Mit der Richtlinie 2009/28/EC haben das Europäische Parlament und der Rat die Rahmenbedingungen für ein politisches Regelwerk zur Förderung Erneuerbarer Energien (EE) bis 2020 festgeschrieben. Das Projekt Beyond 2020 konzentriert sich auf die Zeit danach und untersucht mögliche Wege zu einer harmonisierten europäischen Förderpolitik, die die Nutzung von EE-Strom vorantreibt. Ecofys ist Teil des Projektkonsortiums. In dem jüngsten Projektbericht evaluierte Ecofys verschiedene Harmonisierungspfade vor dem Hintergrund bestehender Prozesse der EU-Integration. Als Ergebnis empfiehlt der Bericht die Fortsetzung einer Mischung aus top-down und bottom-up Prozessen, wie sie auch in der Vergangenheit praktiziert worden sind. Dies ermöglicht, die Förderpolitiken und Marktbedingungen in der EU zunehmend konvergieren zu lassen, während zugleich die vielfältigen Unterschiede der Mitgliedsstaaten berücksichtigt werden können.
Bedingt durch Liberalisierungen im Strom- und Gasmarkt und den zunehmenden Einsatz umweltfreundlicher und regenerativer Energiequellen wie beispielsweise Wind, Brennstoffzellen oder Photovoltaik, vollzieht sich ein Strukturwandel in der Energieversorgung. Die hierbei zunehmende Dezentralisierung der Strom- und Wärmeerzeugung stellt neue Anforderungen an die Energieversorgung und das Energiemanagement, um die Versorgungssicherheit und Versorgungsqualität sicher zu stellen. Das bisherige 'top down'-Konzept zur Steuerung und Versorgung muss im Hinblick auf eine 'bottom up'-Integration der Informations- und Kommunikations-'Inseln' in einem dezentralen Energiemarkt neu überdacht werden. Im Projekt 'Dezentrale Energiemanagementsysteme' (DEMS) wird an innovativen Ansätzen für das Management eines Stromnetzes mit zunehmender Dezentralisierung gearbeitet. In einem Konsortium niedersächsischer Hochschulen und Forschungseinrichtungen sowie der EWE Aktiengesellschaft und deren IT-Tochter BTC befasst sich OFFIS mit den Themen IT-Systemarchitektur, Datenmodellierung/Interoperabilität, Prozessmodellierung, Adaptive Verbraucher, Hochverfügbarkeit, Datenqualität und Kommunikationsinfrastruktur. Neben diesen TI-Themen werden in weiteren Teilprojekten Forschungsfragen des Netzmanagements und der Bezugsoptimierung bearbeitet. Dazu werden Ansätze gewählt, die deutliche Innovationspotentiale versprechen, wie der Einsatz von Ontologien, Modellgetriebene Entwicklung, formale Verifikation oder auch der Einsatz von Softwareagenten. Im Schwerpunktthema 'IT-Systemarchitektur' beispielsweise befasst sich OFFIS gemeinsam mit der BTC AG mit dem Aufbau einer Energie-Services Infrastruktur. Aufbauend auf den Konzepten einer serviceorientierten Architektur werden bestehende Altsysteme und neue Funktionalitäten für das dezentrale Energiemanagement als Komponenten gekapselt. Diese Komponenten stellen Services zum Aufruf der fachlichen Funktionen zur Verfügung. Über eine Integrationsplattform werden diese Energie-Services als Web Services angebunden und in Geschäftsprozessen für das Energiemanagement orchestriert. Die Services für das dezentrale Energiemanagement basieren hierbei auf dem im IEC Standard 61850 definierten Datenmodell CIM (Common Information Model). Dieses Datenmodell dient als Basis zur Gewährleistung der semantischen Interoperabilität der Services. Neben dem CIM wird der Einsatz weiterer internationaler Standards und Normen evaluiert, die zum Teil von OFFIS als so genannte 'Ontologien' definiert worden sind. Die Datenbasis für die operativen und strategischen Entscheidungen im Projekt muss von einer hohen Qualität sein. Ansonsten können fehlerhafte Eingangsdaten der Services die Ergebnisqualität des 'Gesamt-DEMS' stark vermindern.
