Multi-Sektor-Kopplung - Modellbasierte Analyse der Integration erneuerbarer Stromerzeugung durch die Kopplung der Stromversorgung mit dem Wärme-, Gas- und Verkehrssektor

Im Projekt MuSeKo wird der kombinierte Einsatz unterschiedlicher Flexibilitäten und Sektorenkopplungen in einem künftigen Energiesystem mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien modellbasiert untersucht. Die Analyse erfolgt mit einem zeitlich und räumlich aufgelösten, techno-ökonomischen Ansatz. Anhand dessen Ergebnissen werden unterschiedliche energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen im Hinblick auf Investitionen und den Anlageneinsatz bewertet. Der Neuheitswert des Projekts liegt einerseits in der Fokussierung auf die Ausgestaltung der Kopplung von Strom- und Gassystem und andererseits auf der Kombination der gesamtwirtschaftlichen mit der betriebswirtschaftlichen Perspektive. Die Projektergebnisse zeigen einerseits die Chancen einer engeren Verzahnung der Strom-, Wärme- und Gasversorgung, und andererseits die damit einhergehenden regulatorischen Herausforderungen für die Anreizung systemdienlicher Investitionen und Anlageneinsätze. Die Arbeiten bieten in den erweiterten Methoden und erhobenen Daten eine wichtige Grundlage zur weiteren Erforschung der Umsetzung der flexiblen Sektorenkopplung in der Energiewende

Integrating system and operator perspectives for the evaluation of power-to-gas plants in the future German energy system

In which way, and in which sectors, will renewable energy be integrated in the German Energy System by 2030, 2040, and 2050? How can the resulting energy system be characterised following a −95% greenhouse gas emission reduction scenario? Which role will hydrogen play? To address these research questions, techno-economic energy system modelling was performed. Evaluation of the resulting operation of energy technologies was carried out from a system and a business point of view. Special consideration of gas technologies, such as hydrogen production, transport, and storage, was taken as a large-scale and long-term energy storage option and key enabler for the decarbonisation of the non-electric sectors. The broad set of results gives insight into the entangled interactions of the future energy technology portfolio and its operation within a coupled energy system. Amongst other energy demands, CO2 emissions, hydrogen production, and future power plant capacities are presented. One main conclusion is that integrating the first elements of a large-scale hydrogen infrastructure into the German energy system, already, by 2030 is necessary for ensuring the supply of upscaling demands across all sectors. Within the regulatory regime of 2020, it seems that this decision may come too late, which jeopardises the achievement of transition targets within the horizon 2050

