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Übergeordnetes
BMBF
Analyse 21.3.2017

RESTORE 2050 befasst sich im Schwerpunkt mit dem künftigen europäischen Stromverbundsystem. Untersucht wurde unter anderem die Bedeutung des Übertragungsnetzausbaus und Speichern sowie Methoden des Lastmanagements für eine stabile Energieversorgung mit wetterabhängigen, erneuerbaren Energien.
© NEXT ENERGY

Stromversorgung und Speicherbedarf im Jahr 2050

Im Projekt RESTORE 2050 untersuchten Forscher das künftige, europäische

Stromverbundsystem. Die Wissenschaftler befassten sich unter anderem mit

der Bedeutung des Übertragungsnetzausbaus, Speichern und Methoden des

Lastmanagements für eine stabile Energieversorgung mit wetterabhängigen,

erneuerbaren Energien.

Projektstatus Projekt abgeschlossen
Projektlaufzeit November 2012 bis September 2016

Aktuelle Studien belegen, dass eine nahezu vollständig auf erneuerbare Energien aufbauende Stromversorgung im Jahr 2050 in Deutschland und Europa realisierbar ist. Diese Arbeiten decken jedoch eine Reihe entscheidender Zusammenhänge und Fragen für ein robustes Zielsystem nicht ausreichend ab. Dazu zählen unter anderem die systemischen Wechselwirkungen durch den parallel stattfindenden (trans-)europäischen Erneuerbaren-Ausbau, die meteorologischen Dargebotsschwankungen in unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen sowie entsprechend robuste und differenzierte Bedarfsanalysen für Speicher und Grenzkuppelstellen. RESTORE 2050 beantwortet diese und anderer offene, strategisch relevante Forschungsfrage durch eine Kombination aus Meta-Analysen und vertiefender Systemstudien mittels Modellsimulation. Der Fokus liegt dabei auf die Bedarfsermittlung an Stromspeichern und Lastmanagementmaßnahmen unter Berücksichtigung eines europäischen Netzausbaus mit unterschiedlichen Grenzkuppelkapazitäten. Das übergeordnete Ziel des geplanten Vorhabens sind belastbare Handlungsempfehlungen für eine zielorientierte politische Steuerung der Transformation des deutschen Stromsystems im europäischen Kontext zu geben.

  • Die simulierte Windleistung (normiert mit Nennleistung) in hoher räumlicher Auflösung (7 mal 7 Kilometer). © Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
  • Die Windgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde (m/s) am 1. Januar 2012 (12 UTC) in circa 70 Metern Höhe im Simulationsgebiet. © Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
  • RESTORE 2050 befasst sich im Schwerpunkt mit dem künftigen europäischen Stromverbundsystem. Untersucht wurde unter anderem die Bedeutung des Übertragungsnetzausbaus und Speichern sowie Methoden des Lastmanagements für eine stabile Energieversorgung mit wetterabhängigen, erneuerbaren Energien. © NEXT ENERGY

Handlungsempfehlung für das Energiekonzept der Bundesregierung

Im Projekt RESTORE 2050 wollen die Forscher belastbare Handlungsempfehlungen für eine zielorientierte politische Steuerung der Transformation des deutschen Stromsystems im europäischen Kontext zu geben. Dafür werden auf Basis der zukünftig zu erwartenden Entwicklung von Stromangebot und -nachfrage innerhalb des ENTSO-E Netzverbundes auf dem Zeithorizont des Jahres 2050 sowie mittels örtlich und zeitlich hoch aufgelöster meteorologischer Zeitreihen vier Themenkomplexe adressiert: (1.) Nationale Ausbaustrategie für erneuerbare Energien im EU-Kontext, (2.) Übertragungsnetzausbau und Alternativen (Lastmanagement), (3.) Bedeutung des EE-Stromaustauschs mit Drittstaaten und (4.) Rolle von Stromspeichern auf Übertragungsnetzebene. Die aus den Untersuchungsergebnissen abzuleitenden Handlungsempfehlungen stellen einen Beitrag zur Entwicklung einer bis 2050 reichenden bundesdeutschen politischen Strategie im Rahmen einer europäischen Gesamtbetrachtung dar.

