Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI

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  • Publication
    Assessing the conditions for economic viability of dynamic electricity retail tariffs for households
    ( 2024)
    Stute, Judith orcid-logo
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    Pelka, Sabine orcid-logo
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    Kühnbach, Matthias orcid-logo
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    Klobasa, Marian orcid-logo
    The success of the energy transition relies on effectively utilizing flexibility in the power system. Dynamic tariffs are a highly discussed and promising innovation for incentivizing the use of residential flexibility. However, their full potential can only be realized if households achieve significant benefits. This paper specifically addresses this topic. We examine the leverage of household flexibility and the financial benefits of using dynamic tariffs, considering household heterogeneity, the costs of home energy management systems and smart meters, the impact of higher electricity prices and price spreads and the differences between types of prosumers. To comprehensively address this topic, we use the EVaTar-building model, a simulation framework that includes embedded optimization designed to simulate household electricity consumption patterns under the influence of a home energy management system or in response to dynamic tariffs. The study's main finding is that households can achieve significant cost savings and increase flexibility utilization by using a home energy management system and dynamic electricity tariffs, provided that electricity prices and price spreads reach higher levels. When comparing price levels in a low and high electricity price scenario, with an increase of the average electricity price by 15.2 €ct/kWh (67% higher than the average for the year 2019) and an increase of the price spread by 8.9 €ct/kWh (494% higher), the percentage of households achieving cost savings increases from 3.9% to 62.5%. Households with both an electric vehicle and a heat pump observed the highest cost benefits. Sufficiently high price incentives or sufficiently low costs for home energy management systems and metering point operation are required to enable households to mitigate rising electricity costs and ensure residential flexibility for the energy system through electric vehicles and heat pumps.
  • Publication
    Sektorkopplung - was ist darunter zu verstehen?
    ( 2019)
    Wietschel, Martin
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    Plötz, Patrick orcid-logo
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    Klobasa, Marian orcid-logo
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    Müller-Kirchenbauer, Joachim
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    Kochems, Johannes
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    Hermann, Lisa
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    Grosse, Benjamin
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    Nacken, Lukas
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    Küster, Michael
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    Naumann, David
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    Kost, Christoph
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    Fahl, Ulrich
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    Timmermann, Daniel
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    Albert, Denise
    Sektorkopplung ist in den letzten Jahren in der Energie- und Klimapolitik als neue Begrifflichkeit aufgetaucht und hat aktuell einen sehr hohen Stellenwert in der energiepolitischen Diskussion als eine der zentralen Maßnahmen zur Minderung der Treibhausgase. Eine Auswertung der Literatur zeigt allerdings, dass für den Begriff Sektorkopplung bislang kein einheitliches Begriffsverständnis existiert. Ausgehend von der Analyse, welche Sektoren überhaupt miteinander gekoppelt werden, welche Technologien unter der Sektorkopplung üblicherweise gefasst werden und welche unterschiedlichen Zielsetzungen mit der Sektorkopplung verfolgt werden, wird in dem Artikel eine breiter gefasste Definition erarbeitet. Diese bezieht sowohl die direkte erneuerbare Stromnutzung wie die Umwandlung von Strom in gas- oder flüssige Brenn- und Kraftstoffe ein. Weiterhin wird gezeigt, dass auch eine Beschränkung auf erneuerbaren Strom nicht zielführend sein muss, sondern auch die Nutzung von konventionellem Strom oder anderer erneuerbaren Energiequellen durchaus einen wertvollen Beitrag für eine Sektorkopplung liefern kann. Neben der Kopplung der Umwandlungs- und Nachfragesektoren kann auch die Verknüpfung von nachfrageseitigen Sektoren untereinander über Infrastrukturen zur Sektorkopplung gezählt werden. Um eine Sektorkopplung zu einem Erfolg zu führen, sind der regulatorische Rahmen anzupassen sowie juristische Aspekte, die mit dem Begriffsverständnis verbunden sind, zu klären.