Auswirkungen der Merkmale des Stromsektormodells auf den optimalen Kapazitätsausbau: Eine vergleichende Studie (van Ouwerkerk et al. 2022)

Diese Publikation ist im Rahmen des FlexMex-Projekts entstanden.

Der Übergang zu dekarbonisierten Energiesystemen erfordert den Ausbau erneuerbarer und flexibler Technologien in den Stromsektoren. Es gibt viele leistungsfähige Tools, um eine optimale Kapazitätserweiterung zu finden. In einem stilisierten Vergleich von sechs Modellen bewerten wir die Ergebnisse des Kapazitätsausbaus grundlegender Technologien des Energiesektors. Zu den untersuchten Technologien gehören Grund- und Spitzenlastkraftwerke, Stromspeicherung und -übertragung. Wir definieren vier stark vereinfachte und harmonisierte Testfälle, die sich auf die Erweiterung von nur einer oder zwei spezifischen Technologien konzentrieren, um deren Auswirkungen auf die Modellergebnisse zu isolieren. Wir stellen fest, dass abweichende Annahmen über eingeschränkte Verfügbarkeitsfaktoren von Technologien in fast allen Testfällen zu technologiespezifischen Abweichungen zwischen optimaler Kapazitätserweiterung in Modellen führen. Feste Energie-Leistungs-Verhältnisse von Speichern können die optimalen Expansionsergebnisse völlig verändern, insbesondere die Verschiebung des Verhältnisses zwischen kurz- und langfristiger Speicherung. Feste Lagermengen für die Anfangs- und Endperiode können sich auf die saisonale Nutzung der Langzeitlagerung auswirken. Modelle mit einer vorbestellten Dispatch-Struktur weichen erheblich von linearen Optimierungsmodellen ab, da fehlende Weitsicht und eingeschränkte Flexibilität zu höheren Kapazitätsinvestitionen führen können. Ein vereinfachter Ansatz der Nettoübertragungskapazität unterschätzt den Bedarf an Netzinfrastruktur im Vergleich zu einem detaillierteren Gleichstrom-Lastflussansatz. Darüber hinaus finden wir Abweichungen in den Modellergebnissen eines optimalen Speicher- und Übertragungskapazitätsausbaus zwischen den Regionen und verknüpfen sie mit variablen Erzeugungs- und Nachfragemerkmalen erneuerbarer Energien. Wir gehen davon aus, dass die allgemeinen Effekte, die in unserer stilisierten Einstellung identifiziert wurden, auch in detaillierteren Modellanwendungen gelten, obwohl sie dort möglicherweise weniger sichtbar sind.

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