Daher werden mittels örtlich und zeitlich hoch aufgelöster meteorologischer Zeitreihen die folgenden Fragenkomplexe adressiert:

  • Welche EE-Ausbaustrategien erweisen sich im europäischen Kontext und unter Berücksichtigung von langjährigen meteorologischen Zeitreihen als robust und welche dagegen nicht? Wie sieht diesbezüglich eine optimale räumliche Verteilung der erneuerbaren Energien innerhalb der Länder im Zieljahr 2050 aus?
  • Welche Übertragungsnetzkapazität zwischen den Ländern (Grenzkuppelstellen), insbesondere bezogen auf eine stärkere Kopplung mit Norwegen (Wasser-/Windkraft und Speicher) und den Ländern Nordafrikas (Solarstromimport), ist für eine stabile Stromversorgung mit erneuerbaren Energien in Deutschland und in der EU erforderlich?
  • Welchen quantitativen Beitrag können ausgewählte Technologien, die unter dem Begriff Demand Side Management (DSM) firmieren, zur Integration von EE-Strom auf europäischer Ebene leisten?
  • Wie hoch ist der Bedarf an Stromspeicherkapazitäten und -technologien in Deutschland und Europa mit und ohne Berücksichtigung der Optionen DSM und Netzausbau?

Mittlerweile liegt ein erster Fortschrittsbericht vor.

Wissenschaftlich-technische Arbeitsziele

Im Fokus des Verbundvorhabens RESTORE 2050 stehen wissenschaftliche und technische Arbeitsziele, die sich wie folgt gliedern:

Meilensteine 2013:

  • Meta-Analyse bestehender europäischer EE-Ausbauszenarien und Auswahl robuster Zielszenarien für den Untersuchungshorizont des Jahres 2050
  • Generierung von hochaufgelösten, dargebotsseitig optimierten Stromeinspeisungslangzeitreihen für fluktuierende und nicht-fluktuierende EE-Technologien in Europa und Nordafrika
  • Entwicklung von europäischen Lastganglinien für das Zieljahr 2050


Meilensteine 2014:

  • Bewertung des Lastverschiebungspotentials ausgewählter DSM-Technologien auf europäischer Ebene
  • Bewertung von Stromspeichertechnologien für den Einsatz auf Übertragungsnetzebene


Meilensteine 2015:

  • Analyse und Bewertung von ausgewählten europäischen Zielszenarien für das Jahr 2050 mittels Modellsimulationen des europäischen Verbundnetzes
  • Wissenschaftliche und technische Handlungsempfehlungen für den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien unter Berücksichtigung von DSM-Optionen, Speichertechnologien und Netzausbau.

Modell- und Szenarioentwicklung

Auf Grundlage der Kernkompetenzen in den Bereichen Energiemeteorologie & -technologie, System- und Netzanalyse  sowie computergestützter Modell- und Szenarioentwicklung wird das Projektvorhaben von der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie GmbH sowie NEXT ENERGY – EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V. in sieben Arbeitspaketen über eine Projektlaufzeit von drei Jahren durchgeführt. Die aus den Untersuchungsergebnissen abzuleitenden Handlungsempfehlungen stellen einen Beitrag zur Entwicklung einer bis zum Jahr 2050 reichenden bundesdeutschen politischen Strategie im Rahmen einer europäischen Gesamtbetrachtung dar. RESTORE 2050 ist somit im Einklang mit dem „Energiekonzept der Bundesregierung“ zu betrachten, erneuerbare Energien als eine tragende Säule einer zukünftigen Energieversorgung zu etablieren und ihre Integration in eine leistungsfähige europäische Netzinfrastruktur für Strom zu ermöglichen.

Gefördert durch die Bundesregierung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Termine

5. Juli 2017
Thermische Energiespeicher

11. Juli 2017
Intersolar North America

22. August 2017
Intersolar South America

» Alle Termine

Projektadressen

Ansprechpartner
  • Dr. Thomas Vogt
    NEXT ENERGY – EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.
Weitere Adressen

Infobox

Den aktuellen Stand der Entwicklungen dokumentiert der 2. Fortschrittsbericht

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.