09.2012 - 02.2016

Merit Order der Energiespeicherung im Jahr 2030 (MOS 2030)

Entwicklung und Darstellung kostenoptimierter Speicherinfrastrukturen in Form von Merit Order Kurven

Motivation und Zielsetzung

Der Aufbau einer wirtschaftlichen Versorgungsinfrastruktur zur Integration eines hohen Anteils fluktuierender regenerativer Stromerzeugung wirft aufgrund weltweit fehlender Erfahrung viele Fragen auf. Zwei der Kernfragen sind dabei:

1. Welche Systeminfrastruktur ist unter gegebenen Rahmenbedingungen aus Kostensicht am günstigsten für das Versorgungssystem?

2. Welche Fördermechanismen müssen entwickelt werden, damit sich eine zu favorisierende Systeminfrastruktur auch am Markt durchsetzen kann?

Unter Merit Order wird in der Studie eine relative Einordnung verschiedener Speichertechnologien hinsichtlich ihres Mehrwerts beim langfristigen Ausbau von Speichern verstanden, jeweils aus System- und Akteurssicht. Abbildung 1 gibt einen schematischen Überblick zum geplanten Vorgehen.

Abbildung 1: Methodik und geplantes Projektvorgehen

Einzelmaßnahmen

In der Kraftwerks-, Netz- und Pumpspeichertechnik kann auf langjährige Erfahrungswerte bei Auslegung und Betrieb zurückgegriffen werden. Neuere Ansätze zur Flexibilisierung der Last und Erzeugung durch direkte oder indirekte Speicherung sind hingegen kaum erforscht. Dies gilt insbesondere in der großtechnischen Anwendung. Für einen umfassenden Vergleich der Potenziale verschiedener Flexibilisierungsoptionen ist es von Vorteil, eine einheitliche Grundlage für die Potenzialabschätzung nutzen zu können. In diesem Forschungsvorhaben werden in einzelnen Praxisprojekten unter Industriebeteiligung die Lastverschiebungspotenziale verschiedener Flexibilisierungsoptionen erhoben.

Gesamtsystem

Aus Gesamtsystemperspektive sollen rechtliche und regulatorische Stellschrauben identifiziert werden, durch die sich der betriebswirtschaftlich einstellende Speicherausbau möglichst mit einem volkswirtschaftlich zu favorisierenden Ausbau in Übereinstimmung bringen lässt. Dies lässt sich mit dem Bild einer Waage sehr gut veranschaulichen, wie folgende Abbildung zeigt:

Abbildung 2: Gleichgewicht der optimierten Systeminfrastruktur durch unterstützende Wirkung der Marktausgestaltung

Dafür soll eine regionale Betrachtung der Speicherpotenziale unter Berücksichtigung der Stromnetze durchgeführt werden. Hierfür wird das Regionenmodell der FfE um eine Abbildung des Netzes und eine verbesserte räumliche Auflösung von Erzeugern und Verbrauchern zum Teil auch auf europäischer Ebene erweitert. Zusammen mit historischen und prognostizierten Daten zu den Erlös- und Kostensenkungspotenzialen soll dann eine Bewertung der Technologien vorgenommen werden. Für die Prognosen soll ein lineares Optimierungsmodell entwickelt werden. Hieraus ist das Modell ISAaR entstanden. Durch Szenarioberechnungen mit neuen Marktmechanismen und angepassten politischen Rahmenbedingungen sollen Maßnahmen herausgearbeitet werden, die eine volkswirtschaftlich sinnvolle Lösung fördern.

Am Ende des Projektes zeigte sich, dass eine hierzu gute Übersicht der betroffenen Technologien gewonnen werden kann, wenn diese in Form der Merit Order Matrix mit den beiden Achsen Rentabilität aus Akteurssicht bzw. Systemsicht dargestellt werden. Die Akteurssicht stellt dabei die betriebswirtschaftliche Sichtweise und die Systemsicht die volkswirtschaftliche dar.

Abbildung 3: Merit Order Matrix für Technologiekennwerte 2030 und Marktdaten 2012 - 2014 im Anwendungsportfolio

Das Forschungsprojekt hat am 1. September 2012 begonnen und wurde Anfang 2016 abgeschlossen. Die Abschlussberichte zum Projekt stehen nun zum Download bereit:

Verbundforschungsvorhaben Merit Order der Energiespeicherung im Jahr 2030 - Teil 1: Hauptbericht
Download PDF 22.716 KB
Verbundforschungsvorhaben Merit Order der Energiespeicherung im Jahr 2030 - Teil 2: Technoökonomische Analyse Funktionaler Energiespeicher
Download PDF 15.293 KB

Veröffentlichungen und Vorträge

Pressemeldungen

Forschungsverbund Systemanalyse Energiespeicher

Im Rahmen des Projekts ist die FfE in dem aufgrund einer Initiative des Projektträgers Jülich gegründeten Forschungsverbund „Systemanalyse Energiespeicher“ vertreten. Dem Forschungsverbund gehören weiterhin das Bremer Energieinstitut (BEI), der Lehrstuhl für Energiewirtschaft der Universität Duisburg-Essen (EWL) sowie das Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung der Universität Stuttgart (IER) an.

Förderung und Projektpartner

Diese Studie wird im Rahmen der Forschungsinitiative Energiespeicher durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert (Förderkennzeichen: 03ESP110A).
Neben dem BMWi unterstützen auch 13 Industriepartner aus den Bereichen Energieversorgung, Übertragungsnetze und Automobilproduktion das Forschungsvorhaben.

Merit Order der Energiespeicherung: Executive Summary
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Merit Order der Energiespeicherung: Executive Summary (englisch)
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