Projektbeschreibung

Das SiVEx-Projekt untersucht die Versorgungssicherheit des zukünftigen europäischen Energiesystems im Kontext von zwei Entwicklungen. Erstens treibt der Übergang zur Treibhausgasneutralität bis 2045 strukturelle Veränderungen voran, wie den Ausstieg aus der auf fossilen Brennstoffen basierenden Stromerzeugung, die zunehmende Elektrifizierung von Heizung und Kühlung sowie das Aufkommen von Wasserstoff als Ersatz für Erdgas, was zu stärkeren Interdependenzen zwischen Strom- und Gassystemen führt. Zweitens führt der Klimawandel zu zunehmender Unsicherheit durch eine steigende Wahrscheinlichkeit extremer Wetterereignisse, die sowohl die wetterabhängige erneuerbare Stromerzeugung als auch die temperaturabhängige Energienachfrage beeinflussen. Diese Entwicklungen motivieren die probabilistische und systemintegrierte Analyse, die in diesem Projekt verfolgt wird und die Versorgungssicherheit im aktuellen Energiesystem, während der Übergangsphase und in einem klimaneutralen Zielsystem bewertet. Besondere Aufmerksamkeit wird den Eintrittswahrscheinlichkeiten und den systemischen Auswirkungen extremer Wetterereignisse gewidmet.

Während der Übergangsphase wird erwartet, dass Erdgas weiterhin eine zentrale Rolle bei der Sicherstellung der Versorgungssicherheit spielt, letztlich soll es jedoch durch Wasserstoff ersetzt werden. Die Verfügbarkeit von Wasserstoff hängt jedoch von der Entwicklung internationaler Märkte ab und ist mit geopolitischen Risiken verbunden. Knappheitssituationen für Gas und Wasserstoff, wie im Winter 2021/2022, können zu Preisspitzen und Versorgungsengpässen führen, die sowohl die Strom- als auch die Gassysteme betreffen. Infrastrukturelle Herausforderungen ergeben sich aus der Volatilität der erneuerbaren Energien und der schrittweisen Kopplung und Umnutzung der Gas- und Wasserstoffnetze.

Methodisch kombiniert das Projekt probabilistische Analysen mit einem agentenbasierten Marktmodell sowie einem integrierten Strom- und Gasmodell. Probabilistische Zeitreihen von Strom- und Gasnachfrage sowie erneuerbarer Erzeugung werden auf Basis von Klimaprojektionen erstellt. Das Marktmodell erfasst das operative Verhalten und die Investitionsentscheidungen der Systemakteure, einschließlich Erzeugungs- und Speicheranlagen. Diese Investitionsentscheidungen liefern Eingaben für das Netzmodell, das die technische Machbarkeit durch Optimierung des Strom- und Gasflusses in Übertragungsnetzen bewertet. Der Modellierungsrahmen berücksichtigt die sich ändernde Infrastruktur, einschließlich der Umnutzung von Gasinfrastruktur und der Entwicklung von Wasserstoffnetzen.