Zielsetzung: Erkennung, Darstellung und Bewertung der wesentlichen Zusammenhaenge zwischen Oekonomie, Umwelt, Energie und Technik. Basierend auf diesen Erkenntnissen sollen Loesungsvorschlaege fuer die Gestaltung zukuenftiger Energieversorgungs- und Umweltnutzungs-Konzepte der Schweiz auf quantitativer Basis erarbeitet und formuliert werden. Konkrete Fragestellungen betreffen heute die CO2-Problematik, insbesondere die Bestimmung der Kosten zur Reduktion von CO2-Emissionen auf nationaler Ebene. Unter der Beruecksichtigung neuer emissionsarmer Technologien, des Potentials von Verbesserungen der Wirkungsgrade bei bestehenden Technologien sowie des entsprechenden Zeitbedarfs fuer eine Markteinfuehrung wird das kostenoptimale Energiesystem fuer die Schweiz gesucht. Dafuer wird ein lineares Optimierungsmodell des schweizerischen Energiesystems (MARKAL) eingesetzt. Erste Versuche mit Gleichgewichtsmodellen, die Angebot und Nachfrage beruecksichtigen (MARKAL-MARCO), sind im Gange.
Die Industrie schätzt die Entwicklung des internationalen Windenergiemarktes in den kommenden Jahren als sehr positiv ein - das ist das wichtigste Ergebnis der WindEnergy-Studie 2006, die die Hamburg Messe und Congress GmbH im Vorfeld der WindEnergy 2006 - International Trade Fair in Auftrag gegeben hat. So wird für das Jahr 2010 weltweit mit 132.000 MW (derzeit: 59.000 MW) installierter Leistung gerechnet. Ergänzt werden diese Zahlen durch ein Szenario des deutschen Windmarktes bis zum Jahr 2030. Dazu wurden vom beauftragten Deutschen Windenergie-Institut im Dezember 2005 in der Windenergie international tätige Firmen zu deren mittelfristiger Markteinschätzung befragt und deren Antworten ausgewertet. Das Umfrageergebnis signalisiert eine positivere langfristige Einschätzung als vor zwei Jahren. Die in der WindEnergy-Studie 2004 veröffentlichte Wachstumsprognose bis 2010 kann um bis zu 12 Prozent nach oben korrigiert werden. Auf diesen Zahlen aufbauend ergäbe sich bis zum Jahr 2014 eine weltweite Installation von rund 210.000 MW.
Zielsetzung: Der zügige Ausbau erneuerbarer Energien ist zentral für das Erreichen der Klimaziele. Auf lokaler Ebene führt die volatile Einspeisung aus Wind- und Photovoltaikanlagen jedoch zu erheblichen Herausforderungen für die Netzstabilität. Besonders Verteilnetze sind durch diese Entwicklung zunehmend belastet. Klassische Netzausbaumaßnahmen sind oft kostenintensiv und langfristig. Hier setzt das Projekt NetzFlex an: Es untersucht, wie Großbatteriespeicher als netzdienliche Flexibilitätsoption zur Sicherung des Netzbetriebs beitragen können. Im Fokus steht die modellbasierte Analyse zur optimalen Dimensionierung und Positionierung von Großbatterien im Verteilnetz. Dabei wird ein innovativer stochastischer Optimierungsansatz entwickelt, der Unsicherheiten in der Netzbelastung und in den Energiemärkten berücksichtigt. Ergänzend werden auch sektorübergreifende Flexibilitäten (Wärme, Mobilität) sowie Vermarktungspotenziale auf dem Strom- und Regelenergiemarkt einbezogen. Als Fallbeispiel dient der Landkreis Haßberge, der über ein breites Spektrum an erneuerbaren Erzeugern verfügt und ambitionierte Ziele für den EE-Ausbau verfolgt. Ziel ist es, auf Basis historischer Daten und Zukunftsszenarien praxisnahe Empfehlungen für die technische Auslegung und den wirtschaftlichen Betrieb von Großbatterien zu entwickeln. Ein zentrales Ergebnis ist ein frei verfügbares Open-Source-Modell, das die Replizierbarkeit der Ergebnisse über die Region hinaus ermöglicht. Das Projekt trägt wesentlich zur Integration erneuerbarer Energien bei. Durch den gezielten Einsatz von Batteriespeichern können Netzengpässe vermieden, CO2-Emissionen reduziert und die Abregelung von EE-Anlagen verringert werden. So wird nicht nur die Versorgungssicherheit erhöht, sondern auch eine nachhaltige, stabile und klimafreundliche Energieversorgung auf regionaler Ebene unterstützt.
