In der RED II sind Kriterien zum Strombezug von strombasierten Energieträgern definiert. Diese adressieren nur im begrenzten Maße die Herausforderungen der Nachhaltigkeit und systemischen Klimabetrachtung. Die systemischen Herausforderungen im Strommarkt werden zwar stärker adressiert, sind aber im Konkreten unklar. Existierende Analysen und Szenarien zur Entwicklung und Produktion strombasierter Energieträger implizieren potenzielle Konfliktfelder für eine nachhaltige ökologische und sozioökonomische Entwicklung. Mit der bereits absehbaren Importabhängigkeit von Europa bei strombasierten Energieträgern sind Chancen und Herausforderung im Hinblick auf eine nachhaltige Bereitstellung in möglichen Herstellungsregionen mit einem hohen Produktionspotenzial verbunden. Das Vorhaben dient zur Unterstützung und Beratung für die Bewertung, Ausarbeitung und mögliche Umsetzung klimagerechter und nachhaltiger Kriterien/Anforderungen an strombasierte erneuerbare Energieträger in Europa und für den Import nach Europa.
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.
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.
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.
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.
Die Energiewende in Deutschland ist bisher durch den Ausbau von Onshore-Windkraft und PV-Anlagen geprägt. Durch den vermehrten Zubau von Offshore-Windkraft kommt es zu einer zentraleren Einspeisung fluktuierender Windenergie im Norden Deutschlands. Langfristig könnten sich allerdings ebenso dezentrale Erzeugungsstrukturen durchsetzen, z.B. in Form von der angestrebten, verstärkten Sektorenkopplung zur Steigerung der Flexibilität des Energiesystems und Reduktion fossiler Brennstoffbedarf im Wärme- und Transportsektor. Entsprechend werden sowohl zentrale als auch dezentrale Technologien und deren gezielte Zusammenführung zum Gelingen der Energiewende beitragen müssen. Aktuell bestehen hierbei allerdings zahlreiche Herausforderungen, welche ein verbessertes Verständnis der Koordination zwischen Technologieoptionen, sowie die Abstimmung verfügbarer Steuerungsinstrumente, auch über Sektorengrenzen hinweg, erfordern. Daher ist eine Analyse zukünftiger Energieszenarien und der sich daraus ergebenden technologischen Wechselwirkungen aus einer übergreifenden systemorientierten Perspektive notwendig, sowie die wissenschaftliche Methodenentwicklung. Das Ziel des Projekts ist es deshalb, die Bedingungen für eine bestmögliche Koordination (de-)zentraler Technologieoptionen zu erforschen und dadurch zu einer effizienten Umsetzung der Energiewende beizutragen. Dies erfordert ein verbessertes Verständnis der Systemintegration und Vernetzungsmöglichkeiten aller Technologieoptionen. Dabei sollen sektorinterne und -übergreifende Lösungsansätze analysiert und bewertet werden. Basierend auf diesen technologiefokussierten Analysen sollen ökonomische Ansätze zum Marktdesign sowie Steuerungsinstrumente zur adäquaten Anreizsetzung im Systemkontext untersucht werden. Dabei ist das Ziel zu analysieren, welche Anteile von zentralen und dezentralen Erzeugungs- und Sektorenkopplungselementen aus Systemsicht wünschenswert wären, was ein Untersuchen und Abwägen von Zielkonflikten erfordert.
