Publikationen - Netze für Erneuerbare Energien

Daniel Mertens,
"Systemsimulation von Speichern für Dunkelflauten
in Deutschland",
Masterarbeit TH-Köln, 11.9.2023.

Das Ziel dieser Arbeit ist, ein Energiesystem zu beschreiben, das vollständig klimaneutral ist, rein auf regenerative Quellen setzt und trotz Fluktuation dieser auch während Dunkelflauten die Energieversorgung in allen Sektoren sicherstellt. Damit können sich Prognosen über die zu installierenden Leistungen und Speicherkapazitäten, sowie deren Kosten treffen lassen.
Dazu wurde ein Modell für ein vereinfachtes Energiesystem für die nachhaltige Energieversorgung Deutschlands erstellt und mithilfe der Open-Source-Software PyPSA über einen Betrachtungszeitraum von drei Jahren in stündlicher Auflösung simuliert.
Für ein erstes Simulationsszenario werden die Verbräuche analog zum gewählten Referenzjahr 2019 angenommen. In einem zweiten Szenario wird angenommen, dass der Verkehrssektor vollständig elektrisch fährt. In einem dritten Szenario wird angenommen, dass Teile des Sektors elektrisch, andere wasserstoffbasiert fahren.
Je nach Szenario ergibt sich ein durchschnittlicher Strombedarf von 1845 TWh/a bis 3388 TWh/a. Dabei wird eine Gesamtspeicherkapazität von 116 TWh bis 245 TWh benötigt. Es ergeben sich Gesamtsystemkosten von 126 Mrd.€/a bis 285 Mrd.€/a.
Es lässt sich zusammenfassend festhalten, dass ein Verzicht auf fossile Kraftstoffe im Verkehrssektor, Energieeinsparmaßnahmen, der Ausbau von PV, Windenergie, sowie Kurzzeitspeichern wie Batterien und Pumpspeichern und Langzeitspeichern wie Wasserstoff-Kavernen die wohl wirksamsten Hebel zum Erreichen eines klimaneutralen, nachhaltigen Energiesystems in Deutschland sind.

Downloads

> Abschlussarbeit: PDF-Dokument (4.9 MB)

> Abschlusspräsentation: PDF-Dokument (1.3 MB)

> Ergänzende Diagramme zur Abschlusspräsentation: PDF-Dokument (1.6 MB)

Thema

> Speicher

> 100% Erneuerbare Energien