Digitaler Werkzeugkasten für die strategische regionale Energieplanung
Wissenstransfer
Digitaler Werkzeugkasten für die strategische regionale Energieplanung
Tools aus dem Forschungsprojekt ReStEP ermöglichen die Analyse von Entwicklungspfaden für den Landkreis Wesermarsch
Für die strategische Energieplanung steht kommunalen Entscheidungsträgerinnen und -trägern im Landkreis Wesermarsch ab sofort ein digitaler Werkzeugkasten zur Verfügung, den das Institut für Vernetzte Energiesysteme gemeinsam mit der Jade Hochschule im Rahmen des Forschungsprojekts ReStEP („Regionale Strategische Energieplanung“; gefördert durch das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur) entwickelt hat. Das Tool unterstützt die datenbasierte Planung von Energieversorgungs-Infrastruktur und berücksichtigt Faktoren wie den Wärmebedarf, Potenzialflächen, bestehende Infrastrukturen, die Netzanbindung und zukünftige Technologien. Vorgestellt wurden die Ergebnisse anhand interaktiver Szenarien für die Wärmeplanung sowie für den Ausbau von PV- und Windkraftanlagen und Elektrolyseuren auf der Projekt-Abschlusskonferenz im Juni 2025 im niedersächsischen Elsfleth.
Szenarien zeigen Optionen auf, wie unterschiedliche regionale Energieplanung sich auf den Technologiebedarf zur Wärmebereitstellung auswirken kann. Am Beispiel der dezentralen Abwärmenutzung aus Elektrolyseuren für den Landkreis Wesermarsch (rechtes Szenario) wird deutlich, dass dies aus Sicht der Wärmewende die attraktivere Option wäre, anstatt einen zentralen Großelektrolyseur in der Gemeinde Elsfleth (linkes Szenario) zu installieren. Der Gesamtbedarf für die Wärmebereitstellung ist in beiden Szenarien identisch, ermöglicht bei der Lösung mit dezentralen Elektrolyseuren jedoch eine um 34 Prozent höhere Nutzung von Technologien, die auf erneuerbaren Energien basieren (Nutzungspotenziale in Diagrammen dargestellt auf Gemeinde-Ebene).
Die große Praxisnähe des ReStEP-Tools hatte sich bereits während der Projektphase vor Ort herausgestellt. So lassen sich mögliche Entscheidungen zur kommunalen Energieplanung per „Was-wäre-wenn“-Analyse mit überregionalen Szenarien abgleichen, zum Beispiel in Bezug auf Möglichkeiten zur Abwärmenutzung oder den Elektrolyseausbau. Bei Abwägungen – etwa zwischen Wärmepumpen, Fernwärme oder Speicherlösungen – bietet das Tool regional Verantwortlichen einen Vergleich verschiedener Erzeugungsoptionen für die Gemeinden der Wesermarsch. Auch lassen sich mögliche Entwicklungspfade in Bezug auf Kosten, Nutzen, Raum und Umwelt abbilden und miteinander vergleichen.
Ein zentrales Element für die Tool-Entwicklung ist das am DLR entwickelte Energiesystem-Optimierungsframework REMix. Einsatz findet es unter anderem bei Szenarien-Analysen und der Technologiebewertung sowie für die Eignungs-Analyse von Flächen für PV- und Windkraftanlagen. Dies unterstützt Entscheidungsträgerinnen und -träger dabei, Flächenpotential und Ertragsleistung in Relation zu setzen. Mittels REMix wurde zudem die Nutzung, Erzeugung und Speicherung von Energie über verschiedene Sektoren hinweg modelliert, um Kosten, Technologieeinsatz und Flexibilitätsoptionen zu optimieren. Erstmalig wurde dabei ein sektorengekoppeltes Energiesystemmodell für einen ganzen Landkreis räumlich aufgelöst und anschließend in das umgebende niedersächsische Stromversorgungssystem eingebettet.
Wegen seiner modularen Struktur lässt sich das exemplarisch für den Landkreis Wesermarsch entwickelte Planungswerkzeug auch auf andere Landkreise oder Kommunen mit abweichenden Rahmenbedingungen anpassen. In einem zukünftigen Forschungsprojekt könnte Künstliche Intelligenz zur Unterstützung der nutzerspezifischen Datenexploration genutzt werden.
Hintergrund zum Thema
Mit der steigenden Bedeutung erneuerbarer Energien und der Notwendigkeit, Energiewendeziele lokal umzusetzen, nimmt die Komplexität regionaler Energieplanung zu. Insbesondere flächenrelevante Entscheidungen zu Windkraftanlagen und Solarparks sind mit erheblichen Auswirkungen auf Landschaft, Natur und Bevölkerung sowie deren Akzeptanz verbunden. Insofern müssen für fundierte Bewertungen nicht nur technische, sondern auch ökonomische, ökologische und soziale Kriterien berücksichtigt werden. Auch die Technologieauswahl erfordert eine robuste Entscheidungsunterstützung. Zudem muss sichergestellt werden, dass die erzeugte Energie auch effektiv ins Netz eingespeist werden kann. Hier spielen Themen wie Netzstabilität, Lastmanagement, Speicherkapazitäten und die Anbindung an das übergeordnete Energiesystem eine zentrale Rolle.
Vor diesem Hintergrund zielte das Projekt ReStEP darauf ab, die langfristige Energieversorgung im Landkreis Wesermarsch über einen Zeitraum von bis zu 30 Jahren zu analysieren. Basis dafür war das an DLR entwickelte Modellierungstools REMix, das es ermöglicht, Technologiemixe, Flexibilitätsmaßnahmen und Infrastrukturinvestitionen in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu planen und zu optimieren.
Thematischer Bezug zu folgenden Abteilungen, Forschungsgruppen und Handlungfeldern:
