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Städtische Energiesysteme


Modellieren - Analysieren - Optimieren

energiesystemeWeltweit ändern sich die Rahmenbedingungen der Energieversorgung. Neben der Verknappung der fossilen Energieträger und dem wachsenden Energiehunger der Weltbevölkerung rücken die energiebedingten CO2-Emissionen immer stärker in den Fokus der Aufmerksamkeit. Wir erleben stetig steigende Energiepreise und eine wachsende, weltweite Diskussion über die Verringerung der Treibhausgasemissionen.

Die Forschungsgruppe „Energie- und Systemstudien“ beschäftigt sich mit der Modellierung städtischer Energiesysteme. Dabei untersuchen wir, wie durch Effizienzsteigerung und Dekarbonisierung der Angebotsseite sowie Veränderung der Nachfrage, den Problemen begegnet werden kann. Umgesetzt wurden unsere  Empfehlungen  unter anderem von der Stadt Wien. Weitere Projekte werden derzeit in der slowakischen Stadt Malacky, in Augsburg und Greifswald durchgeführt.

Unsere Energiestudien profitieren von einem neuartigen Instrument, dem System URBS, das von uns in mehrjähriger Arbeit entwickelt und inzwischen vielfach erprobt wurde. Mit Hilfe dieses Werkzeugs können Referenzenergiesysteme in linearer Form modelliert und optimiert werden. Optimiert wird im Regelfall nach minimalen Kosten. Die im Modell implementierten Prozesse können mit spezifischen CO2-Emissionen belegt werden. Dadurch sind Aussagen über die Entwicklung der Treibhausgasbilanz der betrachteten Region möglich. Die Menge an jährlich emittiertem CO2 kann in dem Modell auch vorgegeben werden - durch die Zuweisung von Zertifikatskosten oder durch einen Zielwert. 

Damit eine möglichst realistische Abbildung der Energiesysteme gewährleistet ist, kann im Modell die Zeitstruktur beliebig genau gewählt werden. Dies ist für die Berücksichtigung von Prozessen mit Koppelprodukten (z.B. Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung) von besonderer Bedeutung. Die folgenden Projektbeispiele sollen in ihrer Unterschiedlichkeit ein Gefühl für die Vielseitigkeit unserer Methode vermitteln.

2006: Für die Stadt Wien (1.7 Mio. Einwohner) haben wir ein Energiesparkonzept erarbeitet. Dieses wurde in vollem Umfang vom Wiener Stadtrat beschlossen und wird jetzt umgesetzt. Der aktuelle Stand kann auf www.sep.wien.at eingesehen werden.

2007: Für die Gemeinde Ungerhausen (1000 Einwohner) im Landkreis Unterallgäu wurde ein Energiekonzept erarbeitet, das aufzeigt, inwiefern abhängig von der landwirtschaftlichen Struktur eine autarke Energieversorgung realisiert werden kann.

In einem weiteren Schritt können die Modelle in eine geographische Grundstruktur eingebettet werden. So  sollen insbesondere die Eigenschaften der Verteilungsstrukturen besser berücksichtigt werden. Hierfür kartieren wir den zeitlichen und räumlichen Verlauf beispielsweise der Raumwärmenachfrage. [Flyer Städtische Energiesysteme]

Projektgruppe an der Universität Augsburg:
Prof. Dr. Kurt Behringer, Institut für Physik
Prof. Dr. Gerd Peyke, Institut für Geographie
Dr. Jens Soentgen, Wissenschaftszentrum Umwelt

Projektgruppe am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching
Dr. Thomas Hamacher
Dr. Pascal Mühlich
Dr. Stefan Winkelmüller
Florian Botzenhart
Bernhard Grotz
Tobias Hartmann
Nina Heitmann
Joachim Herrmann