Das 'Energy Technology Systems Analysis Programme (ETSAP)' der Internationalen Energie Agentur (IEA) wurde als Technology Collaboration Programme (TCP) initiiert, um durch eine systemanalytische Herangehensweise die Weiterentwicklung des globalen Energiesystems durch Untersuchungen zu aktuellen energiepolitischen Fragestellungen voranzutreiben. Seither werden alle 3 Jahre im ETSAP TCP Arbeitsprogramme (Annexes) vereinbart, um im Rahmen eines gemeinsam zu bearbeitendem Projekt die Energiesystemanalyse methodisch weiterzuentwickeln und Studien durchzuführen. Der kommende Annex XVI 'Aligning energy security with zero emissions energy systems' beschäftigt sich mit u.a. mit Fragen der Energiesicherheit, Materialeffizienz und der Weiterentwicklung des globalen Energiesystemmodells TIAM. Das Vorhaben verfolgt das Ziel, das ETSAP TCP wissenschaftlich zu begleiten, indem es Beiträge zur Modellierung emissionsfreien Energieträgern in der Industrie, deren Konkurrenz zur Materialeffizienz sowie Kreislaufwirtschaft und der Rolle von neuen Industriezweigen in das Energiesystemmodell ETSAP TIAM zu integrieren liefert. Mittels Szenarienanalysen sollen diese Rückwirkungen der Fragen der Versorgungssicherheit, der Materialeffizienz und deren Auswirkungen auf den Energieverbrauch der Industrie auf möglich Pfadabhängigkeiten emissionsfreier Energieträger, im Kontext der Einhaltung des 1,5 Grad C Ziels untersucht werden. Im Weiteren soll es durch eine Serie von Workshops dazu beitragen, dass Ergebnisse der Forschungsarbeiten im Annex national und mit gleichzeitiger Einbindung der ETSAP Community diskutiert werden. Neben der Berechnung globaler industrieller Wasserstoffbezugskosten ist das Ziel des IEK-3 an der Herleitung globaler industrieller Materialnachfragen und -effizienzen mitzuwirken und Entwicklungen in der Landwirtschaft hinsichtlich Energie- und Materialnachfrage zu analysieren. Die Ergebnisse sollen im Rahmen von Workshops, Veröffentlichungen und Open Data verbreitet werden.
Vorhabensziel des Projekts ist die Überführung des im Vorgängervorhaben 'ErdEis II' umgesetzten Erdeisspeichers in den Vollbetrieb, das wissenschaftliche Monitoring und Benchmarking sowie die Entwicklung eines District Energy Management Systems (DEMS). Hierzu sollen verschiedene Betriebsmodi getestet, die Betriebsweise aufbauend auf den Ergebnissen optimiert, der Einfluss verschiedener Parameter modellgestützt nachvollzogen und das Kalte Nahwärmesystem mit Erdeisspeicher bestmöglich für die Gesamtsystemoptimierung mittels DEMS genutzt werden. Im zukünftigen Energiesystem wird nicht mehr allein auf Energieeffizienz respektive End- und Primärenergiebedarf optimiert werden können. Vielmehr spielt Flexibilität eine zunehmende Rolle, die schließlich gekoppelt an die Verfügbarkeit erneuerbarer elektrischer Energie den tatsächlichen CO2-Ausstoß bestimmen wird. Inzwischen sind Schnittstellen verfügbar, die über Vorhersagen zur CO2-Intensität des Stromnetzes eine entsprechende Optimierung ermöglichen. Diese Optimierung hat im Gesamtkonzept nicht nur wärme- bzw. kälteseitig zu erfolgen, sondern ganzheitlich die Bedarfe und Flexibilitäten des Kalten Nahwärmenetzes, der Haushaltsstromverbräuche, Mobilitätsbedarfe und Eigenenergieerzeugung miteinzuschließen. So kann ein Gesamtoptimum erreicht und Optimierungen von Teilsystemen, die zu Lasten der Gesamtemissionen gehen, vermieden werden. Entsprechend müssen auch Bewertungs- und Benchmarkingmethoden passend weiterentwickelt werden.
