Thermische und Elektrische Energiespeicher im Energiemanagement von Siedlungsstrukturen - Entwicklung einer generischen Methode zur Prognose des Speicherpotentials in urbanen Räumen anhand von Fallbeispielen
Energiespeicher sind ein zentraler Baustein für die Energiewende in der Bundesrepublik Deutschland. Das dargebotsabhängige Energieangebot von Windkraft und Photovoltaik kann durch den Einsatz von Energiespeichern ausgeglichen werden. Für die Gewährleistung einer stets sicheren und vollständigen Versorgung werden einerseits überschüssige Energiemengen zwischengespeichert. Andererseits können verbleibende „residuale“ Anteile zusätzlich aus Energiespeichern gedeckt werden.
Im Rahmen dieser Promotion wird eine generische Methode entwickelt, mit der das derzeitige und künftige Potential thermischer und elektrischer Energiespeicher in urbanen Gebieten prognostiziert werden kann.
Zunächst werden relevante Speichertechnologien bestimmt sowie die Interessen der inolvierten Akteure beim Speicherausbau formuliert. Im Anschluss werden die Erzeuger- und Verbrauchsstrukturen von Strom- und Wärmeenergie innerhalb eines konkreten Stadtquartiers analysiert. Die Daten relevanter Untersuchungsgebiete für den Ausbau von thermischen und elektrischen Energiespeichern werden in ein Strukturoptimierungstool überführt. Nach der Bestimmung konkreter Optimierungsszenarien wird eine Simulationsstudie erstellt, die sowohl den konkreten örtlichen Ausbau der Speicherkapazitäten als auch den stündlichen Betrieb der Energiespeicher berechnet.
Heute und künftig mögliche Ausbauszenarien von thermischen und elektrischen Energiespeichern werden anhand der Ergebnisse der Simulationsstudie techno-ökonomisch bewertet. Darauf basierend können Handlungsempfehlungen für Kommunen, Fernwärmebetreiber und Gebäudeeigentümer ausgesprochen werden.