Regionenmodell. Möglichkeiten und Bedarf von regional aufgelösten Daten

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1 Regionenmodell Möglichkeiten und Bedarf von regional aufgelösten Daten Vortrag von Tobias Schmid im Rahmen des Doktorandenkolloquiums der 25. FfE-Fachtagung 1

2 Ziel des Vortrags Zentraler Bestandteil meiner Arbeit Regionenmodell vorstellen Anwendungsbeispiele für Geodaten Ziel des Vortrags versteckten Bedarf an Geodaten vielfältige Einsatzmöglichkeiten nicht immer ist der Bedarf offensichtlich 3

3 Inhalt 1 Vorstellung FfE-Regionenmodell 2 Datenbasis nach FfE-Regionenmodell 3 Modellierung der zukünftigen Verbraucherlast 4 Vergleich und Bilanzierung des systematischen Fehlers 5 Zusammenfassung und Ausblick 4

4 Inhalt 1 Vorstellung FfE-Regionenmodell 2 Datenbasis nach FfE-Regionenmodell 3 Modellierung der zukünftigen Verbraucherlast 4 Vergleich und Bilanzierung des systematischen Fehlers 5 Zusammenfassung und Ausblick 5

5 Regionenmodell der FfE Aufbau und räumliche Gliederung Formate csv png xls pbf shp, xml 6

6 Regionenmodell der FfE Szenarien zur regenerativen Erzeugung Installierte Leistung Installierte Leistung Standorte der WEA Offshore: 1,5 GW Regionalstatistik Siedlungsflächen 2 GW 19 GW 8 GW 8 GW Solardachkataster Vorrangflächen 16 GW 4 GW 13 GW 4 GW OpenStreetMap Hangneigung 3 GW 3 GW 7 GW 15 GW Digitale Landschaftsmodell Höchste regionale Auflösung als Datengrundlage für die Netzausbauplanung 7

7 Regionenmodell der FfE DWD-Wetterdaten Temperatur Windgeschwindigkeit Europaweite einheitliche Datenbasis und Modell Langjährige Wetterdaten stündliche Auflösung 8

8 Regionenmodell der FfE Modell: Leistungsgang Windkraft Leistung in MW EEX, skaliert Modell FfE z_int-1 Regionenmodell_ Stunde der Woche Leistung in MW EEX, skaliert Modell zukünftiger Leistungsgang verändert sich Ursache: Räumliche Verteilung und Anlagenhöhe EEX, skaliert Modell Modern FfE z_int-1 Regionenmodell_2 Regionenmodell_ Stunde der Woche 9 Modell y = 1,662x R² =,9573 FfE z_int-1 Regionenmodell_37 Regionenmodell_ EEX, skaliert auf Jahreserzeugung BMWi

9 1 Regionenmodell der FfE GIS-Analyse zur Festlegung von Nahwärmenetzen

10 Regionenmodell der FfE Projektbeispiel: Flexibilisierung der Betriebsweise der KWK Fernwärmeabsatz Siedlungstypen Stadtkategorien Fernwärmepotential in TWh 35 TWh 3 TWh Summe 25 TWh 2 TWh 15 TWh Erweiterung 1 TWh Verdichtung 5 TWh Bestand TWh FfE BMWi-2 Flexibilisierung von DEA_ Jahr Wärmebedarfsdichte 11

11 Inhalt 1 Vorstellung FfE-Regionenmodell 2 Datenbasis nach FfE-Regionenmodell 3 Modellierung der zukünftigen Verbraucherlast 4 Vergleich und Bilanzierung des systematischen Fehlers 5 Zusammenfassung und Ausblick 12

12 Datenbasis Demographische Entwicklung Erwerbstätige Einwohner Haushalte 13 Bevölkerung in Millionen 82 Bevölkerung FfE MOS-RegMod_ Jahr

13 Datenbasis Stromverbrauch Industrie private Haushalte GHD 14 Landwirtschaft Verkehr Nachtspeicherheizungen Wärmepumpen

