PlaMES

Integrierte Planung von Multi-Energiesystemen

PlaMES Kick-Off-Meeting, 18. November 2019, Aachen.

Integrierte Planung von Multi-Energiesystemen

Die Energieversorgung steht durch die international verbreiteten, klimapolitischen Ziele zur Reduktion von Treibhausgasemissionen vor großen Herausforderungen. Benötigt werden unter anderem umfassende Planungstools zur Identifikation geeigneter Zielsysteme sowie Transitionspfade. Fraunhofer FIT, die RWTH Aachen, die Universität Bologna, Optit S.R.L. und der türkische Netzbetreiber OEDAS entwickeln daher im H2020-Projekt »PlaMES« Methoden für die holistische Planung von multimodalen Energiesystemen.

Die abgezielte Dekarbonisierung der Wirtschaft erfordert eine Transformation der bislang wesentlich fossilen Erzeugung zu einer erneuerbaren Erzeugung, geprägt von Photovoltaik, Wind, Wasserkraft und Biogas / Biomasse. Aufgrund der Beschränkung der erneuerbaren Erzeugung auf den Stromsektor muss für eine sektorenübergreifende Dekarbonisierung eine zunehmende Elektrifizierung von flexiblen und Verbrauchsanlagen erfolgen. Die mit der erneuerbaren Erzeugung und sektorenübergreifende Elektrifizierung einhergehende Dezentralisierung der Energieversorgung stellt wiederum die bestehende Versorgungsinfrastruktur vor neuen Herausforderungen. Insgesamt resultiert für nachhaltige Energiesysteme eine grundsätzlich neue und komplexe Planungsaufgabe.

Entwicklung von integrierten Planungsverfahren für nachhaltige Energiesysteme

Ziel des H2020-Forschungsprojekts »PlaMES« ist es daher, Methoden für die integrierte Planung von multimodalen, nachhaltigen Energiesystemen zu entwickeln. Die Formulierung des unterliegenden Optimierungsproblems sieht zunächst die Identifikation aller relevanten technischen Energiesystemkomponenten und Freiheitsgrade vor. Insbesondere gilt es, die Wechselwirkungen zwischen Anlagen- und Infrastrukturausbau sowie innovativer Betriebsführungsstrategien explizit zu berücksichtigen. Darüber hinaus sollen die exogenen Rahmenbedingungen, wie der rechtlich-regulatorische Rahmen oder prognostizierte Preisentwicklungen, erfasst werden. Anhand geeigneter mathematischer Methoden soll weiter das resultierende Optimierungsproblem zerlegt und effiziente Solver entwickelt werden. Schließlich soll ein paneuropäischer Untersuchungsrahmen erstellt werden, der auf eine umfassende repräsentative Datengrundlage für die Modellierung europäischer Energiesysteme beruht. Die exemplarische Anwendung des entwickelten Verfahrens ermöglicht die Evaluation des ökonomischen Mehrwerts einer integrierten Energiesystemplanung für die Erreichung der Klimaziele im europäischen Kontext.

Aufgaben des Fraunhofer FIT

Die Abteilung »Digitale Energie« des Fraunhofer FIT arbeitet in »PlaMES« schwerpunktmäßig am Aufbau der Datengrundlage für den Untersuchungsrahmen sowie an der Durchführung und Evaluation exemplarischer Anwendungen des Planungsverfahrens.