Auswertung der Potenziale von Flexibilit\u00e4t durch das neuartige Modell<\/p>\n
Die zunehmende Besorgnis \u00fcber den Klimawandel und die Verbesserungen der erneuerbaren Energietechnologien f\u00fchren zum raschen Ausbau der Photovoltaik (PV) und Windkraftanlagen in Deutschland und weltweit. Diese wetterabh\u00e4ngige fluktuierende erneuerbare Energie (fEE) ist im Sinne der Nachhaltigkeit im Vorteil gegen\u00fcber den fossil befeuerten Kraftwerken, in Bezug auf ihre Systemdienlichkeit jedoch im Nachteil. Zur Gew\u00e4hrleistung der Energiebilanz dienen systemdienliche Ma\u00dfnahmen, wie z.B. der massive Ausbau der Stromnetze, die Abregelung der EE w\u00e4hrend Zeiten mit niedriger Nachfrage oder die Notbereitschaft flexibler Gaskraftwerke. Sie erfordern aber hohe Investitionen und Ressourcen f\u00fcr den Ausbau. Eine alternative Ma\u00dfnahme ist die Nutzung der Flexibilit\u00e4t auf der dezentralen Ebene des Energiesystems. Flexibilit\u00e4t bezeichnet u.a. den Einsatz von Lastmanagement, Energiespeichern oder steuerbarer Erzeugung.<\/p>\n
Flexibilit\u00e4tsoptionen, vor allem die des Lastmanagements, stammen aus diversen Prozessen und h\u00e4ngen von spezifischen Bedingungen individueller Endnutzer ab. Zudem k\u00f6nnte deren Nutzung die Kosten f\u00fcr Endnutzer erh\u00f6hen. Daher ist eine quantitative und vergleichbare Potenzialauswertung notwendig. Aus technischer Sicht sind diese Potenziale von erheblichem Ausma\u00df und deren systemweite Erschlie\u00dfung kann die Gesamtkosten sowie die Brennstoffabh\u00e4ngigkeit der Energiesysteme reduzieren. Das Ziel dieser Promotion ist es, die Untersuchung und die Nutzung der Flexibilit\u00e4tspotenziale in dezentralen Energiesystemen voranzubringen und beinhaltet folgende Aufgaben: Entwicklung eines generischen Modells zur Charakterisierung und Bewertung von Flexibilit\u00e4tsoptionen und deren Potenzialen, Auswertung der erneuerbaren Energie- und Flexibilit\u00e4tspotenziale anhand exemplarischer Endnutzer und die Analyse der Vermarktung in einer lokalen Kooperation. Die untersuchte Fallstudie besteht aus einem Industriebetrieb, einem Gewerbegebiet und verschiedenen Wohnsiedlungen.<\/p>\n
Die folgenden Punkte sind die zentralen Ergebnisse der Promotion.<\/p>\n
Verschiedene Flexibilit\u00e4tspotenziale lassen sich anhand des in der Promotion entwickelten generischen Prozessmodells untersuchen. Die Nutzung des Modells reduziert die Aufw\u00e4nde der Entwicklung eines spezifischen Modells, das nur f\u00fcr einen bestimmten Prozess geeignet ist. Die Investition in Flexibilit\u00e4tspotenziale ist besonders von Vorteil f\u00fcr Endnutzer mit fEE-Potenzialen, weil beide Potenziale sich gut erg\u00e4nzen lassen. F\u00fcr einen Industriebetrieb wird gezeigt, dass die optimale PV-Kapazit\u00e4t mit einem intelligenten Produktionsmanagement um 12% und mit eigener Wasserstofferzeugung um 28% mehr steigt. Der Flexibilit\u00e4tseinsatz in Anlehnung an Preise auf einem Strommarkt, e.g., Reduzierung der Nachfrage in Zeiten mit hohen Preisen, f\u00fchrt zu reduzierten Stromkosten. Indirekte Wirkungen dabei sind reduzierte Emissionen, Vermeidung der Netzengp\u00e4sse und erh\u00f6hte fEE-Nutzung.<\/p>\n
\u00c4hnliches wie bei fEE-Potenzialen sind Flexibilit\u00e4tspotenziale dezentral, zeitabh\u00e4ngig und r\u00e4umlich aufgeteilt. Manche flexiblen Prozesse werden von Endnutzern direkt kontrolliert und deren Betrieb wird vom Prim\u00e4rziel der jeweiligen Endnutzer bestimmt. Daher ist die Koordination eine der Herausforderungen bei der Potenzialerschlie\u00dfung. Energieversorger und\/oder Netzbetreiber k\u00f6nnen die Energiebeschaffungspreise bzw. Netzentgelte in einem Stromtarif gestalten, um Anreize f\u00fcr systemdienliches Verhalten zu schaffen oder systemgef\u00e4hrdenden Verbrauch entsprechend zu bestrafen. In diesem Mechanismus reagieren Endnutzer freiwillig ohne externe Koordination. In dezentralisierten Energiesystemen l\u00e4sst sich die Potenzialnutzung auch von einer lokalen Kooperation koordinieren. Verschiedene Teilnehmer wie Haushalte mit PV und steuerbaren Ger\u00e4ten in der Kooperation k\u00f6nnen ihre Kosten sowie Gewinne miteinander teilen. Dies kreiert Anreize lokale fEE zu nutzen und wenig Strom aus dem nationalen Netz zu importieren.<\/p>\n
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