@techreport{GilsGardianKitteletal.2022,
  author    = {Gils, Hans Christian and Gardian, Hedda and Kittel, Martin and Schill, Wolf-Peter and Murmann, Alexander and Launer, Jann and Gaumnitz, Felix and Ouwerkerk, Jonas van and Bu{ß}ar, Christian and Mikurda, Jennifer and Torralba Diaz, Laura and Kr{\"u}ger, Christine and Jan{ß}en, Tomke},
  title     = {Verbundvorhaben FlexMex - Modellexperiment zur zeitlich und r{\"a}umlich hoch aufgel{\"o}sten Untersuchung des zuk{\"u}nftigen Lastausgleichs im Stromsystem : Schlussbericht},
  institution = {Deutsches Zentrum f{\"u}r Luft- und Raumfahrt},
  address   = {Stuttgart},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:wup4-opus-81744},
  pages     = {37},
  year      = {2022},
  abstract  = {In den letzten Jahren wurden zahlreiche Optimierungsmodelle entwickelt, um die Bewertung von Strategien f{\"u}r die zuk{\"u}nftige Entwicklung von Energieversorgungssystemen wissenschaftlich zu unterst{\"u}tzen. Analysen zur zuk{\"u}nftigen Ausgestaltung des Energiesystems und seines Betriebs, die auf der Anwendung dieser Modelle basieren, kommen jedoch meist zu unterschiedlichen Ergebnissen. Dies liegt zum einen an unterschiedlichen Annahmen in den Modelleingangsdaten, zum anderen an Unterschieden in den Modellformulierungen. Modelle zur Analyse nationaler Energiewendeszenarien unterscheiden sich in der Regel in ihrer r{\"a}umlichen und zeitlichen Granularit{\"a}t sowie in ihrem technologischen Umfang und Detailgrad. Begrenzte Rechenkapazit{\"a}ten machen einen Kompromiss zwischen diesen Dimensionen erforderlich. Eine hohe r{\"a}umliche und/oder zeitliche Granularit{\"a}t geht somit mit einer starken Vereinfachung der Darstellung von Technologieeigenschaften einher. Diese Vereinfachungen k{\"o}nnen von Modell zu Modell unterschiedlich sein. Vor dem Hintergrund dieser Problemstellung lag der Fokus des Projekts FlexMex auf der Bewertung des Einflusses der Modelleigenschaften auf die berechneten Ergebnisse. Um datenbedingte von modellbedingten Unterschieden zu trennen wurde somit ein einheitlicher Satz an Eingangsparametern entwickelt und in allen Modellen verwendet. Die Szenariovorgaben schlie{ß}en dabei die techno- {\"o}konomischen Technologieparameter, Brennstoff- und CO2-Zertifikatspreise, Annahmen zur Strom-, W{\"a}rme- und Wasserstoffnachfrage, das Dargebot der Stromerzeugung aus erneuerbarer Energie (EE) sowie die Potenziale von Lastmanagement und weiteren Flexibilit{\"a}tsoptionen ein. Zudem wurden in den Szenarien ohne modellendogene Ausbauoptimierung auch die installierten Kapazit{\"a}ten der betrachteten Energiewandler, -speicher und -netze harmonisiert. Die Ausnahme bildeten hier Untersuchungen mit Betrachtung einer modellendogenen Optimierung der Anlagenkapazit{\"a}ten. Gem{\"a}{ß} dem Fokus auf dem st{\"u}ndlichen Einsatz von Flexibilit{\"a}tsoptionen wurden im Modellvergleich {\"u}berwiegend Versorgungssysteme mit hohen Erzeugungsanteilen fluktuierender erneuerbarer Stromerzeugung aus Wind und Photovoltaik betrachtet. Der Modellvergleich setzte sich aus zwei, aufeinander aufbauenden Teilen zusammen. Im ersten Teil des Vergleichs stand die detaillierte Analyse der Auswirkung von Unterschieden in den Modellierungsans{\"a}tzen und der Abbildung einzelner Technologien im Vordergrund. Daf{\"u}r wurden die betrachteten Flexibilit{\"a}tsoptionen jeweils einzeln in einem stark vereinfachten System betrachtet. Dieses setzt sich zusammen aus fluktuierender Erzeugung aus Windenergie und Photovoltaik, jeweils mit der Option der Abregelung und der zu analysierenden alternativen Flexibilit{\"a}tsoptionen. Aufgrund der Vielfalt der betrachteten Optionen - Stromspeicher, Strom{\"u}bertragungsnetze, Lastmanagement und verschiedene Technologien der flexiblen Sektorenkopplung - ergeben sich daraus insgesamt 22 Modelll{\"a}ufen. Da sich die Unterschiede in der Technologieabbildung auf jeweils eine Technologie beschr{\"a}nken, k{\"o}nnen Abweichungen in den Ergebnissen diesen direkt zugeordnet werden. Im zweiten Teil des Modellvergleichs wurden alle Flexibilit{\"a}tsoptionen gemeinsam und folglich auch deren vielf{\"a}ltige Wechselwirkungen betrachtet. Im Rahmen der Betrachtung von 16 Testf{\"a}llen wurde die sich aus der Modellwahl ergebende Unsicherheit in den Ergebnissen quantifiziert. Diese Testf{\"a}lle unterscheiden sich im Ausbau von Windkraft- und Photovoltaikanlagen, in der Verf{\"u}gbarkeit verschiedener Flexibilit{\"a}tsoptionen, sowie in der Ber{\"u}cksichtigung eines endogenen Zubaus dieser Flexibilit{\"a}tsoptionen.},
  language  = {de}
}