Gebäude als intelligenter Baustein im Energiesystem. Lastmanagement-Potenziale von Gebäuden im Kontext der zukünftigen Energieversorgungsstruktur in Deutschland. Abschlussbericht.

Gebäude als intelligenter Baustein im Energiesystem. Lastmanagement-Potenziale von Gebäuden im Kontext der zukünftigen Energieversorgungsstruktur in Deutschland. Abschlussbericht. von Atabay,  Dennis, Auer,  Thomas, De-Borja-Torrejón,  Manuel, Dornmair,  Rita, Hamacher,  Thomas, Kuhn,  Philipp, Maderspacher,  Johannes, Sänger,  Florian, Wagner,  Ulrich
In Deutschland wird der Ausbau erneuerbarer Energieerzeugung gefördert, wodurch neue Herausforderungen für das Stromsystem entstehen. Um die zeitlich schwankende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien (EE) nutzen zu können, wird unter anderem der Ansatz verfolgt, den Verbrauch an die Erzeugung anzupassen. Die Raumheizung von Gebäuden verspricht hierfür Potenzial. Das Lastmanagement-Potenzial von Gebäuden wird in diesem Projekt untersucht. Im Rahmen des Projekts wurde der Einfluss der elektrischen Wärmeerzeugung in Gebäuden auf das Stromsystem mit gekoppelten Simulationsmodellen untersucht. Die resultierenden Ergebnisse wurden hinsichtlich Zusammensetzung der Stromerzeugung, Ausbau und Verhalten von großtechnischen Speicheranlagen und Entwicklung von CO2-Emissionen untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Bereitstellung von Flexibilität durch am Strommarkt orientiert betriebene Heizpatronen in Endkundenheizsystemen

Bereitstellung von Flexibilität durch am Strommarkt orientiert betriebene Heizpatronen in Endkundenheizsystemen von Lange,  Jelto
Zur Reduktion energiebedingter Treibhausgasemissionen werden in Deutschland Windkraft- und Photovoltaikanlagen intensiv ausgebaut. Die Stromerzeugung wird dadurch zunehmend abhängiger vom Energiedargebot von Sonne und Wind und somit immer volatiler. Infolgedessen bedarf es einer weitergehenden Flexibilisierung des Energiesystems, um fluktuierend verfügbare Energiemengen möglichst umfassend nutzen zu können. Vor diesem Hintergrund wird in dieser Studie ein sektorenübergreifendes Konzept der Nachfrageflexibilisierung einschließlich eines Betriebs- und Steuerungsansatzes entwickelt, demonstriert und bewertet. Das Konzept sieht eine Installation von Heizpatronen in vorhandenen thermischen Energiespeichern von Endkundenhaushalten vor, die flexibel und situativ andernfalls ungenutzte elektrische Energiemengen verwenden können. Die dadurch in das Heizsystem eingebrachte thermische Energie substituiert ansonsten für Heizzwecke eingesetzte fossile Energieträger und unterstützt damit die Reduktion von Treibhausgasemissionen im Wärmesektor. Das hier entwickelte Betriebs- und Steuerungskonzept orientiert sich am Strommarkt, indem es anhand von Börsenstrompreisen über den Heizpatroneneinsatz entscheidet. Die Partizipation am Strommarkt erfordert wiederum, dass der Heizpatronenbetrieb unter Berücksichtigung der zeitlichen Rahmenbedingungen des Stromhandels verlässlich geplant und realisiert werden kann. Hierfür identifiziert das entwickelte Steuerungskonzept zuerst mit Hilfe von Strompreisprognosen sinnvolle Betriebszeiten. Darauf aufbauend werden unter Nutzung von im jeweiligen Heizsystem erfassten Messdaten vorausschauend die realisierbaren Nachfragepotenziale berechnet, die anschließend am Strommarkt gehandelt werden können. Der entwickelte Ansatz wird auf der Basis von Messdaten und Ergebnisse aus einer Demonstrationsphase eines Heizpatronenbetriebs konzeptionell validiert. Dabei zeigt sich, dass der Heizpatronenbetrieb mithilfe des entwickelten Konzeptes verlässlich geplant und damit strommarktadäquat realisiert werden kann. Die anschließende simulationsgestützte Bewertung des Konzeptes zeigt darüber hinaus, dass ein am Strommarkt orientierter Betrieb von Heizpatronen eine Verwendung potenziell ungenutzter Energiemengen in einem energiewirtschaftlich relevanten Umfang ermöglichen und damit aktiv zu einer Einsparung von Treibhausgasemissionen im Wärmesektor beitragen könnte.
Aktualisiert: 2023-04-06
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Photovoltaik – ABC

