Auswertung der Potenziale von Flexibilit\u00e4t durch das neuartige Modell<\/p>\n
Die zunehmende Besorgnis \u00c3\u00bcber den Klimawandel und die Verbesserungen der erneuerbaren Energietechnologien f\u00c3\u00bchren zum raschen Ausbau der Photovoltaik (PV) und Windkraftanlagen in Deutschland und weltweit. Diese wetterabh\u00c3\u00a4ngige fluktuierende erneuerbare Energie (fEE) ist im Sinne der Nachhaltigkeit im Vorteil gegen\u00c3\u00bcber den fossil befeuerten Kraftwerken, in Bezug auf ihre Systemdienlichkeit jedoch im Nachteil. Zur Gew\u00c3\u00a4hrleistung der Energiebilanz dienen systemdienliche Ma\u00c3\u0178nahmen, wie z.B. der massive Ausbau der Stromnetze, die Abregelung der EE w\u00c3\u00a4hrend Zeiten mit niedriger Nachfrage oder die Notbereitschaft flexibler Gaskraftwerke. Sie erfordern aber hohe Investitionen und Ressourcen f\u00c3\u00bcr den Ausbau. Eine alternative Ma\u00c3\u0178nahme ist die Nutzung der Flexibilit\u00c3\u00a4t auf der dezentralen Ebene des Energiesystems. Flexibilit\u00c3\u00a4t bezeichnet u.a. den Einsatz von Lastmanagement, Energiespeichern oder steuerbarer Erzeugung.<\/p>\n
Flexibilit\u00c3\u00a4tsoptionen, vor allem die des Lastmanagements, stammen aus diversen Prozessen und h\u00c3\u00a4ngen von spezifischen Bedingungen individueller Endnutzer ab. Zudem k\u00c3\u00b6nnte deren Nutzung die Kosten f\u00c3\u00bcr Endnutzer erh\u00c3\u00b6hen. Daher ist eine quantitative und vergleichbare Potenzialauswertung notwendig. Aus technischer Sicht sind diese Potenziale von erheblichem Ausma\u00c3\u0178 und deren systemweite Erschlie\u00c3\u0178ung kann die Gesamtkosten sowie die Brennstoffabh\u00c3\u00a4ngigkeit der Energiesysteme reduzieren. Das Ziel dieser Promotion ist es, die Untersuchung und die Nutzung der Flexibilit\u00c3\u00a4tspotenziale in dezentralen Energiesystemen voranzubringen und beinhaltet folgende Aufgaben: Entwicklung eines generischen Modells zur Charakterisierung und Bewertung von Flexibilit\u00c3\u00a4tsoptionen und deren Potenzialen, Auswertung der erneuerbaren Energie- und Flexibilit\u00c3\u00a4tspotenziale 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\u00c3\u00a4tspotenziale lassen sich anhand des in der Promotion entwickelten generischen Prozessmodells untersuchen. Die Nutzung des Modells reduziert die Aufw\u00c3\u00a4nde der Entwicklung eines spezifischen Modells, das nur f\u00c3\u00bcr einen bestimmten Prozess geeignet ist. Die Investition in Flexibilit\u00c3\u00a4tspotenziale ist besonders von Vorteil f\u00c3\u00bcr Endnutzer mit fEE-Potenzialen, weil beide Potenziale sich gut erg\u00c3\u00a4nzen lassen. F\u00c3\u00bcr einen Industriebetrieb wird gezeigt, dass die optimale PV-Kapazit\u00c3\u00a4t mit einem intelligenten Produktionsmanagement um 12% und mit eigener Wasserstofferzeugung um 28% mehr steigt. Der Flexibilit\u00c3\u00a4tseinsatz in Anlehnung an Preise auf einem Strommarkt, e.g., Reduzierung der Nachfrage in Zeiten mit hohen Preisen, f\u00c3\u00bchrt zu reduzierten Stromkosten. Indirekte Wirkungen dabei sind reduzierte Emissionen, Vermeidung der Netzengp\u00c3\u00a4sse und erh\u00c3\u00b6hte fEE-Nutzung.<\/p>\n
\u00c3\u201ehnliches wie bei fEE-Potenzialen sind Flexibilit\u00c3\u00a4tspotenziale dezentral, zeitabh\u00c3\u00a4ngig und r\u00c3\u00a4umlich aufgeteilt. Manche flexiblen Prozesse werden von Endnutzern direkt kontrolliert und deren Betrieb wird vom Prim\u00c3\u00a4rziel der jeweiligen Endnutzer bestimmt. Daher ist die Koordination eine der Herausforderungen bei der Potenzialerschlie\u00c3\u0178ung. Energieversorger und\/oder Netzbetreiber k\u00c3\u00b6nnen die Energiebeschaffungspreise bzw. Netzentgelte in einem Stromtarif gestalten, um Anreize f\u00c3\u00bcr systemdienliches Verhalten zu schaffen oder systemgef\u00c3\u00a4hrdenden Verbrauch entsprechend zu bestrafen. In diesem Mechanismus reagieren Endnutzer freiwillig ohne externe Koordination. In dezentralisierten Energiesystemen l\u00c3\u00a4sst sich die Potenzialnutzung auch von einer lokalen Kooperation koordinieren. Verschiedene Teilnehmer wie Haushalte mit PV und steuerbaren Ger\u00c3\u00a4ten in der Kooperation k\u00c3\u00b6nnen 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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