Wärmesektor - Gesamtsystemuntersuchung des Energienetzes bei steigender regenerativer Erzeugung mit Analyse der Sektorkopplung

Projektleitung:

 Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Laufzeit: 01.12.2016- 30.09.2020

Das Ziel der Europäischen Union zur Reduzierung der CO2-Emissionen bis 2050 um 80 % gegenüber 1990 erfordert unter anderem einen Ausbau der regenerativen Stromerzeugungskapazitäten. Hierbei ist zu beachten, dass das Ziel der Emissionsminderung sich nicht nur auf den Stromsektor bezieht, sondern auf die gesamten, nationalen CO2-Emissionen. Dies hat zur Folge, dass auch in anderen CO2-emittierenden Sektoren Maßnahmen unternommen werden müssen, um die Emissionen weit genug zu senken.

Hierfür soll im Zuge dieses Projektes das Zusammenspiel der Sektoren Strom, Wärme und Mobilität sowie die hierbei notwendige Speicherung überschüssiger Energie untersucht werden. Insbesondere eine zukünftige Versorgung mit einem steigenden regenerativen Anteil soll untersucht werden.

Sektorkopplung im Energienetz bei steigender regenerativer Erzeugung

In den Sektoren Wärme und Mobilität ist der Anteil der regenerativen Erzeuger im Vergleich zu dem Anteil im Stromsektor gering und eine Steigerung der regenerativen Anteile für das Erreichen der Zielvorgaben ist in diesen Sektoren unabdingbar. Ein Zusammenspiel der drei Sektoren kann bewirken, dass die regenerativen Anteile in diesen beiden Sektoren steigen. Insbesondere die Elektrifizierung dieser Bereiche, z. B. in Form von Wärmepumpen und E-Mobilität, kann ein Weg sein deren CO2-Emissionen zu senken.

Dieses Teilprojekt beschäftigt sich vorrangig mit der Integration von fluktuierenden regenerativen Energien in den dezentralen Wärmesektor. Es sollen Szenarien und Ausbaupfade bestimmt werden, die mit Hinblick auf die gesetzten Klimaschutzziele bis zum Jahr 2050 eine entsprechende Emissionssenkung ermöglichen. Dabei stehen die Auswirkungen und Beziehungen zu den anderen Sektoren Strom und Mobilität im Fokus der Untersuchung. Der Einsatz von Speichern sowie insbesondere die Elektrifizierung des Wärmesektors mittels Wärmepumpen und weiteren Power-to-Heat-Prozessen spielen hierbei eine kritische Rolle, da diese eine effektive und kostengünstige Möglichkeit zur Nutzung der Erneuerbaren Energien bietet. Ebenso sektorenübergreifende Synergieeffekte über die Power-to-Gas Technologie, die eine langzeitige Speicherung von überschüssigem Strom als Gas ermöglicht, werden intensiv untersucht.