Kurzstudie zur Rolle der KWK in der Energiewende: März 2018

Die Energiewende ist im Strombereich bereits weit fortgeschritten und auch im Wärmebereichsind große Veränderungen unabdingbar, um die Klimaziele zu erfüllen. Die vorliegende „Kurzstudie zur Rolle der KWK in der Energiewende“ ist aus der Erkenntnis motiviert, dass diese Veränderungen in den Sektoren Strom und Wärme zwangsweise einen großen Einfluss auf die Betriebsweise oder sogar die Existenzberechtigung der Kraft-Wärme-Kopplung als zentrale Sektorkopplungstechnologie haben. Dieser Einfluss soll, auch im Vergleich zum Einsatz der elektrischen Wärmepumpen, welche eine andere Art von Kopplung der Sektoren Strom und Wärme darstellen, untersucht werden. Für die Versorgung mit Niedertemperaturwärme in den Bereichen private Haushalte (PHH)und Gewerbe, Handel und Dienstleistungen (GHD) werden Wärmepumpen in der Zukunft eine deutlich größere Rolle einnehmen. Diese Rolle wird in einigen Studien als zentral für die Wärmeversorgung angesehen, mit der Begründung, dass Wärmepumpen mit Strom aus Erneuerbaren Quellen betrieben werden. Dabei wird allerdings oft nicht ausreichendhinterfragt, zu welchen Zeiten und in welchen Mengen der Strom aus Erneuerbaren Quellentatsächlich zur Verfügung steht. Einige Auswirkungen, die eine solche „Wärmepumpen-Strategie“ auf den Strommarkthaben würde, sollen deshalb anhand dieser Studie mit den Auswirkungen einer alternativen „KWK-Strategie“ verglichen werden, in der ein sehr hoher Anteil des Wärmebedarfes von KWK-Systemen, die neben KWK-Anlagen auch Großwärmepumpen und Elektrokesselbeinhalten, bereitgestellt wird. Als Basis für diese beiden Extrem-Szenarien dient dabei ein Referenz-Szenario, welches auf Ergebnissen von umfangreichen, im DLR-Institut für Technische Thermodynamik durchgeführten Modellierungen aufbaut (siehe Kapitel 3.1). Das Referenz-Szenario basiert dabei auf einer moderaten Entwicklung der KWK und der dezentralen Wärmepumpen sowie einem vergleichsweise moderaten Ausbau der fluktuierenden Erneuerbaren Energien(„Base50“, vergleiche Abbildung 5). Da einerseits der im Wärmepumpen-Szenario deutlichstärkere Wärmepumpenausbau erheblich mehr Strom benötigt und um andererseits für beide Szenarien einen zusätzlichen Vergleichsmaßstab für einen möglichen weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien zu bekommen, wird jeweils in einer weiteren Szenariovariante („EE50“) ein stärkerer Ausbau der fluktuierenden Erneuerbaren Energien angenommen. Allen Szenarien gemeinsam ist, dass sie einen Zeitraum beschreiben, der einem Jahr in einem „fortgeschrittenen Stadium der Energiewende“ entspricht. In den Berechnungen des DLR wird dieses Stadium im Jahr 2050 erreicht. Ob dies in der Praxis dann früher oderspäter der Fall ist, ist für die Ergebnisse dieser Arbeit nicht entscheidend

Wissenschaftliche Begleitung des "Effizienzhaus Plus" von HO-Immobilien, Bremen: Endbericht nach 2 Betriebsjahren

Der vorliegende Bericht betrifft die ersten zwei Jahre nach Fertigstellung des „Effizienz-haus Plus“ in Bremen der Fa. HO Immobilien (Achim). In diesen zwei Jahren wurde der Betrieb wissenschaftlich begleitet. Diese Begleitung wurde vom Bundesbauministerium über das Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung gefördert. Der Berichtszeitraum umfasst die Zeit vom 1.9.2012 bis 31.8.2014

Nachdämmung ("Aufdoppelung") alter Wärmedämmverbundsysteme an Wohngebäuden

Um die Klimaschutzziele zu erreichen, müssen Millionen Gebäude modernisiert werden. Viele Gebäude weisen eine schlechte Dämmqualität auf. Eine Verbesserung auch bereits gedämmter Außenwände ist nötig. Ziele und Aufgaben der Studie waren die Ermittlung der Randbedingungen, Potenziale, Erfahrungen und die Wirtschaftlichkeit der Aufdoppelung älterer Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) an Wohngebäuden. Pro m² Bauteilfläche Außenwand (Alt-WDVS)können durch eine Aufdoppelung ca. 22 kWh/(m²*a) an Endenergie eingespart werden. Es besteht ein realistisches Potential von ca. 417 Mio. m² aufdoppelbarer Wandfläche. Wenn diese Fläche im Jahr 2030 auggedoppelt sein würde, würde gegenüber dem Stand von 2015 eine Endenergieeinsparung von ca. 9,2 TWh pro Jahr erzielbar sein. Die Erfahrungen von Wohnungsgesellschaften mit Aufdoppelungen zeigen, dass diese technisch möglich ist und auf Akzeptanz stößt. Im Zuge von Aufdoppelungen können sowohl die Gestaltung als auch der Brandschutz verbessert werden