Die Umsetzung der Energiewende erfordert eine Veränderung der Versorgung einer Region mit Energiequellen sowie ein Management über aktuelle und langfristige Verfügbarkeit der Energiequellen. Mit dem Forschungsantrag COP4EE werden die Antragsteller die Potentiale der Informationsableitung aus Satellitenbildern herausarbeiten, die für die Fragestellungen im Zusammenhang mit Erneuerbaren Energien bestehen. Der Arbeitsplan sieht neben einer engen Verzahnung mit den Projektpartnern in den Untersuchungsregionen RLP und BRB die Erzeugung von Informationsprodukten und Diensten für Planungsprozesse, die im Zusammenhang mit der Umsetzung der Energiewende stehen. Außerdem werden Informationsprodukte und Dienste zur Unterstützung des Last- und Einsatzmanagements vorgenommen. Hierbei liegt der Fokus auf die Identifikation der Entwicklung der Biomasse aus Forst und Landwirtschaft, die als Ausgleichs- und Regelenergie eingesetzt werden kann.
Mit dem geplanten Vorhaben 'REGEES' sollen optimale Betriebsführungs- und Regelungsstrategien für eine zuverlässige elektrische Energieversorgung Deutschlands bei einer möglichst 100%igen Integration und Nutzung fluktuierender Einspeisungen aus erneuerbaren Energien (EE) entwickelt und untersucht werden. Im Fokus der Arbeiten des Teilvorhabens seitens der Technischen Universität Ilmenau steht neben der netzseitigen Anforderungsanalyse die vertikale Netzführung. So werden im Rahmen der netzseitigen Anforderungsanalyse grundlegende zu betrachtende Randbedingungen untersucht. Ziel ist die Erarbeitung eines Bewertungsschemas Reorganisation der Systemverantwortung auf Netzebenen unterhalb 380/220kV hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit und etwaige Risiken sowie die Identifizierung netzrelevanter Szenarien. Im Rahmen des Arbeitspaketes optimale vertikale Netzführung soll eine Koordinierungsstrategie zwischen den Netzebenen unter Wahrung der getrennten Zuständigkeiten in den Netzebenen ausgearbeitet werden. Dafür sind Methoden, Algorithmen und Betriebsführungsansätze zu entwerfen, zu untersuchen und umzusetzen, welche die Aspekte Betriebsplanung, Netzsicherheit und die Bereitstellung von Ausgleichsenergie unter Berücksichtigung eines HGÜ-Overlay-Netzes berücksichtigen. Zum Identifizieren notwendiger Anforderungen ist die heutige Systemführung für den Betrieb von 100% Erneuerbaren Energien speziell hinsichtlich der Reorganisation der Systemverantwortung auf Netzebenen unterhalb 380/220kV und dies bzgl. Freiheitsgrade zu untersuchen. Darauf aufbauend soll für die Abschätzung der Umsetzbarkeit sowie etwaiger Risiken ein Bewertungsschema abgeleitet werden, auf dessen Basis verschiedene Ansätze zur Reorganisation qualitativ und quantitativ analysiert werden. Darauf aufbauend werden die Regelungsstrategien für die optimale vertikale Netzführung entwickelt, welche anschließend mittels erarbeiteter Modelle simuliert und in einer Leitwarte visualisiert werden.
Aus Wind- und Solarkraftwerken erzeugte elektrische Energie unterliegt starken regionalen, saisonalen und tageszeitlichen Schwankungen. Um die Belastung der Stromnetze bei fortschreitendem Ausbau von Wind- und Solarkraftanlagen gering zu halten, braucht es lokale Verwertungsstrategien für überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Zwischenspeicherung von Energie in Form von Wasserstoff. In einer Studie soll geprüft werden, wie durch die Erzeugung von Wasserstoff vor Ort ein Überschuss an Strom aus erneuerbarer Energie mit möglichst geringer Belastung des Stromnetzes eingesetzt werden kann, um Kraftstoff für brennstoffzellenbetriebene Fahrzeuge im ÖPNV oder für kommunale Mobilität zu gewinnen. Darüber hinaus werden Optionen zur Wiederverstromung z.B. zur Gewinnung von Regel- bzw. Ausgleichsenergie untersucht. Regionale Partner wie die Stadtwerke Ulm Neu-Ulm (SWU) werden in die Erarbeitung einbezogen und haben Ihre Unterstützung zugesagt. Ziel der Studie ist die Prüfung mehrerer Umsetzungsideen und die Entwicklung einer Idee zu einem fertigen Projektkonzept in Absprache mit potentiellen Projektpartnern für eine Umsetzung.
