FlexECO
Ein optimales Dispatching-Tool für große vernetzte Multi-Energiesysteme
- Das Tool stellt gleichzeitig drei Energieträger zur Verfügung: (i) Strom, (ii) Methan und (iii) Wasserstoff
- Optimierung in stündlicher Auflösung für 8760 Stunden
- Es wird keine Investitionsentscheidung getroffen. Das Tool wird erweitert, um Investitionsentscheidungsvariablen einzubeziehen
- Die Endnachfrage wird explizit pro Nachfragesektor dargestellt, wie z. B. Elektrogeräte, Raum- und Wasserheizung, Prozesswärme, PKWs, öffentliche Verkehrsmittel, leichte LKWs, schwere LKWs, Güterbahn
- Die (anteiligen) Technologien, die zur Bedienung der Endnachfrage unter Nutzung des entsprechenden Energieträgers eingesetzt werden, werden explizit dargestellt, modelliert als feste oder zeitvariable Wirkungsgrade. Beispiele für solche Technologien sind: Luft-/Wasser-/Erdwärmepumpen (jeweils für Fußboden- oder Radiatorheizung), Batterie-Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge, Wasserstoffkessel, Methankessel, etc.
- Erzeugungstechnologien: Kernkraft, kohlebefeuerte Wärmekraftwerke, Stromerzeugung auf Methan-/Wasserstoffbasis, Windkraft, Solarenergie, Stauseewasser und Laufwasser, Elektrolyseure, Methanisierungsanlagen
- Speichertechnologien: Pumpspeicherkraftwerke, Methanspeicher, Wasserstoffspeicher
- Knotendarstellung: Jeder Knoten kann als (i) Land, (ii) Region innerhalb eines Landes oder (iii) mehrere Länder modelliert werden.
- Klimatische Unsicherheiten, die sich auf das Potenzial der Wind-, Solar- und Wasserkrafterzeugung sowie auf die Nachfrage auswirken, werden durch Monte-Carlo-Simulationen berücksichtigt. Da statistische Verteilungen ausgewählter Parameter als Input verwendet werden, ist das Ergebnis die statistische Verteilung jedes Indikators von Interesse.
- Eine parametrisierte Sensitivitätsanalyse wird durchgeführt, um eine Pareto-Kurve zu identifizieren
- Das Tool basiert auf einem optimierten C++-Code. (Beispiel für die Leistung: eine 1-Jahres-Simulation in stündlicher Auflösung kann bei Problemen mit einer Größe von bis zu 100 Knoten bis zu 300 Sekunden dauern)
- Die Eingabedaten werden in Excel bereitgestellt
Eingabedaten:
- Jährlicher Bedarf an Raum-, Wasser- und Prozesswärme
- Jährlicher Bedarf an Transport (PKW, leichte und schwere LKW, öffentlicher Verkehr, Güterbahn)
- Jährlicher Strombedarf
- Stündliche Zeitreihen des Bedarfs
- Biomethan-Produktionspotenzial
- Installierte Kapazitäten der Stromerzeugung
- Stündliche Zeitreihen der Wind-, Solar- und Laufwasserkraftproduktion
- Zuflüsse aus Wasserreservoirs
- Land Pumpspeicherkapazitäten
- Gasspeicherkapazitäten der Länder
- Gaspipeline-Transferkapazitäten innerhalb eines Landes
- Modell des europäischen Stromnetzes (in DC)
T. Demiray, “FlexEco: Ein optimales Dispatching-Tool für große vernetzte Multi-Energiesysteme”, 2018.