/  1.11.2018  -  31.10.2021

INTEEVER II

Analyse der Integration erneuerbarer Energien in Deutschland und Europa unter Berücksichtigung der Versorgungssicherheit und dezentraler Flexibilitäten (II)

Partner DLR, Universität Stuttgart
Förderung BMWi
Laufzeit 11/18 - 10/21
Bearbeitende Tanja Kneiske (Projektleitung), Simon Ruben Drauz

 

Das beendete Forschungsvorhaben INTEEVER (Laufzeit 01/2015 – 04/2018) adressierte die Begrenztheit der Abbildung von netzseitigen sowie akteursbezogenen Aspekten in den heutigen Energiesystemmodellen und die daraus resultierende Unsicherheit von Szenarienanalysen hinsichtlich der Rolle unterschiedlicher Flexibilitätsoptionen im zukünftigen Stromsystem, wie insbesondere der Stromspeicher. Im dem Vorhaben wurden bereits umfangreiche Arbeiten zur daten- und strukturseitigen Kopplung von knotenscharfen Netzmodellierungen (Modell POSIM des IFK, Modell pandapower (www.pandapower.de) und pandapower Pro des IEE und der Universität Kassel) mit einem regional und stündlich auflösenden Energiesystemmodell (am DLR entwickeltes Modell REMix) durchgeführt. Erste konsistente Modellierungen zeigten den Mehrwert des integrativen methodischen Ansatzes, der auch eine ökonomische Evaluation von betriebswirtschaftlichen Strategien für den Betrieb von Speichern sowie von Lastmanagement aus Akteurssicht beinhaltet (Modell AMIRIS des DLR). Es zeigt sich an vielen Stellen der Analysen erheblicher weiterer Forschungsbedarf, der mit diesem Nachfolge-Vorhaben aufgegriffen wird.

Die folgenden wissenschaftlich und energiepolitisch relevanten Fragestellungen werden im Rahmen des hier skizzierten Vorhabens adressiert:

• Wie kann die Kopplung von Energiesystemmodellen und Übertragungsnetzmodellen über eine geeignete Integrationsumgebung so verbessert werden, dass eine Vielzahl von technologisch, räumlich und zeitlich detailliert charakterisierten Transformationsszenarien hinsichtlich Kosteneffizienz und Versorgungssicherheit auf konsistente und robuste Weise beurteilt werden kann?

• Wie kann die Datenbasis für hoch aufgelöste Modellierungen bezüglich regionen- und sektorenspezifische Lastprofile und Wetterdaten/Einspeisezeitreihen für erneuerbare Energien unter Nutzung von historischen bzw. realen Daten verbessert werden?

• Wie kann zur Bewertung einer optimalen Integration von stark dezentralen Infrastrukturen wie PV-Batteriesysteme, Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge mit gesteuertem Laden in Haushalten sowie einer dezentralen Gasinfrastruktur beispielsweise für H2-Tankstellen die übergeordnete Systemsicht mit der Verteilnetzperspektive sowie der Betreibersicht modellbasiert gekoppelt werden?

• Welche Änderungen ergeben sich für ein optimiertes Energiesystem unter Berücksichtigung eines akteursspezifisch betriebswirtschaftlich optimierten Last- und Betriebsverhaltens z. B. von PV-Batteriesystemen und Wärmepumpen? Welche regulatorischen Rahmenbedingungen sind erforderlich, um Anreize für ein systemdienliches Verhalten zu setzen?

• Welche neuen Erkenntnisse zur Ausgestaltung der deutschen und europäischen Energiewende und der Rolle einzelner Flexibilitätsoptionen lassen sich durch integrierte Szenarienanalysen mit den verbesserten Modellierungen gewinnen?

Im Konkreten heißt das u.a., Schnittstellen zwischen den einzelnen Modellen herzustellen. Dies reicht im besten Fall sogar soweit, das eine Schnittstellenautomatisierung zwischen den einzelnen Tools angestrebt wird. Ein geeignetes Tool ist hierbei die am DLR entwickelte verteilte Integrationsumgebung RCE. Des Weiteren wird versucht, den Geltungsbereich der Ergebnisse zu erweitern. Aus Sicht des Fraunhofer IEE heißt das konkret, dass zum einen repräsentative Verteilungsnetze für ganz Deutschland verwendet, zum anderen auch weitere Sektoren (Gas und Wärme) in den Untersuchungen mit einbezogen werden. Relevante Aspekte aus Sicht des Fraunhofers stellen hierbei die Transformation des Wärmesektors durch den breiten Einsatz von Wärmepumpen, die Veränderungen im Mobilitätssektor durch E-Mobilität und H2-Mobilität, die Berücksichtigung von PV-Wind-Batteriesystemen sowie im Generellen der umfassende Ausbau und Umbau von Gas- und Wärmenetzen innerhalb Deutschlands.

Hierbei steht stets das Hauptziel des Forschungsvorhabens INTEEVER II im Fokus, das Energiesystem ganzheitlich abzubilden. D.h. neben einer verbesserten Integration des Übertragungsnetzes, Verteilnetzes und des übergeordneten Energiesystems einerseits sowie der Akteure im Energiesystem andererseits  eine Aussage darüber treffen zu können, welche strategischen, regulatorischen und langfristigen Entscheidungen für eine zielführende und intelligente Transformation des Energiesystems im Zuge der Energiewende notwendig sind.