Die Energiewende in Deutschland ist bisher durch den Ausbau von Onshore-Windkraft und PV-Anlagen geprägt. Durch den vermehrten Zubau von Offshore-Windkraft kommt es zu einer zentraleren Einspeisung fluktuierender Windenergie im Norden Deutschlands. Langfristig könnten sich allerdings ebenso dezentrale Erzeugungsstrukturen durchsetzen, z.B. in Form von der angestrebten, verstärkten Sektorenkopplung zur Steigerung der Flexibilität des Energiesystems und Reduktion fossiler Brennstoffbedarf im Wärme- und Transportsektor. Entsprechend werden sowohl zentrale als auch dezentrale Technologien und deren gezielte Zusammenführung zum Gelingen der Energiewende beitragen müssen. Aktuell bestehen hierbei allerdings zahlreiche Herausforderungen, welche ein verbessertes Verständnis der Koordination zwischen Technologieoptionen, sowie die Abstimmung verfügbarer Steuerungsinstrumente, auch über Sektorengrenzen hinweg, erfordern. Daher ist eine Analyse zukünftiger Energieszenarien und der sich daraus ergebenden technologischen Wechselwirkungen aus einer übergreifenden systemorientierten Perspektive notwendig, sowie die wissenschaftliche Methodenentwicklung. Das Ziel des Projekts ist es deshalb, die Bedingungen für eine bestmögliche Koordination (de-)zentraler Technologieoptionen zu erforschen und dadurch zu einer effizienten Umsetzung der Energiewende beizutragen. Dies erfordert ein verbessertes Verständnis der Systemintegration und Vernetzungsmöglichkeiten aller Technologieoptionen. Dabei sollen sektorinterne und -übergreifende Lösungsansätze analysiert und bewertet werden. Basierend auf diesen technologiefokussierten Analysen sollen ökonomische Ansätze zum Marktdesign sowie Steuerungsinstrumente zur adäquaten Anreizsetzung im Systemkontext untersucht werden. Dabei ist das Ziel zu analysieren, welche Anteile von zentralen und dezentralen Erzeugungs- und Sektorenkopplungselementen aus Systemsicht wünschenswert wären, was ein Untersuchen und Abwägen von Zielkonflikten erfordert.
Die Energiewende in Deutschland ist bisher durch den Ausbau von Onshore-Windkraft und PV-Anlagen geprägt. Durch den vermehrten Zubau von Offshore-Windkraft kommt es zu einer zentraleren Einspeisung fluktuierender Windenergie im Norden Deutschlands. Langfristig könnten sich allerdings ebenso dezentrale Erzeugungsstrukturen durchsetzen, z.B. in Form von der angestrebten, verstärkten Sektorenkopplung zur Steigerung der Flexibilität des Energiesystems und Reduktion fossiler Brennstoffbedarf im Wärme- und Transportsektor. Entsprechend werden sowohl zentrale als auch dezentrale Technologien und deren gezielte Zusammenführung zum Gelingen der Energiewende beitragen müssen. Aktuell bestehen hierbei allerdings zahlreiche Herausforderungen, welche ein verbessertes Verständnis der Koordination zwischen Technologieoptionen, sowie die Abstimmung verfügbarer Steuerungsinstrumente, auch über Sektorengrenzen hinweg, erfordern. Daher ist eine Analyse zukünftiger Energieszenarien und der sich daraus ergebenden technologischen Wechselwirkungen aus einer übergreifenden systemorientierten Perspektive notwendig, sowie die wissenschaftliche Methodenentwicklung. Das Ziel des Projekts ist es deshalb, die Bedingungen für eine bestmögliche Koordination (de-)zentraler Technologieoptionen zu erforschen und dadurch zu einer effizienten Umsetzung der Energiewende beizutragen. Dies erfordert ein verbessertes Verständnis der Systemintegration und Vernetzungsmöglichkeiten aller Technologieoptionen. Dabei sollen sektorinterne und -übergreifende Lösungsansätze analysiert und bewertet werden. Basierend auf diesen technologiefokussierten Analysen sollen ökonomische Ansätze zum Marktdesign sowie Steuerungsinstrumente zur adäquaten Anreizsetzung im Systemkontext untersucht werden. Dabei ist das Ziel zu analysieren, welche Anteile von zentralen und dezentralen Erzeugungs- und Sektorenkopplungselementen aus Systemsicht wünschenswert wären, was ein Untersuchen und Abwägen von Zielkonflikten erfordert.
