Projekt

VerSEAS – Versorgungssicherheit in einem transformierten Stromsystem mit extremen Anteilen erneuerbarer Energien und starker Sektorkopplung

Direkte Folgen der Sektorkopplung sind zukünftig stark steigende Stromnachfragemengen sowie veränderte Nachfrageprofile durch neue Stromanwendungen. Diese Stromnachfrage muss von einer zunehmend durch Windkraft und Photovoltaik geprägten und damit hochvolatilen Stromerzeugung gedeckt werden. Somit ergeben sich substantielle Herausforderungen, das aktuelle Niveau der Versorgungssicherheit aufrecht zu erhalten oder sogar weiter zu erhöhen. Aus diesem Grund werden verschiedene Maßnahmen und Technologien erforderlich sein, die nur in ihrer Gesamtheit ausreichend sein werden, um Angebot und Nachfrage jederzeit und effizient in Einklang zu bringen und die Versorgungssicherheit zu garantieren. Dies beinhaltet den regionalen und grenzüberschreitenden Ausgleich von erneuerbaren Energien innerhalb von Marktgebieten und zwischen Marktgebieten, den zeitlichen Ausgleich von Angebot und Nachfrage durch flexible Lasten oder Speichertechnologien sowie flexible Erzeugungseinheiten.

Das genannte Maßnahmenbündel und die Auswirkungen der Einzelmaßnahmen auf die Versorgungssicherheit wird innerhalb des Forschungsvorhabens durch die Weiterentwicklung etablierter Energiesystemmodelle, die Entwicklung eines neuen Modells sowie die Kopplung dieser Modelle untersucht und bewertet.

Innerhalb des Projekts VerSEAS werden die Nachfragemodelle FORECAST und eLOAD weiterentwickelt und angewandt. Mithilfe des Bottom-up-Simulationsmodells FORECAST wird die zukünftige prozessspezifische Stromnachfrage szenariobasiert abgebildet. Dies findet sowohl für Deutschland als auch für seine Nachbarländer regionalisiert (NUTS-3-Ebene) statt und dient als Input für das am Fraunhofer ISI entwickelte Modell eLOAD, in welchem die stündliche Stromnachfrage in gleicher räumlicher Auflösung berechnet wird.

Bei der Modellierung der Stromnachfrage liegt ein besonderes Augenmerk auf der Analyse struktureller Veränderungen der Stromnachfrage in Deutschland und den Anrainerstaaten sowie auf der Regionalisierung der industriellen Wasserstoffnachfrage. Die Wasserstoffnachfrage wird anhand der Produktion aller wasserstoffintensiven Technologieprozesse und dem Stand der Technik abgebildet. Für die Projektion der Wasserstoffnachfrage erfolgt eine Betrachtung und Bewertung konventioneller sowie alternativer Prozessrouten.

Darüber hinaus soll am Fraunhofer ISI untersucht werden, inwieweit regionale Energiekonzepte Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit nehmen. Daher wird ein Modell entwickelt, das die Mechanismen untersucht, die eine aktive Beteiligung von Prosumern innerhalb von regionalen Konzepten nach sich zieht. Dabei wird einerseits das Entscheidungsverhalten von regionalen Akteuren modelliert und zum anderen darauf eingegangen, welche Wechselwirkungen von dezentralen Energiesystemen mit übergeordneten und angrenzenden Systemen und Regionen bestehen.

 

Ergebnisse liegen noch nicht vor.

Laufzeit

2020 bis 2023

Auftraggeber

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Partner

  • Karlsruher Institut für Technologie: Lehrstuhl für Energiewirtschaft
  • Technische Universität Dresden: Lehrstuhl für Energiewirtschaft
  • ESA² GmbH