Kommunale Energieversorgungssysteme der Zukunft (KESS)

 

Projektlaufzeit 12/2014 - 10/2017
Gefördert durch den Strategiefonds der RWTH Aachen

Mehr denn je ist der deutsche Energiesektor geprägt vom Strukturwandel der Energiewende um die nationalen und internationalen Ziele zur Dekarbonisierung erfüllen zu können. Dieser Prozess findet dabei Sektor übergreifend in diversen Feldern wie „Mobilität“, „Gebäudeklimatisierung“, „Stromerzeugung“, etc. ab. Zum anderen ist auch die zunehmende Dezentralisierung kennzeichnend. Diese erstreckt sich mittlerweile bis auf das Level einzelner Haushalte, die sich durch Photovoltaikanlagen, Kraft-Wärme-Kopplung und Batteriespeicher zunehmend selber versorgen. Darin manifestiert sich der anhaltende Wille vieler Bürger sich von konventionellen Energieträgen, insbesondere Strom, unabhängig zu machen.

In manchen Gebieten sind es nicht mehr nur einzelne Bürger sondern ganze Gemeinden die im Zusammenschluss nach einer noch weitergehenden Energie-Autarkie streben, als dies einzeln möglich wäre. In diesem Zeichen steht die Idee der „Kommunalen Energieversorgungssysteme der Zukunft“, kurz „KESS“. Um der Interdisziplinarität der komplexen Thematik gerecht zu werden arbeiten gleich sechs Institute aus unterschiedlichen Fachbereichen zusammen die Perspektiven sich selbst versorgender Gemeinden zu untersuchen. Dabei stehen insbesondere die Themen „öffentliche Akzeptanz“, „technische Realisierbarkeit“ und „ökonomischer Nutzen“ im Fokus.

Letzteres ist das Spezialgebiet des FCN. Hier wird unter anderem erforscht,

• welche ökonomischen Anreize Verbraucher dazu motivieren können, ihren Verbrauch an das Stromangebot anzupassen,
• welche Portfoliozusammenstellung aus Windkraft, Photovoltaik, Kraft-Wärme-Kopplung und Speichern unter heterogenen Ausgangssituationen kostenoptimal ist und
• wann eine Auf- oder Umrüstung der haushaltseigenen Technik ökonomisch sinnvoll ist.

Die einzelnen Erkenntnisse werden in einem gemeinsamen Simulator zusammen geführt, der politischen Entscheidungsträgen zukünftig ein Bild vermitteln soll, welche Strategie in einer individuellen Ausgangssituation die besten Ergebnisse erhoffen lässt.

Darüber hinaus soll eine reale Demonstrationsanlage auf dem Campus-Gelände errichtet werden, in der die theoretischen Erkenntnisse validiert und neuartige technische Ansätze auch in Interaktion untereinander untersucht werden können.

Projektpublikationen

Zaunbrecher, Barbara S.; Bexten, Thomas; Specht, Jan Martin; Wirsum, Manfred; Madlener, Reinhard; Ziefle, Martina (2017): Using Scenarios for Interdisciplinary Energy Research - A Process Model. In: Proceedings of the 6th International Conference on Smart Cities and Green ICT Systems. 6th International Conference on Smart Cities and Green ICT Systems. Porto, Portugal: SCITEPRESS - Science and Technology Publications, S. 293–298. [Springer]

Löbberding L., Madlener R. (2017). System Cost Uncertainty of Micro Fuel Cell Cogeneration and Storage, Energy Procedia, 142: 2824–2830. [DOI]

Risthaus K., Madlener R. (2017). Economic Analysis of Electricity Storage Based on Heat Pumps and Thermal Storage Units in Thermal Power Plants, Energy Procedia, 142: 2816-2823. [DOI]

Goebbels L., Madlener R. (2017). Investment Valuation of a Modular Expansion Microgrid: A Real Options Analysis, FCN Working Paper No. 6/2017, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, May.

Goebbels L., Madlener R. (2017). Resilience of a Modular Expansion Microgrid: Concepts, Indicators and Performance Evaluation, FCN Working Paper No. 5/2017, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, May.

Löbberding L., Madlener R. (2016). Techno-Economic Analysis of Micro Fuel Cell Cogeneration and Storage, FCN Working Paper No. 23/2016, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, December.

Von Hülsen H., Madlener R. (2016). Techno-Economic Selection and Evaluation of Generation-Storage Portfolios for Partially Self-Sufficient Energy Municipalities, FCN Working Paper No. 20/2016, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, December.

König M., Madlener R. (2015). Assessing Local Power Generation Potentials of Photovoltaics, Engine Cogeneration, and Heat Pumps: The Case of a Major Swiss City, FCN Working Paper No. 21/2015, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, December.