Photovoltaik – ABC von Bauernfeind,  Andreas
In dem Ratgeber werden die Vorteile der Photovoltaik sowie diverse Begriffe kurz und verständlich erklärt. Außerdem gibt es einen Link zu einem Onlinetool, wo man das eigene Dach mit Photovoltaikmodulen belegen kann und sehen ob sich das lohnt. Anschließend kann man sich ein Angebot von einer Installationsfirma einholen. Dabei werden alle fachlichen Belange berücksichtigt damit alles Normgerecht ist.
Aktualisiert: 2023-03-16
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Photovoltaik – ABC

Photovoltaik – ABC von Bauernfeind,  Andreas
In dem Ratgeber werden die Vorteile der Photovoltaik sowie diverse Begriffe kurz und verständlich erklärt. Außerdem gibt es einen Link zu einem Onlinetool, wo man das eigene Dach mit Photovoltaikmodulen belegen kann und sehen ob sich das lohnt. Anschließend kann man sich ein Angebot von einer Installationsfirma einholen. Dabei werden alle fachlichen Belange berücksichtigt damit alles Normgerecht ist.
Aktualisiert: 2023-03-16
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Beitrag des Wärmesektors zur Reduzierung der CO2-Emissionen in Energiesystemen mit Sektorenkopplung

Beitrag des Wärmesektors zur Reduzierung der CO2-Emissionen in Energiesystemen mit Sektorenkopplung von Zimmermann,  Tobias
In der vorliegenden Arbeit wird ein detailliertes Modell des deutschen Wärmesektors entwickelt. Ausgehend vom Basisjahr 2015 können Szenarien für die Transformation des Wärmesektors bis zum Zieljahr 2050 simuliert und untersucht werden. Für alle Ergebnisse wird dabei stets eine hohe regionale und zeitliche Auflösung erreicht. Weiterführend ist das Modell in ein Gesamtsystemmodell integriert, um die Auswirkungen der Entwicklung im Wärmesektor für das gekoppelte Energiesystem zu analysieren. Die Ergebnisse der betrachteten Szenarien zeigen, dass der Rückgang von Heizöl und Kohle als Energieträger zur Wärmeerzeugung bereits deutliche CO2-Emissionsminderungen hervorruft. Weiterhin wirkt sich ein hoher Grad der Elektrifizierung und besonders die damit verbundene Nutzung effizienter Wärmepumpen positiv auf den Rückgang der CO2-Emissionen aus. Jedoch wird nur bei sehr ambitionierten Entwicklungen im Wärmesektor der Zielkorridor der Bundesregierung in Bezug auf die CO2-Emissionsminderung erreicht, eine Weiterführung der aktuellen Trends ist unzureichend. Es zeigt sich zudem, dass der Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugungskapazitäten nach dem Netzentwicklungsplan 2030 nicht ausreicht, wenn in den Sektoren Wärme und Verkehr der Strombedarf bedingt durch die Elektrifizierung stark ansteigt.
Aktualisiert: 2023-01-01
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7. Sammelband Nachhaltigkeitsmanagement: Ökonomische Aspekte des nachhaltigen Wirtschaftens

