärken. Zusätzlich zur Betrachtung des Potenzials verschiedener Energieeffizienzmaßnahmen, mit dem Schwerpunkt Gebäudesanierung, werden verschiedene Themen behandelt, die bei der Gestaltung zukünftiger effizienter Energiesysteme berücksichtigt werden müssen.
Das Modell DISTRICT kann in vielen Bereichen angewendet werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung systemischer Möglichkeiten der regionalen Sektorkopplung, der flexiblen Erzeugungs- und Speichertechnologien sowie Energieeffizienzmaßnahmen. Die wichtigsten Fragen, die das Modell beantwortet, sind die folgenden:
Im Rahmen des Projekts »C/sells«, das im Dezember 2020 zu Ende ging, erprobten 57 Partner aus Wissenschaft, Industrie und Netzbetrieb in Baden-Württemberg, Bayern und Hessen das Energiesystem der Zukunft. Dieses wird komplex, digital, vielfältig und partizipativ. In Fallstudien wurden die intelligente Vernetzung von Stromerzeugung und -verbrauch sowie der Einsatz innovativer Netztechnologien und -betriebskonzepte getestet. Grundlegend war dabei der zelluläre Ansatz: Gebiete wurden zu »Zellen« zusammengefasst, die miteinander handeln und die klassische Rollenteilung Erzeuger-Verbraucher aufheben
In einer Fallstudie betrachtete das Fraunhofer ISE den lokalen Stromhandel und die strombasierte Wärmeversorgung zwischen vier Wohngebieten und dem Flughafen Stuttgart als Gewerbegebiet. Strom und Wärme werden lokal durch Photovoltaik-Anlagen und kleine Blockheizkraftwerke erzeugt. Im Energiesystemmodell DISTRICT des Fraunhofer ISE wurde zeitlich hochaufgelöst abgebildet, welcher Akteur wie viel Strom und Wärme verbraucht, wo diese durch welche Technologie erzeugt werden und wie die Zellen mit dem Ziel der Kostenoptimierung miteinander handeln. Die Ergebnisse zeigen, dass ein lokaler Peer-to-Peer-Handel von einer vielfältigen Zusammensetzung der Liegenschaften (gewerblich, Wohngebiete) und deren unterschiedlichen Lastkurven profitiert.
Das Projektteam des Fraunhofer ISE hat die Ergebnisse dieser Arbeit und das komplexe Thema Peer-to-Peer-Handel in einen Film und eine Visualisierung mit zugehörigem Tutorial übersetzt.
Interessenten können anhand der Visualisierung selbst ausprobieren, wann Strom zwischen Wohngebieten und Flughafen gehandelt wird und wie CO2-Emissionen oder Kosten im Peer-to-Peer-Handel aussehen. Als Referenzszenario neben dem lokalen Peer-to-Peer-Handel dient die Versorgung allein durch den Energieversorger (Peer-to-Utility). Für die zwei Szenarien sind die Energie- und Geldflüsse im Tages- bzw. Jahresverlauf dargestellt. So kann man vergleichen, ob ein lokaler Handel den Betrieb der Anlagen, die Kosten oder die CO2-Emissionen verändert.
Mit dem zunehmenden Ausbau an erneuerbaren Energien steigt der Bedarf an intelligenten Energiemanagementlösungen sowie Handelskonzepten in Niederspannungsnetzen, weil kleine Erzeuger und flexible Verbraucher zunehmend auf lokaler Ebene in Einklang gebracht werden müssen. Das Fraunhofer ISE entwickelt und erprobt dafür neue Lösungen, von der Konzeptidee bis zur Realisierung im Leuchtturmquartier, wie z.B. dem Pfaff-Areal in Kaiserslautern.
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