Das übergeordnete Ziel des Gesamtprojektes ist es, die C02-freie Einbindung von Elektrofahrzeugen auf Bilanzkreisebene zu ermöglichen. Da eine C02-freie Beladung von Elektrofahrzeugen durch Strom aus Erneuerbaren Energien bereitgestellt werden muss, muss der Bilanzkreisverantwortliche regenerative Energiequellen aufnehmen. Gepaart mit der fluktuierenden Energienachfrage der Elektrofahrzeuge und der schwankenden Energieerzeugung aus PV- und Windenergieanlagen kommt es durch Prognoseunsicherheiten zu erhöhten Bilanzkreisabweichungen. Diese müssen in Form von Ausgleichsenergie monetär ausgeglichen werden, was wiederrum zu erhöhten Ausgleichskosten führt. Unter Zuhilfenahme eines informationstechnisch vernetzten Verbundes von dezentralen Blockheizkraftwerken werden durch ein gezieltes Ansteuern dieser Anlagen die Abweichungen vermieden bzw. vermindert. Für das Projekt wird eine computergestützte Simulation eines Bilanzkreises aufgebaut. Diese wird neben Modellen für Elektrofahrzeuge und herkömmlichen Verbrauchern auch Erzeugungsmodelle (PV, Wind, Blockheizkraftwerke) umfassen. Parallel dazu werden bestehende Blockheizkraftwerke für eine Fernsteuerung ertüchtigt und ebenfalls in die Simulation integriert. Durch die Bilanzkreissimulation wird untersucht inwieweit die Blockheizkraftwerke zur Vermeidung von Ausgleichsenergie bereitstehen und um wie viel der Anteil der Erneuerbaren Energien erhöht werden kann. Im Rahmen eines Webportals wird das System veranschaulicht dargestellt.
Ziel: Bestandsaufnahme und Bewertung vorliegender Ansätze zur Quantifizierung von Kosten- und Nutzenwirkungen erneuerbarer Energien (EE); Formulierung von Vorschlägen für eine integrierte Zusammenschau und weitere vertiefende Analysen; Diskussionen und Vermittlung der Ergebnisse; Unterstützung des BMU bei speziellen Fragestellungen im Zusammenhang mit EE. Arbeitsplanung: Es werden vorliegende Ansätze zur Quantifizierung der Kosten und Nutzenwirkungen des Ausbaus der EE im Strom- und Wärmesektor gesammelt, zuammengeführt und bewertet, sowie Vorschläge zur weiteren Analyse unterbreitet (Okt. 2008 -Aug. 2009). Diese werden in einem Kurzgutachten zusammengefasst und auf einer Fachtagung vorgestellt, wobei methodische, konzeptionelle und empirischen Fragen entsprechend kritisch beleuchtet werden (Okt. 2009). Nach Abstimmung mit dem BMU werden vertiefende Analysen (Differenzkosten, Ausgleichs-, Regelenergie,...) fortgeführt und die Ergebnisse in einem Thesepapier zusammengefasst (Apr. 2011). Dieses Thesenpapier wird im Rahmen eines Expertenworkshops diskutiert und im Abschlussbericht aufgenommen (Dez. 2011). Ergebnisverwertung (geplant): - Veröffentlichung der Studie/Teilergebnisse - Vorträge auf Konferenzen, Tagungen, Workshops - Verankerung in politischen Prozessen.