Energiewirtschaft

Die Transformation des Energiesystems ist aktuell eine der essenziellen gesellschaftlichen Aufgaben. Hierfür ist eine ganzheitliche Analyse des Energiesystems mit seinen vielfältigen Energiequellen, Speichern und Verbrauchern eine zentrale Herausforderung.

Energiesystem muss ganzheitlich und vorausschauend betrachtet werden

Unser Energiesystem befindet sich in einem Umbruch: In den vergangenen Jahren ist der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung massiv angestiegen und ihr Einsatz im Wärmebereich nimmt ebenfalls Fahrt auf. Auch die Anzahl von Elektrofahrzeugen steigt in vielen Bereichen stark und die Dekarbonisierung der Produktionsprozesse rückt verstärkt in den Fokus. Diese umfassende Umstrukturierung des Energiesystems kann nur durch eine ganzheitliche und vorausschauende Betrachtung erfolgreich sein.

Das Fraunhofer IFAM verfolgt genau diesen umfassenden Ansatz. Neben Forschungsvorhaben zur Sektorkopplung (bspw. im Projekt Quarree 100) erproben unsere Expertinnen und Experten innovative Komponenten und Systeme in Pilotprojekten und Reallaboren und beraten Energieversorger und Großindustrie zum nachhaltigen Umbau ihrer Energiesysteme.

Tool „MuGriFlex“ analysiert Optionen für die Energieversorgung

Für Entscheidungsträger auf kommunaler, regionaler und Bundesebene erarbeitet das Fraunhofer IFAM Energiesystem- und Klimaschutzkonzepte und -szenarien. Hierbei ist das Institut in den Bereichen der Fern- und Nahwärmesysteme mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ein etablierter Partner der Energiewirtschaft. Unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter verfügen auf diesem Gebiet über langjährige Erfahrungen und bringen diese auch seit vielen Jahren in der Weiterentwicklung von Gesetzen, wie z. B. dem KWK-Gesetz ein. 

Mit dem institutseigenen Modell „MuGriFlex“ verfügen wir über ein Tool, mit dem Energieversorgungsoptionen hinsichtlich Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit analysiert werden können. „MuGriFlex“ bietet die Möglichkeit, diverse Komponenten zu kombinieren und zu konfigurieren, wie z. B. KWK-Anlagen, Wärmespeicher, Elektrokessel, Wärmepumpen, Batterie- und Wärmespeicher, aber auch regenerative Erzeugungsanlagen. Das Tool kommt sowohl in Forschungsvorhaben als auch bei der Untersuchung und Optimierung der Versorgung von Unternehmen des Wohnungsbaus und der Beratung von Planungsbüros oder Energieversorgungsunternehmen zum Einsatz. Zudem können Änderungen der energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen, insbesondere der Regulierung, in Szenarien abgebildet werden.

Detaillierte Kenntnis über jeweilige Energieversorgungsgebiete ist entscheidend

Rückspeisefähige Elektrofahrzeuge können zukünftig als intelligenter Schwarm netzdienlich aktiv werden (Stichwort Vehicle-to-Grid (V2G)) und somit das Stromnetz entlasten und stabilisieren. Die digitale Vernetzung zwischen E-Fahrzeug, Gebäude und Stromnetz sowie zuverlässige Prognosen anhand historischer Daten von Energiebedarf, -erzeugung und Mobilität spielen dabei eine entscheidende Rolle: Nur so ist es möglich, die Mobilität zu keinem Zeitpunkt einzuschränken sowie das Stromnetz effizient zu entlasten und neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. 

Bei Projekten für Energieversorger und Kommunen ist die detaillierte Kenntnis des Versorgungsgebiets die Grundlage für eine integrale Betrachtung. Das Fraunhofer IFAM setzt hierbei auf eine gebäudescharfe Erfassung und Darstellung des Wärme- und Strombedarfs mit Geoinformationssystemen, um den Energiebedarf in Energiebedarfskarten zu visualisieren. Diese sind die Basis für die Ermittlung von Potenzialen für die zukünftige Ausrichtung von Fern- und Nahwärmeversorgung durch KWK, die Auswahl von Anlagenstandorten zur Nutzung erneuerbarer Energien sowie die Systemintegration von Speichern. Dabei wird nicht nur der Status Quo betrachtet, sondern es können auch zukünftige Entwicklungen des Wärme- und Strombedarfs sowie Wirtschaftlichkeitsaspekte und regionalökonomische Effekte berücksichtigt werden.