Die Energiewende und die damit verbundene Integration von erneuerbaren Energien in das Stromsystem bringen einen umfassenden Wandel in allen Bereichen mit sich. Schlüsselelement zum Gelingen der Strom-, Wärme und Mobilitätswende ist der zielgerichtete Einsatz von Flexibilität in allen Ebenen des Energiesystems.
Viele dieser Lösungsbausteine sind mit hohen Kosten verbunden, die auf den Nutzer umgelegt werden, und ziehen gesellschaftliche Akzeptanzprobleme nach sich. Mit insgesamt 44 % des Nettostrombedarfs und 25 % des Wärmebedarfs in Deutschland weisen Industrieprozesse und insbesondere große Einzelanlagen in energieintensiven Industriebranchen beträchtliche Flexibilisierungshebel auf. Die mittel- und kurzfristige Flexibilisierung der Stromnachfrage, das sogenannte Demand-Side-Management (DSM), bietet eine Chance, den Umbau des Energiesystems kosteneffizient und gesellschaftlich akzeptiert zu ermöglichen.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Strategien und Lösungen zur Ausschöpfung vorhandener Flexibilitätspotentiale. Ausgehend von der Analyse grundlegender Rahmenbedingungen werden hierzu in vier definierten Fallstudien Methoden, Technologien und Lösungen zur Flexibilisierung von Stromangebot und -nachfrage erarbeitet und angewendet. Die Fallstudien fokussieren auf die Bereiche vollelektrische Haushalte (1), Gewerbe, Handel und Dienstleistungen (2), Industrieprozesse (3) sowie Elektromobilität (4). Es werden Methoden aus dem Bereich des System of Systems Engineering identifiziert, klassifiziert, analysiert und hinsichtlich der Anwendung für die Gestaltung von Energieflexibilität bewertet. Hierauf aufbauend erfolgen die Entwicklung eines Methodenbaukastens für Energieflexibilität, sowie die Entwicklung einer Multi-Level-Simulationsumgebung zur Abbildung zukünftiger Energieversorgungssysteme. Dazu werden bestehende Modelle von Haushalten und Versorgungssystemen mit Modellen zur Abbildung von Produktionssystemen und des Betriebs von Elektromobilitätsflotten gekoppelt und hinsichtlich der Gestaltung von Energieflexibilität weiterentwickelt. Die Kopplung der Modelle erfolgt auf Basis neuester Methoden der Co-Simulation, sodass Betriebsweisen und die Aggregation von Flexibilitäten, Prognosemodelle, die Zuordnung von Nachfrage zu Angebot sowie ein ggf. einzuführender Flexibilitätsmarkt effizient abgebildet werden können. Auf Grundlage der modellbasierten Abbildung werden neue Geschäftsmodelle und Lösungen zur Marktausgestaltung erarbeitet. Zur Erprobung der Flexibilitätsstrategien ist eine Demonstration in den Laboren der Hochschulinstitute sowie Feldtests bei Praxispartnern geplant. Eine technische, ökologische und ökonomische Bewertung soll darüber hinaus die verschiedenen Flexibilitätspotentiale einordnen. Abschließend werden Handlungsempfehlungen und Ergebnisse des Projektes an relevante Stakeholder verbreitet.
Projektergebnisse werden auf der Projektwebsite des elenia veröffentlicht, welches seitens der TU Braunschweig die Projektkoordination verantwortet.