SYSTEMKONTEXT: Modellbildung für nationale Energieversorgungsstrukturen im europäischen Kontext unter besonderer Berücksichtigung der Zulässigkeit von Vereinfachungen und Aggregationen

Ziel des Projektes ""SystemKontext"" war es zu untersuchen, in welchem Detaillierungs-grad das europäische Energiesystem modelliert werden muss, um belastbare Aussagen für eine Region wie z. B. Deutschland treffen zu können. Zu diesem Zweck wurden die Modelle des Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (Fraunhofer IEE) zur Simulation des europäischen Strommarktes in einem ersten Schritt erweitert und validiert. Diese Modelle reichen von der Berechnung synthetischer Einspeisezeitreihen für Photovoltaik- und Windenergieanlagen (Onshore und Offshore), über die dynamische Ermittlung der vorzuhaltenden Regelreserve, die Berechnung des kostenoptimalen regionalen Kraftwerkseinsatzes bis hin zur Bestimmung des Leistungsflusses im Stromübertragungsnetz. Die Modellvalidierung und -plausibilisierung erfolgte anhand veröffentlichter Datensätze für das Jahr 2015. Insbesondere wurden Modelle des Übertragungsnetzes auf Basis verschiedener Datenquellen entwickelt und plausibilisiert. Dabei zeigte sich, dass der von den Übertragungsnetzbetreibern zur Verfügung gestellte Netzdatensatz für das Übertragungsnetz zu den plausibelsten Ergebnissen führt. Hieraus ist ein konsistenter Datensatz entstanden, der mit Hilfe der Angaben aus erfolgten und geplanten Netzausbaumaßnahmen die Entwicklung von Netzmodellen auch für zukünftige Szenarien erlaubt. Anschließend wurden für die Szenariojahre 2025, 2035 und 2050 (kurz-, mittel- und langfristige Perspektive) der zukünftige Kraftwerkseinsatz und für die Jahre 2025 und 2035 der sich in Verbindung mit entsprechenden Modellen des Übertragungsnetzes ergebende Leistungsfluss u. a. basierend auf synthetischen Einspeisezeitreihen erneuerbarer Energien, die die künftige Technologieentwicklung berücksichtigen, ermittelt. Darauf aufbauend erfolgte die Analyse der Auswirkung unterschiedlicher Detailgrade der Modellierung bei der Berechnung des Kraftwerkseinsatzes für unterschiedliche Szenarien für das kurz- und mittelfristige Szenario (2025 und 2035). Hierbei wurde insbesondere die Modellierung fossil-thermischer Anlagen mit unterschiedlichem Genauigkeitsgrad den resultierenden Ergebnisverschlechterungen gegenübergestellt. Darüber hinaus erfolgte eine Bewertung der Auswirkung der Abbildung einzelner europäischer Länder im Hinblick auf ihren Einfluss auf das Untersuchungsgebiet Deutschland. Im Resultat zeigte sich der besondere Einfluss der Abbildung von Startkosten thermischer Kraftwerke sowie die Bedeutung von bestimmten Regionen Europas, die für die internationalen Stromhandelsflüsse eine hohe Bedeutung haben (wie z. B. Italien).