Enhancing security of supply in the European electricity system under climate change uncertainty

Abstract

Der anthropogene Klimawandel verändert das globale Klima und gefährdet die Versorgungssicherheit zukünftiger Energiesysteme. Diese Arbeit untersucht, wie der Klimawandel und die damit verbundenen Unsicherheiten in die Energiesystemplanung integriert werden können. In der Literatur werden Einflüsse des Klimawandels auf Energiesysteme bisher nur unzureichend berücksichtigt. Daher werden in dieser Arbeit ein Open-Source-Tool zur Umwandlung von Klimadaten in Inputdaten für Energiesystemmodelle sowie eine Zeitreihen-Clustering-Methode entwickelt, die auf die Erhöhung der Versorgungssicherheit unter Klimaunsicherheiten ausgelegt ist. Anschließend wird ein Modell des europäischen Stromsystems unter 36 Klimaszenarien optimiert. Im Vergleich zu gängigen Methoden steigt die Versorgungssicherheit um mindestens 94 % bei moderaten Mehrkosten. Die Arbeit empfiehlt daher, Klimawandelunsicherheiten in der Energiesystemplanung zu berücksichtigen, um zukünftige Versorgungssicherheit sicherzustellen.Anthropogenic climate change is altering the global climate. This threatens the security of supply of future energy systems. This thesis examines how climate change and the associated uncertainties can be taken into account in the planning of energy systems. The literature does not adequately address the impact of climate change on energy systems. Therefore, an open-source tool for converting climate data into input data for energy system models is developed, along with a novel time series clustering method specifically designed to increase security of supply under climate uncertainties. Finally, a model of the European electricity system is optimized under 36 climate scenarios. Compared to standard methods, security of supply is increased by 94% with a moderate increase in system costs. This work therefore recommends taking climate change uncertainties into account in order to ensure security of supply in the future