7. Sammelband Nachhaltigkeitsmanagement: Ökonomische Aspekte des nachhaltigen Wirtschaftens von Witte,  Frank
Die Elektromobilität ist ein integraler Bestandteil für die nachhaltige Umgestaltung der Mobilität. Als neue effiziente Form der Mobilität leistet sie einen maßgeblichen Beitrag zur Erreichung von Klimaschutzzielen. In Deutschland befindet sich die Elektromobilität jedoch in einer frühen Marktphase. Um einen schnellen Markthochlauf von Elektromobilität zu erreichen, ist der Ausbau einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur erforderlich. Nur eine flächendeckende Ladeinfrastruktur führt zu einer weitreichenden Kundenakzeptanz und Nachfrage nach Elektrofahrzeugen. Der Markthochlauf für Elektrofahrzeuge ist wiederum ein entscheidender Anreiz dafür, ob Akteure mit wirtschaftlichen Interessen in Ladeinfrastrukturausbau investieren. So bedingen sich zum einen der Markthochlauf der Elektrofahrzeuge und der Ausbau der Ladeinfrastruktur. Neben dem Klimavorteil, den Elektromobilität mit sich bringt, stellt sich aus Investorensicht die Frage, ob es wirtschaftliche Anreize für den Ausbau notwendiger Ladeinfrastruktur gibt. Um diese Frage zu beantworten, gilt es zu untersuchen, ab wann sich die Investition für die Inbetriebnahme einer Ladesäule amortisiert und welche Abrechnungsmodelle besonders wirtschaftlich sind. Bei dieser Betrachtung können zudem Förderungszuwendungen von der Bundesregierung miteinbezogen werden, die als Anreize für den Ausbau der Ladeinfrastruktur dienen. Im Rahmen dieser Untersuchung wird eine Wirtschaftlichkeitsanalyse für das Errichten, die Inbetriebnahme und das Betreiben von Ladesäulen in Deutschland durchgeführt. Zuerst werden Grundlagen, Grundbegriffe und rechtliche Rahmenbedingungen erläutert. Diese sind relevant für die Aufstellung der Aus- und Einzahlungsstruktur des Investitionsprojektes „Ladesäule“. Anhand von erhobenen Nutzungsdaten geförderter Ladesäulen wird ein durchschnittliches Nutzungsprofil für eine Ladesäule ermittelt. Mit den Ergebnissen dieser Analyse können Aussagen über die Wirtschaftlichkeit der Abrechnungsmodelle getroffen werden und Handlungsempfehlungen für ein optimales Abrechnungsmodell abgeleitet werden. Ziel dieser Arbeit ist es, zu ermitteln ob und mit welchen Abrechnungsmodellen die Anschaffung, Installation und Inbetriebnahme einer Ladesäule wirtschaftlich sinnvoll ist. Weiterhin werden die ausgewählten Abrechnungsmodelle in Bezug auf rechtliche Rahmenbedingungen geprüft. Schlussfolgernd kann ein optimales und rechtskonformes Abrechnungsmodell abgeleitet werden. Mit den Ergebnissen der Wirtschaftlichkeitsanalyse wird darüber hinaus überprüft, wie die Einflussgrößen eingestellt werden müssen, um positive oder negative Werte zu schaffen. Anhand der Auswertungen können Handlungsempfehlungen für die Akteure, die an dem Aufbau einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur in Deutschland beteiligt sind, abgeleitet werden.
Aktualisiert: 2023-04-06
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Gebäude als intelligenter Baustein im Energiesystem. Lastmanagement-Potenziale von Gebäuden im Kontext der zukünftigen Energieversorgungsstruktur in Deutschland. Abschlussbericht.

Gebäude als intelligenter Baustein im Energiesystem. Lastmanagement-Potenziale von Gebäuden im Kontext der zukünftigen Energieversorgungsstruktur in Deutschland. Abschlussbericht. von Atabay,  Dennis, Auer,  Thomas, De-Borja-Torrejón,  Manuel, Dornmair,  Rita, Hamacher,  Thomas, Kuhn,  Philipp, Maderspacher,  Johannes, Sänger,  Florian, Wagner,  Ulrich
In Deutschland wird der Ausbau erneuerbarer Energieerzeugung gefördert, wodurch neue Herausforderungen für das Stromsystem entstehen. Um die zeitlich schwankende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien (EE) nutzen zu können, wird unter anderem der Ansatz verfolgt, den Verbrauch an die Erzeugung anzupassen. Die Raumheizung von Gebäuden verspricht hierfür Potenzial. Das Lastmanagement-Potenzial von Gebäuden wird in diesem Projekt untersucht. Im Rahmen des Projekts wurde der Einfluss der elektrischen Wärmeerzeugung in Gebäuden auf das Stromsystem mit gekoppelten Simulationsmodellen untersucht. Die resultierenden Ergebnisse wurden hinsichtlich Zusammensetzung der Stromerzeugung, Ausbau und Verhalten von großtechnischen Speicheranlagen und Entwicklung von CO2-Emissionen untersucht.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die rechtlichen Regeln zur Förderung der Erneuerbaren Energien und der Kraft-Wärme-Kopplung im Vergleich

