Konzepte und Methoden zur Flexibilisierung zukünftiger städtischer Energieversorgungssysteme.

Abstract

Für die städtische Energieversorgung hat sich seit Jahrzehnten die zeitgleiche Erzeugung elektrischer und thermischer Energie in der sog. Kraft-Wärme-Kopplung etabliert. Im Vergleich zur separaten Erzeugung erlaubt diese Kopplung eine verhältnismäßig effiziente Energieumwandlung. Andererseits stellt diese Eigenschaft häufig auch eine Begrenzung für das Versorgungssystem dar, weil thermische und elektrische Leistungsabgabe nicht vollständig getrennt voneinander eingestellt werden können. Es besteht also eine unerwünschte technische Abhängigkeit der Leistungslieferungen. In der Arbeit wird ein innovatives technologieneutrales Managementkonzept erarbeitet, das die sukzessive Anpassung von Erzeugungskapazitäten erlaubt. Die Besonderheit besteht darin, dass sämtliche Anlagen als Module verstanden und eingesetzt werden. Durch diese Konzeption ist es möglich, signifikante Eingriffe in die Erzeugungskapazitäten vorzunehmen, ohne ganze Kraftwerksblöcke stilllegen zu müssen. Veränderungen werden also deutlich kleinschrittiger und granularer möglich. Da dieses Konzept neu ist, werden umfassende Methoden entwickelt, um die Flexibilität von vielen parallel arbeitenden Modulen präzise bestimmen zu können. Hierdurch werden technische Möglichkeiten und Grenzen des Anlageneinsatzes ermittelt und diskutiert, etwa um elektrische Regelleistung anbieten zu können und gleichzeitig eine lokale Wärmenachfrage zu bedienen. Um zukünftig notwendige Anpassungen gezielt vornehmen zu können, wird insbesondere der Flexibilitätsbeitrag einzelner Systembestandteile inklusive Fernwärmesystemen vergleichend eingeordnet. Sämtliche Methoden lassen sich daher auch in Zukunft bei gänzlichen neuen technologischen Entwicklungen sicher anwenden.