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Charakterisierung und Dekontamination von i-Grafiten

Optimierte Systemintegration von Offshore-Windenergie mittels intelligenter Verknüpfung verschiedener Prognosekonzepte und vorausschauendem Management von verteilten Kaskadenspeichern, Teilvorhaben: Netzdienlicher Speichereinsatz innerhalb bestehender und zukünftiger Marktszenarien

Analyse von Bietstrategien und deren Einfluss auf den Strompreis im EU-Binnenmarkt, Teilvorhaben: Analyse von historischen Bietstrategien, Implementierung via P'n'P-Agenten in das Strommarktmodell PowerACE und Analyse für zukünftige Szenarien

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.

Machbarkeitsstudie zur Entwicklung eines Energie-Mobilitätsmodells für den zukünftigen Einsatz von Vehicle-to-Grid-Technologien in der Elektromobilität, Teilvorhaben: Interlink GmbH

Stabilitätsbezogene Weiterentwicklung von Energiesystemoptimierungsmodellen

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.

Stabilitätsbezogene Weiterentwicklung von Energiesystemoptimierungsmodellen, Teilvorhaben: Entwicklung von Nebenbedingungen zur Berücksichtigung der dynamischen Systemstabilität in Energiesystemoptimierungsmodellen

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.

Stabilitätsbezogene Weiterentwicklung von Energiesystemoptimierungsmodellen, Teilvorhaben: Implementierung von Nebenbedingungen zur Berücksichtigung der dynamischen Systemstabilität und Szenarioanalyse

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 näherungsweiseberücksichtigen 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.

Alternative Konservierungskonzepte für Hydro-Lacke und wässrige Beizen durch den Einsatz von natürlichen Substanzen, Teilvorhaben 1: Anwendungsuntersuchungen

Wasserbasierte Formulierungen zeigen eine Anfälligkeit für mikrobielle Verkeimung, die aktuell nur über den Einsatz geeigneter Biozide unterbunden werden kann. Bedingt durch die gesetzliche Limitierung der Methylisothiazolinon-Einsatzmenge (MIT) auf maximal 15 ppm für die Begrenzung des bakteriellen Wachstums, steht kein weiteres biozides Mittel mit einem solchen Wirkspektrum zur Verfügung. Alternative Ansätze wie ein hoher pH-Wert, z.B.bei Silikatfarben, können bei Hydro-Lacken und wässrigen Beizen nicht verfolgt werden. Dieses Defizit soll zur Vervollständigung einer ökologischeren, wasserbasierten Strategie für Lacke und Beizen durch den Einsatz geeigneter natürlicher Substanzen wie ätherischen Ölen und anderen Pflanzenextrakten ausgeglichen werden. Diese aus biogenen Rohstoffen isolierten biobasierten Feinchemikalien besitzen oft ein nachgewiesener-maßen breites Wirkspektrum. Besondere Herausforderungen beim Einsatz ätherischer Öle ergeben sich jedoch aus ihrem oftmals intensiven Geruch, der schlechten Wasserlöslichkeit und ihrer hohen Flüchtigkeit. Kompensiert werden sollen diese Nachteile durch die Mikroverkapselung dieser Biorohstoffe mit Hilfe der ebenfalls biobasierten Cyclodextrine. Damit wird gleichzeitig die Abhängigkeit von erdölbasierten Bioziden als Beitrag zur Ressourcenschonung reduziert.

Alternative Konservierungskonzepte für Hydro-Lacke und wässrige Beizen durch den Einsatz von natürlichen Substanzen

Wasserbasierte Formulierungen zeigen eine Anfälligkeit für mikrobielle Verkeimung, die aktuell nur über den Einsatz geeigneter Biozide unterbunden werden kann. Bedingt durch die gesetzliche Limitierung der Methylisothiazolinon-Einsatzmenge (MIT) auf maximal 15 ppm für die Begrenzung des bakteriellen Wachstums, steht kein weiteres biozides Mittel mit einem solchen Wirkspektrum zur Verfügung. Alternative Ansätze wie ein hoher pH-Wert, z.B.bei Silikatfarben, können bei Hydro-Lacken und wässrigen Beizen nicht verfolgt werden. Dieses Defizit soll zur Vervollständigung einer ökologischeren, wasserbasierten Strategie für Lacke und Beizen durch den Einsatz geeigneter natürlicher Substanzen wie ätherischen Ölen und anderen Pflanzenextrakten ausgeglichen werden. Diese aus biogenen Rohstoffen isolierten biobasierten Feinchemikalien besitzen oft ein nachgewiesener-maßen breites Wirkspektrum. Besondere Herausforderungen beim Einsatz ätherischer Öle ergeben sich jedoch aus ihrem oftmals intensiven Geruch, der schlechten Wasserlöslichkeit und ihrer hohen Flüchtigkeit. Kompensiert werden sollen diese Nachteile durch die Mikroverkapselung dieser Biorohstoffe mit Hilfe der ebenfalls biobasierten Cyclodextrine. Damit wird gleichzeitig die Abhängigkeit von erdölbasierten Bioziden als Beitrag zur Ressourcenschonung reduziert.

Alternative Konservierungskonzepte für Hydro-Lacke und wässrige Beizen durch den Einsatz von natürlichen Substanzen, Teilvorhaben 2: Grundlagenuntersuchungen

Wasserbasierte Formulierungen zeigen eine Anfälligkeit für mikrobielle Verkeimung, die aktuell nur über den Einsatz geeigneter Biozide unterbunden werden kann. Bedingt durch die gesetzliche Limitierung der Methylisothiazolinon-Einsatzmenge (MIT) auf maximal 15 ppm für die Begrenzung des bakteriellen Wachstums, steht kein weiteres biozides Mittel mit einem solchen Wirkspektrum zur Verfügung. Alternative Ansätze wie ein hoher pH-Wert, z.B.bei Silikatfarben, können bei Hydro-Lacken und wässrigen Beizen nicht verfolgt werden. Dieses Defizit soll zur Vervollständigung einer ökologischeren, wasserbasierten Strategie für Lacke und Beizen durch den Einsatz geeigneter natürlicher Substanzen wie ätherischen Ölen und anderen Pflanzenextrakten ausgeglichen werden. Diese aus biogenen Rohstoffen isolierten biobasierten Feinchemikalien besitzen oft ein nachgewiesenermaßen breites Wirkspektrum. Besondere Herausforderungen beim Einsatz ätherischer Öle ergeben sich jedoch aus ihrem oftmals intensiven Geruch, der schlechten Wasserlöslichkeit und ihrer hohen Flüchtigkeit. Kompensiert werden sollen diese Nachteile durch die Mikroverkapselung dieser Biorohstoffe mit Hilfe der ebenfalls biobasierten Cyclodextrine. Damit wird gleichzeitig die Abhängigkeit von erdölbasierten Bioziden als Beitrag zur Ressourcenschonung reduziert.

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