Mit dem Projekt „Effektive Rahmenbedingungen für einen kostenoptimalen EE-Ausbau mit komplementären dezentralen Flexibilitätsoptionen im Elektrizitätssektor (ERAFlex)“ soll die Diskrepanz zwischen einer volkswirtschaftlich kostenminimierenden Systemoptimierung sowie einer auf das akteursspezifische Marktverhalten fokussierenden Wirkungsanalyse zunächst identifiziert und schließlich schrittweise durch iterative Simulationsläufe (Gesamtkosten und Akzeptanz) geschlossen werden.
Der steigende Anteil dargebotsabhängiger erneuerbarer Energien im Energiesystem führt zur Notwendigkeit einer weitgehenden Flexibilisierung auf unterschiedlichen Systemebenen. Im Elektrizitätssektor müssen auf dezentraler Ebene die regelbaren konventionellen und erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen, Energiespeicher, Lastmanagement, sowie der Ausbau von Transport- und Verteilnetzen als Flexibilitäts-optionen integriert zusammengeführt werden. Die praktische Umsetzung der Energiewende zeigt jedoch Diskrepanzen mit den Modellergebnissen einer Systemoptimierung auf rein technisch-ökonomischer Basis. Beispielsweise führt eine systemoptimierende Abregelung (Curtailment) der fluktuierenden erneuerbaren Energien (fEE) aus der Perspektive eines sozialen Planers zu einer anderen Auslastung dieser Anlagen als eine fördersystemspezifische oder eine marktgetriebene Abregelung. Diese ist zudem von den Flexibilitätsoptionen und deren spezifischen Kosten und Auswirkungen abhängig, die den Akteuren zur Verfügung stehen.
Dies kann zu einem bedeutsamen „Efficiency Gap“ führen, d. h. einem entscheidenden Unterschied in der Effizienz der theoretischen Zielerreichung und der Umsetzung in der Realität. Um auch in der Umsetzung tatsächlich eine kostenoptimale Entwicklung zu erreichen, müssen die Anreizsysteme für Akteure im Hinblick auf Investitionen und Betriebsoptimierung von komplementären Flexibilitätsoptionen und erneuerbaren Energien stärker berücksichtigt werden. Ebenso müssen die Weiterentwicklung und teilweise Neuausrichtung der regulatorischen Rahmenbedingungen und des Förderdesigns in die Berechnungen einbezogen werden.
In der Vergangenheit wurden unterschiedliche Modellierungsansätze entwickelt, um politische Entscheidungsträger bei der Festlegung von Ausbaupfaden des Elektrizitätssektors, bei der kostenminimalen Erreichung energie- und klimapolitischer Ziele, sowie bei der Ausgestaltung von wirksamen Anreizmechanismen und Rahmenbedingungen wissenschaftlich zu unterstützen. Die Modellierungsansätze unterscheiden sich u. a. hinsichtlich ihrer Perspektive auf den Elektrizitätsmarkt. Insbesondere wird das Verhalten von Akteuren unterschiedlich berücksichtigt. Bei einem fundamental optimierenden Modellierungsansatz wird im einfachsten Fall typischerweise vom Prinzip des Homo oeconomicus ausgegangen, der sein Handeln ausschließlich anhand finanzieller Kriterien ausrichtet. Darüber hinausgehende relevante Aspekte, wie Verhaltens- und Entscheidungsmuster einzelner Akteure oder auch Unsicherheit und Unschärfe über zukünftige Entwicklungen müssen zusätzlich in geeigneter Weise implementiert werden, um ein realistischeres Zukunftsbild zu erreichen. Dies kann direkt in kostenminimierenden Fundamentalmodellen erfolgen oder auch über agentenbasierte Modelle.
In der Realität auftretende Wirkungen, die durch verschiedene Effekte, wie z. B. Verhalten von Akteuren, Informationsdefizite, Präferenzen, Fehlanreize verursacht werden, zu analysieren sowie, Wirkungsmechanismen und Maßnahmen zu identifizieren, die eine verbesserte Zielerreichung des Gesamtsystems im Hinblick auf die politisch gesetzten Ziele und die prognostizierten Systemgesamtkosten erwarten lassen.
Anwendung und Vergleich der Modellierungsansätze eines kostenminimierenden Fundamentalmodells und eines agentenbasierten Modellansatzes im Hinblick auf das durch die Modelle beschriebene Verhalten der Akteure und des Systems. Vergleichende Analyse der Integration von fluktuierenden erneuerbaren Energien, ihres kostenoptimalen Ausbaus sowie von komplementären dezentralen Flexibilitäts-optionen im Elektrizitätsmarkt mit Hilfe der zwei Modellansätze im Hinblick auf betriebswirtschaftliche, gesamtwirtschaftliche und gesamtheitlich bewertete Kosten. Dies ermöglicht die Integration wichtiger sozioökonomischer Aspekte in die Analysen und Ergebnisse.
Die Entwicklung von wissenschaftlichen Methoden zur notwendigen Erweiterung der eingesetzten Modelle für die Berücksichtigung der verschiedenen o. a. Aspekte und zur Kopplung eines agentenbasierten Modells mit einem kostenminimierenden fundamentalen Elektrizitätsmarktmodell und Darstellung ihrer Bedeutung für die Interpretation von Modellergebnissen und die modelltechnische Implementierung.
Formulierung von Schlussfolgerungen für angepasste wirksame und kosteneffiziente regulatorische Rahmenbedingungen zum Anreiz von Investitionen in fluktuierende erneuerbare Energien und komplementäre Flexibilitätsportfolios auf Basis realen Marktverhaltens und sozioökonomischer Gesichtspunkte und Generierung von Hinweisen für eine kosteneffiziente und realistische Umsetzung der Energiewende zu generieren.
Identifikation von an das Akteursverhalten angepassten Ausbaupfaden für erneuerbare Energien und dezentrale Flexibilitätsoptionen. Um diese zu erreichen, werden Erkenntnisse und Schlussfolgerungen für die erforderlichen regulatorischen Rahmenbedingungen formuliert.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER)
Den Abschlussbericht des Projektes Effektive Rahmenbedingungen für einen kostenoptimalen EE-Ausbau (ERAFlex Projekt) finden Sie unter folgendem Download-Link:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung https://www.bmwi.de/DE/Themen/Energie/Energieforschung-und-Innovationen/6-energieforschungsprogramm.html