Selbst in tiefen Sedimentschichten unter z.T. mehreren Kilometern mächtiger Sedimentbedeckung finden sich noch aktive Mikroorganismen. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur im Untergrund an und überschreitet irgendwann die Grenze bis zu welcher Leben möglich ist. Die bisher festgestellte Temperaturobergrenze von Leben auf der Erde wurden an Mikroorganismen von hydrothermalen Systemen, sogenannten Schwarzen Rauchern gemessen und liegt bei ca. 120 Grad C. In Sedimenten hingegen liegt die Grenze deutlich niedriger. Messdaten aus Ölfeldern deuten auf eine Grenze von ca. 80 Grad C hin. Diese Diskrepanz zwischen hydrothermalen und sedimentären Systemen wurde dadurch erklärt, dass die Mikroorganismen in Sedimenten nicht genügend Energie gewinnen können um die bei hohen Temperaturen verstärkt notwendigen Reparaturen ihrer Zellbestandteile wie DNA und Proteinen durchzuführen. Interessanterweise lässt sich metabolische Aktivität bei extrem hohen Temperaturen nur dann nachweisen, wenn die Experimente unter hohem Druck stattfinden. IODP Expedition 370 wurde spezifisch zur Klärung der Frage nach dem Temperaturlimit von Leben in sedimentären Systemen durchgeführt. Im Nankai Graben vor der Küste Japans herrscht ein recht hoher geothermischer Gradient von ca. 100 Grad C/km, d.h. das gesamte Temperaturspektrum in dem Leben möglich ist erstreckt sich über ein Tiefeninterval von etwas mehr als einem Kilometer. Durch modernste Bohr- und Labortechniken war es möglich, Proben von höchster Qualität zu gewinnen, welche garantiert frei von Kontamination sind. Die Expedition hat einen stark interdisziplinären Charakter, so dass eine Vielzahl von biologischen und chemischen Parameter gemessen wurde, welche eine detaillierte Charakterisierung des Sediments erlauben. Das beantragte Projekt ist ein wichtiger Teil der Expedition, da Sulfatreduktion der quantitativ wichtigste anaerobe Prozess für den Abbau von organischem Material im Meeresboden ist. Im Rahmen einer MSc Arbeit wurden bereits erste Messungen durchgeführt. Diese konnten zeigen das Sulfatreduktion über die gesamte Kernlänge messbar ist, wenn auch z.T. mit extrem geringen Raten. Im Rahmen des beantragten Projekts sollen weitere Messungen durchgeführt werden, unter anderem auch unter hohem Druck. Dazu soll ein Hochdruck Temperatur-Gradientenblock gebaut und betrieben werden. Neben Sedimenten von IODP Exp. 370 sollen weitere Experimente mit hydrothermal beeinflusstem Sediment aus dem Guaymas Becken durchgeführt werden. Ein Vergleich zwischen diesen beiden Sedimenten soll weitere Einblicke in einen der wichtigsten biologischen Prozesse im Meeresboden liefern und ein besseres Verständnis über die Grenzen von Leben im allgemeinen.
Vorhabensziel des Projekts ist die Überführung des im Vorgängervorhaben 'ErdEis II' umgesetzten Erdeisspeichers in den Vollbetrieb, das wissenschaftliche Monitoring und Benchmarking sowie die Entwicklung eines District Energy Management Systems (DEMS). Hierzu sollen verschiedene Betriebsmodi getestet, die Betriebsweise aufbauend auf den Ergebnissen optimiert, der Einfluss verschiedener Parameter modellgestützt nachvollzogen und das Kalte Nahwärmesystem mit Erdeisspeicher bestmöglich für die Gesamtsystemoptimierung mittels DEMS genutzt werden. Im zukünftigen Energiesystem wird nicht mehr allein auf Energieeffizienz respektive End- und Primärenergiebedarf optimiert werden können. Vielmehr spielt Flexibilität eine zunehmende Rolle, die schließlich gekoppelt an die Verfügbarkeit erneuerbarer elektrischer Energie den tatsächlichen CO2-Ausstoß bestimmen wird. Inzwischen sind Schnittstellen verfügbar, die über Vorhersagen zur CO2-Intensität des Stromnetzes eine entsprechende Optimierung ermöglichen. Diese Optimierung hat im Gesamtkonzept nicht nur wärme- bzw. kälteseitig zu erfolgen, sondern ganzheitlich die Bedarfe und Flexibilitäten des Kalten Nahwärmenetzes, der Haushaltsstromverbräuche, Mobilitätsbedarfe und Eigenenergieerzeugung miteinzuschließen. So kann ein Gesamtoptimum erreicht und Optimierungen von Teilsystemen, die zu Lasten der Gesamtemissionen gehen, vermieden werden. Entsprechend müssen auch Bewertungs- und Benchmarkingmethoden passend weiterentwickelt werden.
Entwicklung eines Computerprogramms zur Wirkungsanalyse von Energie/ CO2-Einsparmaßnahmen als diskursbegleitendes Instrument. Der Einsatzbereich soll sich auf a) Orientierungsdiskurse mit Experten (siehe Projekt 'Klimaverträgliche Energieversorgung' der Akademie), Laien (siehe Projekt 'Bürgerforen Energie' der Akademie), gesellschaftliche Gruppen und b) Lehrdiskurse in Fachschulen und Schulen erstrecken.
In diesem Verbundvorhaben sollen Energiesystem-Optimierungsmodelle (ESOM) um Aspekte der Systemstabilität erweitert werden. Bisher berücksichtigen ESOM die Stabilität der elektrischen Energieversorgung nicht oder nur sehr rudimentär. Dies war bislang ausreichend, da u.a. durch Synchrongeneratoren von großen Kraftwerken eine ausreichende Anzahl stabilisierender Elemente sichergestellt war, unabhängig von der detaillierten Ausgestaltung des Systems. Aufgrund mehrerer Faktoren (Wegfall Synchrongeneratoren, Zunahme Entfernung Erzeugung-Verbrauch, Volatilität der Erzeugung, …) ist dies allerdings nicht mehr sichergestellt. Daher wird die Systemstabilität auch für die Energiesystemoptimierung zunehmend relevant. Allerdings fehlen geeignete Methoden, um die Systemstabilität in ESOM zumindest näherungsweise berücksichtigen zu können. Bisher arbeiten ESOM mit stationären Zusammenhängen. Auf deren Ergebnissen aufbauend erfolgen dann Stabilitätsuntersuchungen und die Ermittlung ggf. notwendiger Gegenmaßnahmen. Diese sequentielle Vorgehensweise ist aufwändig und kann dazu führen, dass das finale Ergebnis nicht optimal ist. Vorzuziehen wäre eine Einbeziehung der Stabilität bereits während der Optimierung, so dass die Entscheidungen im ESOM für bestimmte Strukturoptionen (inkl. Sektorenkopplung) bereits deren Einfluss auf die Stabilität berücksichtigen. Dies würde es ermöglichen, dass keine oder deutlich weniger zusätzliche Gegenmaßnahmen notwendig würden und somit das Ergebnis des ESOM näher an einem auch unter Stabilitätsgesichtspunkten zulässigen Optimum liegt. Aus dieser Motivation heraus werden die Universität Stuttgart (IFK) und das DLR (Institut für Vernetzte Energiesysteme) das Verbundvorhaben STAWESOM bearbeiten. Das DLR wird das intern entwickelte ESOM 'REMix' und Expertise zur effizienten Implementierung von ESOMs einbringen. Das IFK wird Expertise zur Systemstabilität einbringen, geeignete Stabilitätsnebenbedingungen entwickeln und die Projektleitung übernehmen.
Im Auftrag des schleswig-holsteinischen Ministeriums für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume hat Ecofys die Entwicklung des Einspeisemanagements (EinsMan) in dem norddeutschen Bundesland untersucht. Ecofys schätzte auf Basis der durch die Netzbetreiber veröffentlichten Meldungen die aufgrund von Überlastungen von Betriebsmitteln nicht eingespeiste Energie ab. Im untersuchten Zeitraum zwischen 2009 und 2011 waren vor allem Gebiete an der West- und Ostküste Schleswig-Holsteins mit hoher installierter Leistung an Windenergieanlagen von Einspeisemanagement betroffen. Die Ausfallarbeit verdoppelte sich etwa jährlich und lag 2011 zwischen105 und 236 GWh. Im gleichen Zeitraum stiegen die Entschädigungszahlungen von rund 2 Mio. Euro auf 10 bis 23 Mio. Euro an. Rund 97Prozent der im Jahr 2011 entstandenen Ausfallarbeit in Schleswig-Holstein betraf Windenergieanlagen. In den Jahren 2009 und 2010 machten hauptsächlich Überlastungen im regionalen Verteilnetz Einspeisemanagement nötig. In 2011 nahm die Bedeutung von Überlastungen in Umspannwerken zwischen der 20 und 110 kV-Ebene sowie im 220/380 kV Übertragungsnetz zu.
Die Rahmendaten der Treibhausgas-Projektionen 2026 beschreiben die Entwicklung zentraler Einflussfaktoren des Energiesystems in Deutschland bis 2050. Der Bericht umfasst Annahmen zur demografischen und wirtschaftlichen Entwicklung, zu Großhandelspreisen wichtiger Energieträger wie Rohöl, Erdgas, Steinkohle und Wasserstoff sowie zu CO2-Preisen in den verschiedenen Systemen. Ergänzt wird dies durch Daten zu CO2-Transport- und Speicherkosten. Die Entwicklung der Endverbraucherpreise werden zusammen mit den Annahmen zu relevanten Preisbestandteilen (u.a. Netzentgelte, Steuern, Abgaben) in einer späteren Version in diesem Bericht ergänzt
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 3894 |
| Land | 89 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Agrarwirtschaft | 1 |
| Ereignis | 3 |
| Förderprogramm | 3786 |
| Text | 110 |
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| Language | Count |
|---|---|
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| Topic | Count |
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