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
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Installierte Speicherkapazität für verschiedene Szenarien:
Szenario 1: Weiter so.
Szenario 2: Verkehr rein elektrisch.
Szenario 3: Verkehr mit Wasserstoff.
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