Die rechtlichen Regeln zur Förderung der Erneuerbaren Energien und der Kraft-Wärme-Kopplung im Vergleich von Tamcke,  Christoph
Die Förderung Erneuerbarer Energien und der Kraft-Wärme-Kopplung ist die wichtigste Förderung ökologischer Stromerzeugung in Deutschland, die unter rechtlichen Aspekten bisher nur in einzelnen Aspekten verglichen wurde. Das Werk liefert einen ersten umfassenden Vergleich beider Fördersysteme in Deutschland. Die jeweiligen Fördermechanismen werden anhand spezifischer Fragestellungen von finanzieller Förderung, Netzanschluss, Stromeinspeisung und Kostenverteilung untersucht und neben Gemeinsamkeiten auch Unterschiede und Widersprüche herausgearbeitet. In einem gesonderten Kapitel werden Marktintegrationsmaßnahmen im Rahmen beider Systeme kritisch untersucht. Neben den Schwachstellen der derzeit bestehenden Fördersysteme wird ausgehend von den Ergebnissen eine sich ergänzende Förderung und gemeinsame Perspektive skizziert.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Sektorenkopplung der Energiesysteme durch Power to Heat

Sektorenkopplung der Energiesysteme durch Power to Heat von Kaiser,  Friederike, Wenzl,  Heinz
Das fluktuierende Stromdargebot der erneuerbaren Energien Sonne und Wind erfordert flexible Lasten. Elektrische Heizsysteme in Kombination mit Wärmespeichern und/oder als hybride Heizsysteme sind relativ schnell ein- und ausschaltbar. PtH-Systeme können sowohl durch Zuschalten kurzzeitige Erzeugungsspitzen aufnehmen als auch durch vorübergehendes Abschalten der Wärmeerzeuger Lastspitzen vermeiden.
Aktualisiert: 2020-05-11
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Erneuerbare erfolgreich integrieren durch Power to Heat

Erneuerbare erfolgreich integrieren durch Power to Heat von Kaiser,  Friederike, Wenzl,  Heinz
Power to Heat (kurz: P2H oder PtH) ist die Nutzung von Strom zur Wärmeerzeugung und kann genutzt werden, um die schwankende Stromeinspeisung der beiden wesentlichen erneuerbaren Energiequellen – Wind und Sonne – zu glätten. Diese Verwendung von Wärmeerzeugern und –speichern zur Bereitstellung negativer Regelleistung im Zuge der Energiewende kann in einer Vielzahl von nachhaltigen Varianten umgesetzt werden, wie z. B. die Einbindung in das Wärme- und Kältesystem in Industrie oder Haushalt, auch in Kombination mit Photovoltaik. Dabei sind neben technischen Aspekten, wie Leistungsdaten, Regelverhalten, Systemdienstleitungen, Netzstabilität oder dem Vergleich mit anderen Energiespeichern, die rechtlichen Rahmenbedingungen und die damit einhergehenden wirtschaftlichen Belastungen des Stroms (siehe EEG) ganz wesentliche Faktoren, die letzlich über das Bestehen der Technologie am Markt entscheiden. Der Tagungsband der Dialogplattform Power to Heat bietet die Möglichkeit sich einen Überblick über existierende und zukünftige technische Lösungen, die rechtlichen und ökonomischen Rahmenbedingungen zu verschaffen und so eine fundierte politische Debatte voran zu bringen.
Aktualisiert: 2019-06-18
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