Forschungsprojekt MuSeKo

Modellbasierte Analyse der Integration erneuerbarer Stromüberschüsse durch die Kopplung der Stromversorgung mit Wärme-, Gas- und Verkehrssektor (Multi-Sektor-Kopplung)

Credit:

BMWK

Bis zum Jahr 2050 soll der erneuerbare Anteil an der Stromerzeugung auf über 80% und im Energiesystem insgesamt auf 60% des Endenergiebedarfs ansteigen. Um die neuen, teilweise fluktuierenden Stromerzeuger in das Versorgungssystem integrieren und gleichzeitig eine gleichbleibende Versorgungssicherheit gewährleisten zu können, ist die weitgehende Flexibilisierung von Erzeugung und Nachfrage erforderlich. Gleichzeitig erfordert die Realisierung eines hohen erneuerbaren Anteils in den Sektoren Wärme und Verkehr eine verstärkte Nutzung von Strom zur Substitution von Kraft- und Brennstoffen.

Forschungsprojekt MuSeKo

 

Laufzeit

Juli 2016 bis Dezember 2019

Förderung durch

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Projektbeteiligte

  • Institut für Vernetzte Energiesysteme
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)
  • Gas- und Wärme-Institut Essen (GWI)

Im 6. Energieforschungsprogramm war deshalb die Erforschung des system- und energieträgerübergreifenden Zusammenwirkens von Techniken und speziell der Kopplung der Stromversorgung mit den Sektoren Wärme, Verkehr und Gas als Thema verankert und im Förderaufruf Energiesystemanalyse noch hervorgehoben. Zur Untersuchung dieses komplexen Sachverhalts waren methodische Weiterentwicklungen der heutigen Energiesystemmodelle erforderlich, insbesondere für integrierte techno-ökonomische Analysen unter Berücksichtigung mehrerer energiewirtschaftlicher Perspektiven (z.B. dezentral vs. zentral, betriebswirtschaftlich vs. volkswirtschaftlich). An diesem Punkt setzte das hier skizzierte Vorhaben mit den folgenden Zielen an:

  • Weiterentwicklung der techno-ökonomischen, zeitlich und räumlich aufgelösten Modellierung im Hinblick auf die Abbildung von Sektorenkopplungen zur Simulation von Einzelsystemen/-technologien sowie deren Integration in das regionale/nationale Energiesystem
  • Integrierte modellbasierte Analysen des Einsatzes unterschiedlicher Technologieoptionen zur flexiblen Nutzung von Strom in allen Sektoren des Energiesystems
  • Hierbei Berücksichtigung von Möglichkeiten zur Substitution gasbetriebener Betriebsmittel im Gasnetz durch mit Strom und ggf. flexibel betriebene Technologien als zusätzliche Option
  • Verbindung der betriebswirtschaftlichen mit der volkswirtschaftlichen Perspektive durch iterative Simulationen auf regionaler, nationaler und europäischer Ebene
  • Bewertung von Wirtschaftlichkeit, Investitionsanreizen, regulatorischen Rahmenbedingungen, Systemeffizienz, CO2-Emissionen und Gestehungskosten für Strom, Wärme und Kraftstoffe


Übergreifend trug das Forschungsprojekt dazu bei, den Einsatz unterschiedlicher Arten und Kombinationen von Flexibilitäten und Sektorkopplungen in einem künftigen Energiesystem mit einem hohen Anteil erneuerbarer Erzeugung zu bewerten. Mögliche Entwicklungspfade wurden über Szenarien mit unterschiedlichen Energiesystemen und Rahmenbedingungen berücksichtigt.

Abteilungen, Forschungsgruppen und Handlungsfelder mit Bezug zum Projekt MuSeKo:

Abteilung

Energiesystemanalyse

Die Abteilung Energiesystemanalyse generiert systemanalytisches Wissen, welches wir sektorenübergreifend bis hin zur globalen Ebene und basierend zum Teil auf eigenentwickelten Methoden und Modellierungstools bereitstellen.

Forschungsgrupppe

Energiesystemmodellierung

In der Energiesystemmodellierung entwickeln wir Methoden und Lösungen für die Planung zukünftiger Energieinfrastrukturen. Im Zentrum steht dabei die Frage, welchen Beitrag verschiedene Technologien zu nachhaltigen, zuverlässigen und kostengünstigen Energiesystemen leisten können.

Handlungsfeld

Ausgleich von Energieangebot und -nachfrage

Die Gleichzeitigkeit von Stromerzeugung und -verbrauch ist die Basis für ein stabiles Energiesystem. Weil die dominierenden erneuerbaren Energien im Stromsystem jedoch stark wetterabhängig – und damit nicht zeitunabhängig verfügbar – sind, müssen wir gänzlich neue Konzepte der Systemregelung entwickeln, um Bedarf und Verfügbarkeit in Einklang zu bringen.

Kontakt

Energiesystemmodellierung

Forschungsgruppe
Institut für Vernetzte Energiesysteme