Eine oekologische Energiepolitik ist nur bei einer weitgehenden Autonomie der Kommunen moeglich. Das ist die Hauptthese der Folgestudie der 1980 erschienenen 'Energiewende' des Oeko-Instituts. Wurde damals nachgewiesen, dass sich bis ins Jahr 2030 etwa 50 Prozent der Energie (1980) einsparen laesst, so zeigt die neue Studie, wie dies zu erreichen ist: Strom- sowie Waermeproduktion muessen dezentralisiert werden. Die Aufsicht ueber die Energiewirtschaft, das Energierecht und die Tarifgestaltung beduerfen einer Aenderung.
Die Stromerzeuger bieten an der Strombörse einen Erzeugungspreis an, der die variablen Kosten des Kraftwerksbetriebs widerspiegelt. Anhand dieser Grenzkosten wird nach dem Merit-Order Prinzip schließlich der Strompreis ermittelt. Es ist jedoch zu hinterfragen, ob das Bieten nach Grenzkosten heute wie auch in einem zukünftig deutlich heterogener aufgestellten Kraftwerksportfolio, das an der Börse Handel treibt, weiterhin Bestand hat. So verändert die aktuelle Situation an den Energiemärkten durch die unvorhergesehenen starken Preisanstiege der Rohstoffe das gewohnte Handelsbild, denn bei einem gleichgebliebenen Kraftwerkspark sind die Beschaffungskosten bspw. für Gaskraftwerke überproportional gestiegen. Auch der europaweite Ausbau der erneuerbaren Energien kann Einfluss auf das Bietverhalten der Marktteilnehmer haben. Da die Grenzkosten der erneuerbaren Energien Anlagen nahezu null sind, kann deren zunehmender Handel an den Märkten zu großen Differenzen zwischen den Grenzkosten der bietenden Kraftwerke führen. Gleichzeitig können besonders die zu erwartenden Volatilitäten bei der Erzeugung aus erneuerbaren Energien zu sehr geringen Strompreisen führen und damit Refinanzierungen erschweren. Zusätzlich verbindet die europäische Marktkopplung unterschiedliche Erzeugungsparks miteinander und verändert damit ebenfalls die bestehenden Märkte und deren Handelseigenschaften. So kann es finanziell attraktiv erscheinen, einen Aufschlag auf die Grenzkosten oder eine strategisch platzierte Stromnachfrage zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens sollen daher die an der EPEX SPOT vorhandenen Gebotsdaten in den Preiskurven auf strategische Muster hin analysiert werden. Gefundene Strategien werden in einem zweiten Schritt in die Zukunft getestet. Dazu wird deren Einfluss auf den Strompreis und Investitionen in flexible Erzeugungstechnologien in Deutschland unter Berücksichtigung der in Zukunft stark unterschiedlichen nationalen Stromerzeugungssysteme in Europa untersucht.
Umsetzungsstrategien fuer erneuerbare Energien in sechs europaeischen Staedten: Ziel dieses Forschungsprojektes war es, die nutzbaren Potentiale von erneuerbaren Energien auf kommunaler Ebene zu analysieren und konkrete Handlungsvorschlaege und Anlagenkonzepte zu deren verstaerkten Integration zu entwickeln. Die Untersuchung erstreckte sich auf sechs Staedte/ Stadtwerke in drei EU-Laendern (Deutschland: Pforzheim, Ettlingen; Frankreich: Besancon, Rochefort; Portugal: Funchal, Braganca). Fuer jede Stadt wurde ein umfassendes integratives Konzept zur maximalen Nutzung der erneuerbaren Energiequellen bis zum Jahre 2010 entwickelt. Darin wurde das konkrete Ziel gesetzt, bis zum Jahre 2010 15 Prozent des dann zu erwartenden Primaerenergiebedarfes durch erneuerbare Energien bereitzustellen. Besonderes Augenmerk lag auf dem lokalen Energiemarkt und den 'Makro-Akteuren', die bei der Foerderung der erneuerbaren Energien eine wichtige Rolle spielen. Diese Akteure wurden gezielt angesprochen und in die Entwicklung des Konzeptes einbezogen, um die Umsetzungschancen zu verbessern.
Die Tagung 'Energieversorgung der Stadt Kiel' am 12.03.1988 wurde vom Oeko-Institut geplant und von Referenten des Oeko-Instituts bzw. der Stadt Kiel durchgefuehrt. Das Einfuehrungsreferat hielt Prof. Dr. Peter Hennicke zum Thema 'Vom Energieversorgungsunternehmen zum Energiedienstleistungsunternehmen'. Die weiteren Referate lauteten: 'Beteiligung an den Arbeitsgruppen Tarifsysteme', 'Energieeinsparung' und 'Alternativenergien'. Anschliessend folgte eine Podiumsdiskussion.
Um dem Klimawandel zu begegnen, ist das Ziel, die Technologie für eine stabile, sichere und CO2-neutrale Energieversorgung einer mittelgroßen Stadt am Beispiel von Herzogenrath, inklusive der Industriebetriebe sowie neuen Prosumern in der Stadt, durch dezentrale PV-Anlagen, dezentrale Wärmepumpen und Elektromobilität zu entwickeln. Hierzu sollen digitale Zwillinge des Energiesystems von Herzogenrath und der Industriebetriebe wie des Sandbergwerks und des Klärwerks erstellt werden, sodass deren sicherer Betrieb und CO2-neutrale Energieversorgung gewährleistet und durch Ausnutzung der Sektorenkopplung stabil und sicher betrieben sowie auf geringste Energiekosten optimiert werden kann. Durch niedrige Energiekosten werden die Industriebetriebe wirtschaftlich gestärkt und Haushalte zu sozialverträglichen Preisen versorgt. Das Teilprojekt 'Vermarktungsmöglichkeiten in den Energiemärkten' stellt die Schnittstelle zwischen den anderen Teilprojekten aus dem Gesamtvorhaben 'Energiepark Herzogenrath' dar. Die Dynamiken auf den Energiemärkten sorgen für laufend neue Anforderungen an die Marktteilnehmenden sowie für neue Vermarktungsmöglichkeiten der Produkte Strom, Wärme, Sauerstoff und Wasserstoff in Herzogenrath. Es werden nicht nur die wesentlichen Einflussfaktoren im Energiemarkt und die Vermarktungskanäle in Herzogenrath identifiziert, sondern auch Teilmodule für den Aufbau eines Energiemarktmodells entwickelt. In diesem Zusammenhang werden die energiewirtschaftlichen Anforderungen laufend aktualisiert, sodass mithilfe dieser Teilmodule, welche die Vermarktungsmöglichkeiten dynamisch abbilden und in das Gesamtmodell implementiert werden, aus den lokalen Optima das globale Optimum für Herzogenrath ermittelt werden kann.
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