Das Energiesystemoptimierungsframework REMix (Renewable Energy Mix) wird seit dem Jahr 2005 in der Abteilung Energiesystemanalyse des DLR entwickelt. Über verschiedene Sektoren hinweg umfasst das Framework vielfältige Technologien für Energiewandlung, -speicherung und Transport. Bei der Energiewandlung ist dabei neben der Strom- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren und fossilen Quellen auch die strombasierte Produktion synthetischer Brenn- und Kraftstoffe abgebildet (Wasserstoff, Methan, flüssige Kohlenwasserstoffe). Für die zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Nachfrage umfasst das Framework Stromspeicher, Wärmespeicher, Brennstoffspeicher, Lastmanagement in Haushalten, Gewerbe und Industrie, sowie das gesteuerte Laden und die Netzrückspeisung von Batterieelektrofahrzeugen. Ergänzend dazu ist ein Energietransport zwischen den betrachteten Modellregionen über das Wechselstrom-Übertragungsnetz, Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen, sowie Brennstoffpipelines vereinfacht berücksichtigt.
Abbildung 1: Struktur des REMix-Energiesystemoptimierungsframeworks. (Grafik: DLR)
Unter Berücksichtigung festzulegender Randbedingungen wie der Nachfrageentwicklung oder der Flexibilität von Erzeugern und Verbrauchern kann mit REMix in stündlicher Auflösung die Wechselwirkung zwischen allen Technologien bewertet und der kostenminimale Ausbau und Betrieb des betrachteten Energieversorgungs-systems ermittelt werden (Abbildung 1). REMix bietet eine hohe Flexibilität hinsichtlich des geographischen, zeitlichen und technologischen Systemumfangs und Details. So können Systeme mit mehreren hundert Netzknoten ebenso untersucht werden wie solche mit über hundert verschiedenen Technologien. Auf der zeitlichen Ebene können einzelne Stützjahre ebenso wie Transformationspfade optimiert werden. Dabei kann zwischen Ansätzen einer perfekten oder rollierenden Voraussicht gewählt werden. Die Sicherstellung der Energieversorgung kann über die Vorgabe von Anlagenleistungen oder durch eine modellendogene Optimierung der Auslegung aller betrachteten Systemkomponenten erfolgen. Erforderliche Wandlungs-, Speicher- oder Übertragungsleistungen können somit entsprechend der Potenziale und Systemanforderungen ermittelt werden.
Auf Grundlage des Frameworks wurden in der Vergangenheit zahlreiche, unterschiedlich fokussierte Systeme des deutschen und europäischen Energiesystems abgebildet und analysiert. Darüber hinaus wurden unter anderem Modelle der Energiesysteme Australiens, Brasiliens und der kanarischen Inseln mit REMix erstellt.
Schwerpunkte der Entwicklung und Anwendung von REMix schließen die möglichst umfassende Abbildung von Sektorenkopplung, die Resilienz und Versorgungssicherheit zukünftiger Versorgungssysteme, die multikriterielle Optimierung sowie die Reduktion von Modelllösungszeiten durch Nutzung von parallelen Lösern und Höchstleistungsrechnern ein.