Eine CO2-arme Stromversorgung auf Basis erneuerbarer Energien ist ein integraler Bestandteil eines ambitionierten, langfristigen Klimaschutzvorhabens. Die Dekarbonisierung der Stromversorgung im Rahmen einer nachhaltigen Entwicklung erfordert eine vollständige Umstellung auf erneuerbare Energien (EE) und infolge dessen eine strukturelle Anpassung des residualen Kraftwerksparks, eine Flexibilisierung der Nachfrage, Netzausbau sowie eine verstärkte Nutzung der Schnittstellen des Stromsektors zum Wärme- und zum Verkehrssektor (Sektorkopplung). Um den Transformationsprozess sicher und kostengünstig zu gestalten, müssen Rahmenbedingungen im Markt- und Regulierungsdesign geschaffen werden, die den EE-Ausbau unterstützen und das Zusammenspiel der Systemelemente effizient organisieren. Um den Anforderungen der erneuerbaren Energien und der Transformation gerecht zu werden, entwickelte dieses Projekt einen konsistenten Synthesevorschlag für das Markt- und Regulierungsdesign für die Zeit bis 2050. Dieser sieht für den Strommarkt ein Energy-Only-Marktdesign vor, das die bestmöglichen Voraussetzungen für eine wettbewerblich organisierte Flexibilisierung des Stromsystems schafft. Flexibilitätsoptionen und die Integration des europäischen Binnenmarktes können einen wesentlichen Beitrag zur EE-Integration und zur Stabilisierung ihrer Marktwerte leisten. Letzteres unterstützt die Wirtschaftlichkeit der erneuerbaren Energien. Im EE-Fördersystem sollten die Marktwerte als zentrale Größe bei der Bestimmung der Förderhöhe und im Anreizsystem berücksichtigt werden, sodass effiziente Anreize für den Zubau und die Marktintegration gesetzt werden. Weiterentwickelte Ausschreibungssysteme auf Basis variabler bzw. gleitender Marktprämien können diese Anforderungen erfüllen. Langfristig können auch Power Purchase Agreements eine wichtige (ergänzende) Rolle für die Finanzierung der EE spielen. Ein Energy-Only-Marktdesign kann die Versorgungssicherheit effizient gewährleisten. Zur Absicherung gegen ungewisse Extremereignisse kann eine Kapazitätsreserve dienen, da sie das Anreizsystem nicht verzerrt. Quelle: Forschungsbericht
Wir beschäftigen uns mit der Frage, wie viel konventionelle Kraftwerkskapazität durch dargebotsabhängige erneuerbare Energien bei gleichbleibender Lastdeckungswahrscheinlichkeit eingespart werden können. Der Kapazitätskredit ist ein Indikator für diese Substitutionsbeziehung. Unsere Analysen konzentrieren sich auf den Kapazitätskredit von Windenergie und Photovoltaik und damit auf die beiden bedeutendsten dargebotsabhängigen EE-Technologien. Wir entwickeln dafür bestehende Methoden weiter, um insbesondere räumliche Durchmischungseffekte im europäischen Binnenmarkt unter Berücksichtigung begrenzter Netzkapazitäten sowie dynamische Anpassungsprozesse konventioneller Kapazitäten erfassen zu können. Die durchgeführten Analysen zeigen, wie anhand der weiterentwickelten Methode und auf Basis einer umfangreichen Datengrundlage aus zehn historischen Wetterjahren der Kapazitätskredit der erneuerbaren Energien unter Berücksichtigung der wetterabhängigen, stochastischen Eigenschaften der Last und der Einspeisung erneuerbarer Energien und unter Unsicherheit über Kraftwerksausfälle berechnet werden kann, sowohl bei engpassfreien als auch bei begrenztem internationalen Austausch und bei einer dynamischen Anpassung der konventionellen Kraft-werksleistung an die EE-Durchdringung. Wir berechnen den Kapazitätskredit für insgesamt 15 Szenarien, in denen wir u. a. die EE-Technologien, ihre räumliche Verteilung und die europäischen Interkonnektorkapazitäten variieren. Quelle: Forschungsbericht
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 19 |
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| Förderprogramm | 8 |
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| unbekannt | 10 |
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|---|---|
| Boden | 7 |
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