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07. 12. 2023
Verfasst von: Moritz Elbeshausen, Sascha Koch; Karl-Kiên Cao, Robert Steinberger-Wilckens, Jan Buschmann

Energieversorgung regional und strategisch planen

Vor einem Windpark stehen Reihen von Solaranlagen auf einer Wiese. © Erich Westendarp, Pixabay
Die Energieplanung einer Region muss das Energiesystem gesamt betrachten. Ein neues Modell hilft dabei, geeignete Standorte für erneuerbare Energien zu finden, Wechselwirkungen zu erkennen und Strategien zu erstellen.

Eine zukünftige klimaneutrale Energieversorgung benötigt Standorte und Flächen in der Region für erneuerbare Energien. Zur konkreten Planung, zum Beispiel von Photovoltaik, Wasserstoff-Elektrolyseuren, Biogasanlagen und Speichern, müssen lokale und überregionale Bedarfe und Potenziale ermittelt und Szenarien erstellt werden, die das Gesamtsystem aus Mobilität, Strom- und Wärmeversorgung abbilden. Damit die beteiligten Akteure Entscheidungen leichter treffen können, entwickeln die Jade Hochschule und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt ein Modell zur strategischen Energieplanung einer Region.

Gesamtsystem mit lokalen Geodaten kombinieren

Praktisch alle Regionen in Deutschland sind heute Erzeuger von regenerativem Strom. Die klimaneutrale Deckung des Energiebedarfs in Industrie, Mobilität und Haushalten wird in Zukunft erleichtert durch die Sektoren-Kopplung. Dabei wird nicht nur die Strom- und Gasversorgung, sondern auch die Wärme- und Treibstoffversorgung mitberücksichtigt. Zur Umsetzung der Energiewende benötigen Regionen geeignete Standorte, beispielsweise für Photovoltaik, Energiespeicher, Wasserstoff-Elektrolyseure, Biogasanlagen oder geothermische Bohrungen. Mit Blick auf eine hohe lokale Nutzung regenerativer Energien müssen Kommunen das Gesamtenergiesystem berücksichtigen und die Sektoren gekoppelt betrachten, um die Energieflüsse zu optimieren.

Potenziale ermitteln, Auswirkungen veranschaulichen

Um Akteure der Energieversorgung bei der strategischen Planung und Entscheidungsfindung zu unterstützen, entwickelt ein Forschungsteam der Jade Hochschule und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt regional angepasste Energiesystemmodelle. Gefördert vom niedersächsischen Wissenschaftsministerium, stellt es die lokalen und überregionalen Auswirkungen unterschiedlicher Energieszenarien dar. Mit dem Modell wollen die Projektpartner Potenziale der regionalen klimaneutralen Energieerzeugung ermitteln und mit den vorhandenen Bedarfen abgleichen, beispielsweise den Wärmebedarf von Gebäuden oder den resultierenden Bedarf an Energiespeichern. Hierzu kombinieren sie die Szenarien für das deutsche Energiesystem aus dem angepassten REMix-Modell mit Geodaten zu Gebäuden, Leitungstrassen und Flächen.

Übersichtsdiagramm der Datenquellen, die Landkreise, Kommunen, Energieversorger, Netzbetreiber und Wirtschaft nutzen können. © Jade Hochschule & DLR
Das Cockpit fasst die lokalen und überregionalen Daten zur Energieplanung übersichtlich zusammen. In die Modelle fließen Daten zur Energieversorgung und Geodaten, zum Beispiel von Netzen und Gebäuden.

Geeignete Standorte für regenerative Energien finden

Das neu entwickelte Modell betrachtet das regionale Energiesystem und ist daher um die Ebene der Mittelspannungsnetze erweitert. Zum Beispiel ermöglicht es Aussagen über technisch und ökonomisch geeignete regionale Standorte für Wasserstoff-Elektrolyseure oder Speicher, welche dann mit Hilfe der geodatenbasierten Energieleitplanung an die Bedarfssituation angepasst werden. Darüber hinaus ermitteln die Forscherinnen und Forscher Potenziale zur Deckung des Wärmebedarfs der Region, etwa aus Abwärme, oder den Treibstoffbedarf in Industrie und Transportsektor aus lokal erzeugtem Wasserstoff. Sie bereiten ihre Ergebnisse in Form eines interaktiven Cockpits leicht nachvollziehbar zur strategischen Energieplanung auf. Dadurch erhalten Akteure die Möglichkeit, die Szenarien selbstständig anzupassen, um neue Erkenntnisse für die betrachtete Region zu generieren.

Über eine Deutschlandkarte ist als vergrößerter Ausschnitt die Karte der Wesermarsch gelegt. © Hagar66, Wikimedia, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Municipalities_in_BRA.svg
Das Forschungsteam hat das Energiesystemmodell für den Landkreis Wesermarsch eingesetzt. Hier gibt es hohe Potenziale zur regenerativen Stromerzeugung.

Entwickelte Lösung unterstützt Entscheidungen

Das Forschungsteam entwickelt dieses Modell beispielhaft für den Landkreis Wesermarsch. Aufgrund seiner hohen Potenziale zur regenerativen Stromerzeugung und der lokalen beziehungsweise in der Nähe befindlichen Energieinfrastrukturen (Offshore-Windparks, Druckluftspeicherkraftwerk) ist er ein geeignetes Anwendungsfeld. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler möchten die Forschungsergebnisse so möglichst anwendungsnah entwickeln und bereitstellen. Ihnen ist es wichtig, die Akteure vor Ort einzubinden und deren Daten und Bedürfnisse bei der Entwicklung von Szenarien zu berücksichtigen. So können Maßnahmen zur Klimaneutralität regional geplant und lokal umgesetzt werden und zum Gelingen der Energiewende beitragen. Wenn Sie als Kommune oder Unternehmen Interesse an einer Zusammenarbeit haben, nehmen Sie gerne Kontakt auf.

 

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Redaktioneller Hinweis: Dieser Text steht unter der CC BY 3.0 DE-Lizenz
Zitation: Elbeshausen, M., Koch, S., Cao, K.-K., Steinberger-Wilckens, R., & Buschmann, J. (2023). Energieversorgung regional und strategisch planen. Wissen hoch N. https://doi.org/10.60479/XYNE-2C19
Moritz Elbeshausen M. Sc.
Adresse
Jade Hochschule
Institut für Angewandte Photogrammetrie und Geoinformatik
Moritz Elbeshausen M. Sc.
Adresse
Jade Hochschule
Institut für Angewandte Photogrammetrie und Geoinformatik
Dr. Karl-Kiên Cao
Dr. Karl-Kiên Cao
Jade Hochschule, Wissens- und Technologietransfer, Oldenburg
Adresse
Ofener Str. 16/19
26121 Oldenburg
Jade Hochschule, Wissens- und Technologietransfer, Oldenburg
Adresse
Ofener Str. 16/19
26121 Oldenburg

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