Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Arbeitsgruppe Elektrische Anlagen
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Super-4-Micro-Grid - Nachhaltige Energieversorgung im Klimawandel

Synopsis

Durch den Klimawandel können Risiken für eine sichere und nachhaltige Energieversorgung entstehen. Im Projekt werden die Einflüsse auf die Versorgungssicherheit, neue Aufgaben der Übertragungssysteme und Speicherkraftwerke für einen energetischen, überregionalen Ausgleich bei Einbindung von Microgrids sowie ein optimaler Mix der regenerativen Quellen untersucht.

Kurzfassung

Die Verknappung der fossilen Ressourcen durch den Bedarfsanstieg der Industrieländer und die Industrialisierung der Schwellenländer wird zukünftig einerseits die Versorgungssicherheit beeinträchtigen und andererseits den Klimawandel beschleunigen. Daraus ergibt sich die Motivation zu einer nachhaltigen und regenerativen Energieaufbringung überzugehen. Die zentrale Fragestellung im Projekt Super-4-Micro-Grid lautet daher: „Ist eine regenerative Vollversorgung Österreichs im Bereich der Elektrizität überhaupt möglich, und wenn ja, wie?“

 

Zur Beantwortung dieser Frage werden zunächst die regenerativen Dargebote von Niederschlag, Windgeschwindigkeit und Globalstrahlung unter Einfluss der prognostizierten Klimaveränderungen des Jahres 2050 berechnet. Die Modellierung von Österreich als Insel bedingt die energetische Bedarfsdeckung („Energieautarkie“) sowie das ständige Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch („Leistungsautarkie“). Der notwendige Speicherbedarf zur Bewältigung dieser Anforderungen sowie die benötigten Kapazitäten des Übertragungsnetzes werden berechnet.

 

Basierend auf stündlichen, räumlich hoch aufgelösten meteorologischen Daten von 1994 bis 2008 wurde ein Niederschlags-Abflussmodell erstellt, ein Klimamodell angewendet und die Zeitreihen der elektrischen Erzeugung aus Wasserkraft, Windkraft und Photovoltaik berechnet. Die Potenziale der regenerativen Erzeugung wurden mit Hilfe eines Geo-Informations-Systems (GIS) bestimmt. Durch die Variation des jährlichen Strombedarfs und den Ausbaugrad des Wasserkraftpotenzials wurden sechs verschiedene Szenarien erstellt. Für den jeweiligen optimalen Erzeugungsmix wurden die Speicherbewirtschaftung sowie die Netzbelastung simuliert.

 

Die klimatologischen Daten zeigen keine Häufung von Extremsituationen. Bis auf schwache Änderungen der saisonalen Dargebote hat der Klimawandel keine gravierende Auswirkung auf die regenerative Erzeugung. Jedoch ist die Entwicklung des österreichischen Strombedarfs dafür maßgeblich, ob eine energetische Deckung erzielt werden kann. Die Belastung des Übertragungsnetzes (Annahme: Ausbau 380-kV-Ring) ist bei geringfügigen Lasterhöhungen beherrschbar. Der weitestgehend ausreichenden Turbinenleistung von (Pump‑)Speicherkraftwerken steht ein hoher Bedarf an zusätzlicher Pumpleistung gegenüber, um jederzeit die Differenz aus Erzeugung und Last ausgleichen zu können. Für die langfristige Speicherung ist die Kapazität von (Pump )Speicherkraftwerke bei weitem nicht ausreichend, um den saisonalen oder gar den mehrjährigen Ausgleich zu bewerkstelligen. Normal 0 21 false false false DE-AT X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4

Publizierter Endbericht

TU Wien, ESEA/EA (Hrsg.): Super-4-Micro-Grid - Nachhaltige Energieversorgung im Klimawandel, approbierter Endbericht zum Forschungsprojekt im Rahmen der 1. AS Neue Energien 2020, Projektnummer: 818954, Wien 2011

Veranstaltungen

Die Ergebnisse des Projektes Super-4-Micro-Grid wurden auch im Rahmen des WEC-Workshops Die Energiewende am 14.11.2012 in Wien präsentiert. Die Präsentationen, sowie weitere Informationen zum Workshop finden Sie hier.

Weitere Publikationen

Projektkonsortium

Projektleitung:

  • TU Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe

Projektpartner:

  • Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik
  • TU Wien, Institut für Ingenieurhydrologie und Wasserwirtschaft
  • TIWAG
  • VERBUND Hydro Power AG
  • Illwerke-VKW AG

Kontakt

Dipl.-Ing. Martin Boxleitner

Dipl.-Ing. Christoph Groiß

Laufzeit/Fördergeber

Von 01/2009 bis 06/2011

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „NEUE ENERGIEN 2020“ durchgeführt.


Dieses Projekt ist folgendem Forschungsgebiet zugeordnet: Nachhaltige Energiesysteme