TY - THES

T1 - Sektorkopplungslösungen für das Energienetz der Zukunft in Oberösterreich

AU - Moser, Lukas Peter

N1 - nicht gesperrt

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Im Zuge des Pariser Klimaschutzabkommens hat sich die Staatengemeinschaft erstmalig auf verpflichtende Maßnahmen zur Begrenzung des Klimawandels verständigt. Daher strebt auch die österreichische Bundesregierung bis 2040 einen vollständigen Ausstieg aus der fossilen Energiewirtschaft an. Als führender Energieversorger Oberösterreichs hat die Energie AG deshalb den Auftrag, auf die durch diese Maßnahmen entstehenden Änderungen im Energiesystem vorbereitet zu sein. Zu den Kernaufgaben zählen unter anderem die Integration neuerer Technologietrends und der Umgang mit einem erhöhten Anteil an volatiler Energieerzeugung, der mit einer erhöhten Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien einhergeht. Daraus ergibt sich das Ziel dieser Arbeit, auf Basis eines zeitlich und örtlich aufgelösten Modells des oberösterreichischen Energiesystems mittels einer Lastflussrechnung im hybriden Simulationstool HyFlow Engpässe im zukünftigen elektrischen Energienetz zu identifizieren, da dieses als kritischste Netzinfrastruktur festgemacht wird. Anschließend werden Methodiken entwickelt, um diese Bottlenecks mit Hilfe sektorkoppelnder Hybridelemente zu beheben. Diese Simulationen werden in Abstimmung mit dem Auftraggeber für die Jahre 2030 und 2040 durchgeführt. Die entwickelten Methoden zur Entlastung des Stromnetzes umfassen Batteriespeicher, Power-to-Gas und Power-to-Heat Anwendungen. Anhand einer Bestandsaufnahme der Auslastung des Stromnetzes des jeweiligen Berechnungsjahrs werden diese Methodiken durch die Analyse von regionalisierten Erzeugungs- und Residuallastprofilen entwickelt. Dabei wird versucht, Erzeugungs- und Lastspitzen zu minimieren und somit eine Glättung des Erzeugungs- bzw. Lastprofils zu erreichen. Die Ergebnisse zeigen, dass vor allem der Einsatz von Power-to-Gas-Anlagen zur Reduktion der durch die gesteigerte erneuerbare Energieerzeugung verursachte erhöhte Auslastung der Netzinfrastruktur beitragen kann. Der Einsatz von Hybridelementen zur Netzentlastung ist allerdings nur ein Teil der Lösung, da die Veränderungen im Energiesystem so gravierend sind, dass dafür eine Vielzahl an Maßnahmen getroffen werden muss.

AB - Im Zuge des Pariser Klimaschutzabkommens hat sich die Staatengemeinschaft erstmalig auf verpflichtende Maßnahmen zur Begrenzung des Klimawandels verständigt. Daher strebt auch die österreichische Bundesregierung bis 2040 einen vollständigen Ausstieg aus der fossilen Energiewirtschaft an. Als führender Energieversorger Oberösterreichs hat die Energie AG deshalb den Auftrag, auf die durch diese Maßnahmen entstehenden Änderungen im Energiesystem vorbereitet zu sein. Zu den Kernaufgaben zählen unter anderem die Integration neuerer Technologietrends und der Umgang mit einem erhöhten Anteil an volatiler Energieerzeugung, der mit einer erhöhten Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien einhergeht. Daraus ergibt sich das Ziel dieser Arbeit, auf Basis eines zeitlich und örtlich aufgelösten Modells des oberösterreichischen Energiesystems mittels einer Lastflussrechnung im hybriden Simulationstool HyFlow Engpässe im zukünftigen elektrischen Energienetz zu identifizieren, da dieses als kritischste Netzinfrastruktur festgemacht wird. Anschließend werden Methodiken entwickelt, um diese Bottlenecks mit Hilfe sektorkoppelnder Hybridelemente zu beheben. Diese Simulationen werden in Abstimmung mit dem Auftraggeber für die Jahre 2030 und 2040 durchgeführt. Die entwickelten Methoden zur Entlastung des Stromnetzes umfassen Batteriespeicher, Power-to-Gas und Power-to-Heat Anwendungen. Anhand einer Bestandsaufnahme der Auslastung des Stromnetzes des jeweiligen Berechnungsjahrs werden diese Methodiken durch die Analyse von regionalisierten Erzeugungs- und Residuallastprofilen entwickelt. Dabei wird versucht, Erzeugungs- und Lastspitzen zu minimieren und somit eine Glättung des Erzeugungs- bzw. Lastprofils zu erreichen. Die Ergebnisse zeigen, dass vor allem der Einsatz von Power-to-Gas-Anlagen zur Reduktion der durch die gesteigerte erneuerbare Energieerzeugung verursachte erhöhte Auslastung der Netzinfrastruktur beitragen kann. Der Einsatz von Hybridelementen zur Netzentlastung ist allerdings nur ein Teil der Lösung, da die Veränderungen im Energiesystem so gravierend sind, dass dafür eine Vielzahl an Maßnahmen getroffen werden muss.

KW - Sector Coupling

KW - Hybrid energy systems

KW - HyFlow

KW - Bottlenecks

KW - Sektorkopplung

KW - Hybride Energiesysteme

KW - HyFlow

KW - Bottlenecks

U2 - 10.34901/mul.pub.2024.077

DO - 10.34901/mul.pub.2024.077

M3 - Masterarbeit

ER -