ZellNetz2050

Simulation des Aufbaus zellularer Energienetzstrukturen

Projektbeschreibung

Die Dekarbonisierung des Energiesektors erfordert eine zunehmende Nutzung fluktuierender Erneuerbarer Energien (EE). Insbesondere die Dargebotsabhängigkeit der EE führt zu einer räumlichen und zeitlichen Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch, sodass ein erhöhter Flexibilitätsbedarf entsteht. Dieser Bedarf soll künftig einerseits durch Speicher sowie sektor-koppelnde Technologien (u.a. zwischen dem Elektrizitäts-, Wärme- und Gasnetz sowie mit dem Mobilitätssektor) und andererseits durch die Anpassung der Energienetzstrukturen gedeckt werden. Dabei steht besonders das Elektrizitätsversorgungsnetz vor neuen Herausforderungen, sodass sich die Frage einer langfristig optimalen technischen und wirtschaftlichen Struktur der Energienetzstrukturen und deren Betrieb sowie dem Zusammenspiel mit den Energiemärkten stellt.

Das Projekt „Simulation des Aufbaus zellularer Energienetzstrukturen – ZellNetz2050“ – beschäftigt sich daher mit dem Ansatz der Sektor-übergreifenden Verknüpfung der Energieversorgungssysteme und deren geographischer Kopplung mit hierarchisch strukturierten Energiezellen. Ein Energieausgleich findet somit im Falle einer Unter- bzw. Überdeckung zwischen den hierarchisch benachbarten Zellen sowohl innerhalb als auch außerhalb eines Sektors statt. Der lokale Ausgleich an Energie bei der Erzeugung und der Last erfolgt nach dem Subsidiaritätsprinzip in der Zelle durch die Vernetzung aller Versorgungsebenen. Das Vorhaben betrachtet dabei das Energiesystem unter Beachtung der europäischen Rahmenbedingungen bezüglich Wärme, Elektrizität und Gas, sowie Mobilität und entwickelt Vorschläge zu dessen Umgestaltung und Weiterentwicklung.

Hierbei ist das Ziel des Projektes „ZellNetz2050“ ein Konzept für den Aufbau und den Betrieb eines auf hierarchisch zellularen Strukturen basierendes Energiesystem für Deutschland bei sehr hoher Durchdringung mit EE zu entwickeln. Gleichzeitig soll ein Transitpfad aufgezeigt werden, wie der Wechsel von den heutigen Strukturen hin zu einem derartigen zellularen Ansatz gelingen kann. 

Beitrag des Lehrstuhls für Energiewirtschaft der UDE

Das zentrale Teilziel der UDE ist die Analyse, Entwicklung und Modellierung ökonomisch tragfähiger Marktdesigns zur Anwendung in einem zellularen System in Deutschland. Nach anfänglicher Analyse möglicher Designvarianten, soll eine Auswahl dieser Varianten in einem Optimierungsmodell implementiert und hinsichtlich ihrer ökonomischen Aspekte untersucht werden. Anschließend werden die Ansätze miteinander und mit dem Status Quo verglichen und Handlungsempfehlungen hinsichtlich des regulatorischen Rahmens abgeleitet. Zudem unterstützt die UDE beim Aufbau einer offline Simulationsplattform einschließlich der Szenarien und liefert Input aus ihren Simulationen, um dort eine sachgerechte Darstellung des Marktes zu gewährleisten.

Weitere Informationen finden Sie auf der Webseite der TU Kaiserslautern.

Ansprechpartner

M.Sc. Aiko Schinke-Nendza, M.Sc. Abuzar Khalid, M.Sc. Hendrik Kramer, M.Sc. Fabian Fäßer-Stock

Projektpartner

  -  Universitäre Partner: TU Kaiserslautern, Bergische Universität Wuppertal, TU Dresden
  -  Industrielle Partner: PSI Software AG, Stadtwerke Völklingen Netz GmbH, SachsenNetze GmbH, DUtrain GmbH
  -  Assoziierte Partner: Opel Automobile GmbH