Speicherbedarf und Systemkosten in der Stromversorgung für energieautarke Regionen und Quartiere

Mit dem Ausbau von Erneuerbaren Energien auf regionaler Ebene hat sich das Konzept der Energieregion etabliert. Dabei handelt es sich um Regionen, die einen intensiven Ausbau Erneuerbarer Energien und eine Unabhängigkeit von fossilen Ressourcen anstreben. In diesem Kontext spielt die autarke Energieversorgung eine zentrale Rolle. Allerdings berücksichtigen die oft bilanziellen Berechnungen von Autarkie keinen Ausgleich der fluktuierenden Stromerzeugung durch Speicher und vernachlässigen damit ein wesentliches Merkmal der fluktuierenden Windenergie und Photovoltaik, die als das Fundament einer erneuerbaren Energieversorgung gelten.

Im Rahmen dieses Promotionsvorhabens stellt Caroline Moeller eine Verbindung zwischen rechnerischer und realer Autarkie her. Sie beschäftigt sich am Beispiel der Region Osnabrück-Steinfurt und auf Basis von Energiesystemmodellen mit der Frage, welche realen Autarkiegrade zwangsläufig durch den Ausbau Erneuerbarer Energien erreicht werden, wie sich höhere reale Autarkiegrade auf Speicherbedarf und Systemkosten auswirken und welche Synergieeffekte sich beim Zusammenschalten von mehreren Regionen ergeben.

Ein besonderer Fokus liegt darauf, die obengenannten Fragen auf die Quartiersebene zu übertragen. Das Thema Autarkie auf regionaler Ebene ist umstritten, gleichzeitig gibt es auf der Quartiersebene als Zusammenschluss von mehreren Haushalten viele Pilotprojekte und Geschäftsmodelle. So werden als Vorteil von Quartieren oft die Synergieeffekte bei Erzeugung und Verbrauch angebracht, die Systemebene ist jedoch eine deutlich kleinere als die der regionalen. Ziel des Promotionsprojekts ist es daher, anhand von Modellrechnungen diese beiden Systemebenen aus technisch-ökonomischer Sicht zu analysieren und deren Zusammenhang zu bewerten.

Für die Simulationen wird die Modellierungsbibliothek oemof (open energy system modelling framework) verwendet und weiterentwickelt.

Betreut wird das Promotionsvorhaben durch Prof. Dr.-Ing. Sandra Rosenberger an der Hochschule Osnabrück und durch Prof. Dr.-Ing. Martin Faulstich an der Technischen Universität Clausthal.