Optimale Strukturen des deutschen Elektrizitätssystems bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien – Bedarf und Bedeutung von Integrations- und Flexibilisierungsoptionen
Auftraggeber  Stiftung Energieforschung Baden-Württemberg
Bearbeiter S Bothor (Ansprechpartner)
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     T Eberl  M Steurer
Abteilung Elektrizitäts- und Gasmarktanalysen
Laufzeit von 01.07.2013 bis 30.06.2015
Aufgabenstellung des Projekts
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, erforderliche Maßnahmen und deren sinnvolle Kombination für die Integration sehr hoher Anteile erneuerbarer Energien in das deutsche Elektrizitätssystem im gesamteuropäischen Kontext und für einen Zeitraum bis zum Jahr 2050 zu identifizieren und nach elektrizitätswirtschaftlichen und systembetrieblichen Gesichtspunkten vergleichend zu bewerten.
Kurzbeschreibung des Projekts
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird die notwendige Anpassung des konventionellen Kraftwerkparks unter integrativer Berücksichtigung der wirtschaftlich und technisch sinnvollen Erweiterung und Nutzung von Speichertechnologien und des Last- und Einspeisemanagements ermittelt. Darauf aufbauend wird der resultierende Bedarf zum Ausbau von Übertragungs- und Verteilnetzen wie auch von Grenzkuppelkapazitäten abgeleitet. Des Weiteren werden die Anforderungen an eine intelligente Koordination und Steuerung von Erzeugung, Verbrauch, Speicherung, Netzeinspeisungen und Netzbetrieb beschrieben und die entsprechenden Kosten ermittelt. In der unten stehenden Abbildung findet sich hierzu eine vereinfachte Darstellung des deutschen Elektrizitätssystems und möglicher Maßnahmen zur Integration hoher Anteile erneuerbarer Energien, die jeweils ihrem potentiellen Wirkungsort zugeordnet sind. Die Betrachtungen stützen sich auf einer räumlich und zeitlich hoch aufgelösten fundamental-analytischen Elektrizitätsmarktmodellierung. Als Grundlage hierfür werden die Lastfolgefähigkeiten der zukünftigen Kraftwerks- und Speichertechnologien bestimmt. Ebenso wird eine Quantifizierung und räumliche Zuordnung des Ausbaupotentials der verschiedenen Maßnahmen in Abhängigkeit ihrer technischen Eigenschaften und Kosten vorgenommen. Zudem werden Möglichkeiten und Potentiale des Last- und Einspeisemanagements in Abhängigkeit der räumlich unterschiedlichen Verbrauchs- und Erzeugungsstrukturen ermittelt. Auf Basis der durchgeführten Analysen werden Empfehlungen zur zukünftigen Ausgestaltung des Elektrizitätssystems Deutschlands für die Aufnahme und Nutzung hoher Anteile erneuerbarer Energien an der Elektrizitätsnachfrage in Deutschland abgeleitet. Diese Bewertung erfolgt unter expliziter Betrachtung der ökonomischen und technisch-betrieblichen Effekte der Kombinationen der verschiedenen Maßnahmen auf das deutsche Elektrizitätssystem.