Energiepotenziale und Versorgungspfade
Über
Die Transformation hin zu einem treibhausgasneutralen Energiesystem erfordert global eine massive Nutzung erneuerbarer Ressourcen, welche erneuerbare Energien und ihre Folgeprodukte umfassen. Die Integration und Verknüpfung dieser Ressourcen in globale Versorgungspfade führt zu Herausforderungen für die Versorgungssicherheit. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen ist insbesondere die Frage zu beantworten, wo existiert verlässlich zu welchem Zeitpunkt welches Potenzial erneuerbarer Ressourcen und wie können Angebot und Bedarf in einem globalen Energiesystem bestmöglich verknüpft werden?
Forschungsthemen
Die Forschungsgruppe Energiepotenziale & Versorgungspfade beschäftigt sich vor diesem Hintergrund insbesondere mit dem weltweiten Ausbau und Austausch erneuerbarer Energien und ihrer Folgeprodukte wie z.B. grünem Wasserstoff. Hierzu kommen neu entwickelte und bestehende techno-ökonomische, räumlich und zeitlich hochaufgelöste Systemmodelle aus der Modellsuite ETHOS zum Einsatz, die u.a. einen Vergleich verschiedener Prozessketten und ihrer Kombinationen ermöglichen sowie Importoptionen für Deutschland und Europa umfassen. Die Analysen fokussieren dabei auf energetische und stoffliche Versorgungssicherheit unter sozio-technischen Rahmenbedingungen und zielen somit auf die Identifikation robuster Versorgungspfade als Entscheidungsunterstützung für Politik und Wirtschaft ab.
Teammitglieder
Forschungsfelder
Potenziale Erneuerbarer Ressourcen
Unsere Potenzialanalysen erneuerbarer Ressourcen erfolgen vor allem mit zwei Modellen, GLAES und RESkit, aus der Modellsuite ETHOS. Mittels GLAES werden sowohl anhand von dutzenden sozio-technischen Kriterien die verfügbaren Landflächen analysiert, als auch erneuerbare Energieanlagen standortscharf platziert. Für jeden dieser Standorte weltweit werden mit RESkit unter Verwendung neuester Wetterdaten das beste Design der Energieanlagen und die Zeitreihen der Stromeinspeisung berechnet. Dies erfolgt über verschiedene Wetterjahre hinweg, um den Einfluss von Wetterjahren auf die Versorgungssicherheit integriert betrachten zu können. Diese zeitlich und räumlich hochaufgelösten Potenziale erneuerbarer Ressourcen werden für die Verwendung in weiteren Systemmodellen, wie z.B. FINE.NESTOR, EUROPOWER oder FINE.Infrastructure, geeignet aggregiert, wozu u.a. Methoden der Gruppe Komplexe Energiesystemmodelle und Datenstrukturen eingesetzt werden. Daneben finden diese Potenziale u.a. Eingang in die Erstellung eines grünen Wasserstoff-Atlasses für Westafrika und das südliche Afrika im H2-Atlas-Africa (https://www.h2atlas.de/de/) Projekt.
Globale Versorgungspfade
Die Potenziale erneuerbarer Ressourcen sind weltweit verteilt. Sie befinden sich damit nicht immer in regionaler und zeitlicher Nähe zu den Nachfragen. Auch unterscheiden sich die Voraussetzungen für den Ausbau erneuerbarer Ressourcen global stark. Deswegen werden von uns Versorgungspfade global gedacht und analysiert. Hierzu gehören auch Analysen von globalen Versorgungspfade für grünen Wasserstoff, die sowohl als Kosten-Potenzialkurven des Imports von grünem Wasserstoff nach Deutschland in der Gruppe Integrierte Transformationsstrategien als auch in Projekten wie ES2050 oder ETSAP-DE zum Einsatz kommen. Die Besonderheit dabei ist die technische Detailtiefe und räumliche sowie zeitliche hohe Auflösung ohne die keine belastbaren Ergebnisse erzielt werden können. Diesen hohen Detailgrad und die damit einhergehende Komplexität können wir nur mithilfe unseres institutseigenen Rechenclusters sowie ggf. den Jülich Supercomputern berechnen.
Letzte Änderung: 20.08.2023