Fluktuierende Erzeugung eines räumlich begrenzten Elektrizitätsversorgungssystems
Eine energiewirtschaftliche Analyse unterschiedlicher Flexibilisierungsmaßnahmen (-kombinationen)
von Jan Peer GebauerUm das selbstgesetzte Ziel der Bundesrepublik Deutschland zur Minderung der Treibhausgasemissionen um 80 % bis zum Jahr 2050 gegenüber dem Referenzwert aus dem Jahr 1990 zu erreichen, stehen aktuell die Energieerzeugungsanlagen im Fokus. Eine vielversprechende Möglichkeit zur weiteren Defossilierung des Energiesystems stellt die sogenannte Sektorenkopplung dar. Darunter ist die energietechnische und energiewirtschaftliche Verknüpfung der drei Hauptsektoren der Energiewirtschaft (Strom, Wärme und Verkehr) zu verstehen. Dieser konzeptionelle Ansatz bietet die Möglichkeit, elektrische Energie aus erneuerbaren Energien in anderen Sektoren der Volkswirtschaft zu nutzen. Die potenzielle Flexibilität der Verbraucher aus den Sektoren Wärme und Verkehr kann wiederum zur Stabilität des Stromsektors beitragen. Privathaushalte haben einen signifikanten Anteil am Endenergieverbrauch in Deutschland. Durchschnittlich entfallen auf sie ca. 26 % des gesamten Endenergieverbrauchs, wobei knapp zwei Drittel dieser Energie für die Bereitstellung von Raumwärme aufgewendet werden. Demgegenüber hat der Verkehrssektor einen Anteil von etwa 30 % am Endenergieverbrauch, wobei wiederum ca. 56 % auf den straßengebundenen Individualverkehr entfallen, der ebenfalls primär den Privathaushalten zugeordnet werden kann. Für eine erfolgreiche Sektorenkopplung im Sinne der gesetzlich verankerten Klimaschutzziele spielen Privathaushalte damit eine wichtige Rolle.
Das Ziel der Arbeit ist daher die Entwicklung einer methodischen Vorgehensweise zur Untersuchung des Optimierungspotenzials von Flexibilitätsoptionen innerhalb räumlich begrenzter Stromversorgungssysteme für den Sektor der privaten Haushalte hinsichtlich systemischer und ökonomischer Kriterien. Dabei wird insbesondere der hohe Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien berücksichtigt. Die Optimierung erfolgt dabei auf Basis spieltheoretischer Methoden, wobei die angewendeten Algorithmen auch zur Steuerung der Anlagen verwendet werden können.
