ESM-Regio simuliert die Energiewende in der Region Bayreuth
Wie wirken Wärmepumpen, E-Mobilität und erneuerbare Energien zusammen? Das Forschungsprojekt von FAU Erlangen-Nürnberg und Hochschule Coburg gibt Antworten.
Die Energiewende stellt Regionen vor eine komplexe Aufgabe: Strom, Wärme, Mobilität und industrielle Prozesse verändern sich gleichzeitig und beeinflussen sich zunehmend gegenseitig. Der Ausbau erneuerbarer Energien, die Verbreitung von Wärmepumpen und Elektrofahrzeugen sowie neue Speicher- und Steuerungstechnologien zeigen, dass die einzelnen Bereiche des Energiesystems nicht mehr getrennt betrachtet werden können. Für fundierte Entscheidungen zum zukünftigen Ausbau der Energieinfrastruktur braucht es daher Werkzeuge, die das Gesamtsystem in den Blick nehmen.
Kopplung von Strom, Gas, Wärme und Verkehr in einem Energiesystemmodell
Genau hier setzt das Forschungsprojekt ESM-Regio (Mehrsektorale gekoppelte Energiesystemmodellierung auf regionaler Ebene) an. Ziel ist die Entwicklung eines zeitlich hochaufgelösten Energiesystemmodells, das die vier zentralen Sektoren Strom, Gas, Wärme und Verkehr sowie die erforderlichen Schnittstellentechnologien gemeinsam abbildet. Durch die sektorübergreifende Modellierung lassen sich Wechselwirkungen analysieren und verschiedene Entwicklungs- und Ausbauszenarien realitätsnah simulieren.
Als Modellregion wurde die Stadt Bayreuth mit Teilen des umliegenden Landkreises ausgewählt. Die Region vereint städtische und ländliche Strukturen, verfügt über relevante Anteile von Gewerbe, Handel, Dienstleistungen und Industrie und bietet geeignete Voraussetzungen für wissenschaftliche Analysen. Regionale Daten, Ausbauszenarien und praxisnahe Fragestellungen bilden die Grundlage für die Entwicklung und Erprobung des Modells.
Im Mittelpunkt steht die Frage, wie sich Maßnahmen einzelner Sektoren auf das Gesamtsystem auswirken. Was passiert beispielsweise, wenn gleichzeitig viele Elektrofahrzeuge geladen, Wärmepumpen installiert und zusätzliche Photovoltaikanlagen in das Netz integriert werden? Wo entstehen Netzengpässe? Welche Kosten verursacht eine hohe Auslastung der Infrastruktur? Und welche Rolle spielen Flexibilitätsoptionen wie Batteriespeicher, steuerbare Lasten oder intelligente Energiemanagementsysteme?
Bessere Entscheidungsgrundlagen für Kommunen, Netzbetreiber und Energieversorger
Die Ergebnisse des Projekts unterstützen Kommunen, Netzbetreiber und Energieversorger dabei, Investitionen besser zu bewerten, Infrastrukturmaßnahmen gezielter zu planen und die Energiewende effizient umzusetzen. Die komponentenbasierte Modellstruktur ermöglicht zudem die Übertragung auf andere Regionen und schafft eine Grundlage für ein nachhaltiges, sektorübergreifend vernetztes Energiesystem.
Am Projekt beteiligt sind das ENERGIEregion-Mitglied Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, mit den Lehrstühlen Informatik 7 (Koordinator), Energieverfahrenstechnik, Wirtschaftsmathematik sowie Energieinformatik, und das ENERGIEregion-Mitglied Hochschule Coburg mit dem Institut für Hochspannungstechnik, Energiesystem- und Anlagendiagnose. Ergänzt wird das Konsortium durch die Energieagentur Nordbayern, die Stadtwerke Bayreuth sowie Bayern Innovativ.
Quelle: Hochschule Coburg / Redaktionell verändert durch ENERGIEregion Nürnberg e.V.
Gut zu wissen
Im Projekt "Klimapakt2030plus - Energiewende in der Metropolregion Nürnberg" wird derzeit von Universität Erlangen-Nürnberg, Hochschule Coburg und Universität Würzburg bereits an einem weiteren Simulationstool "EMN_SIM" gearbeitet, welches Zukunftsszenarien der Energieversorgung – für einzelne Kommunen und die gesamte Metropolregion Nürnberg – visualisieren soll.