14 Lastgang Modellierung Sektor Quelle Eingangsdaten Industrie FfE Typtag GHD BDEW Typtag Haushalte BDEW Typtag Verkehr FfE Typtag Landwirtschaft BDEW Typtag Nachtspeicherheizungen FfE Temperatur Wärmepumpen FfE Temperatur 15

15 Beispiel Landkreis in MW Mo Di Mi Do Fr Sa So private Haushalte Wärmepumpe NSH Verkehr Landwirtschaft GHD Industrie, Netzbezug Ensto-E FfE MOS-RegMod_ Deutschland in GW 16

16 2 ausgewählte Wochen Winter Sommer Bochum Landkreis in MW Mo Di Mi Do Fr Sa So FfE MOS-RegMod_ Deutschland in GW Landkreis in MW Mo Di Mi Do Fr Sa So FfE MOS-RegMod_ Deutschland in GW Flensburg Landkreis in MW Mo Di Mi Do Fr Sa So Deutschland in GW Landkreis in MW FfE MOS-RegMod_588 FfE MOS-RegMod_589 Mo Di Mi Do Fr Sa So Deutschland in GW München Landkreis in MW Mo Di Mi Do Fr Sa So FfE MOS-RegMod_ Deutschland in GW Landkreis in MW Mo Di Mi Do Fr Sa So FfE MOS-RegMod_ Deutschland in GW Altötting (ChemDelta Bavaria) Landkreis in MW Mo Di Mi Do Fr Sa So FfE MOS-RegMod_ Deutschland in GW Landkreis in MW Mo Di Mi Do Fr Sa So FfE MOS-RegMod_ Deutschland in GW 17 private Haushalte Wärmepumpe NSH Verkehr Landwirtschaft GHD Industrie, Netzbezug Ensto-E

17 Inhalt 1 Vorstellung FfE-Regionenmodell 2 Datenbasis nach FfE-Regionenmodell 3 Modellierung der zukünftigen Verbraucherlast 4 Vergleich und Bilanzierung des systematischen Fehlers 5 Zusammenfassung und Ausblick 18

18 Modellierung der zukünftigen Verbraucherlast Prämissen Verbrauch 1. Absoluter Stromverbrauch bleibt konstant Energieeffizienz und zeitliche Veränderung der Nachfrage werden absichtlich nicht bilanziert 2. Umverteilung des Verbrauchs Wanderungsbewegung auf Basis der Raumordnungsprognose Lastprofile 1. Regionale Lastprofile bleiben konstant Keine neuen Verbraucher oder alternatives Nutzerverhalten 2. Lastprofile berücksichtigen regionale Aspekte Temperatur Feiertage und Brückentage Ziel Bilanzierung des systematischen Fehlers als Folge einer fehlenden Berücksichtigung von Wanderungsbewegungen in Deutschland! NICHT: Prognose einer wahrscheinlichen Entwicklung 19

19 Modellierung der zukünftigen Verbraucherlast Visualisierung Verbrauch 21

20 Inhalt 1 Vorstellung FfE-Regionenmodell 2 Datenbasis nach FfE-Regionenmodell 3 Modellierung der zukünftigen Verbraucherlast 4 Vergleich und Bilanzierung des systematischen Fehlers 5 Zusammenfassung und Ausblick 22

21 Modellierung & Ergebnisse Sommer Sommer 7. in MW absolute Abweichung in MW TBD Heute Zukunft FfE MOS-RegMod_ Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo MW FfE MOS-RegMod_573-8 Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo 23 Überschätzung um im Mittel 3 MW Fehler weist Tagesprofil auf

22 Modellierung & Ergebnisse Sommer Winter 8. in MW absolute Abweichung in MW TBD FfE MOS-RegMod_ Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo MW -3 MW Heute Zukunft FfE MOS-RegMod_57-5 Mo Di Mi Do Fr Sa So Mo 24 Überschätzung um im Mittel 3 MW Fehler weist Tagesprofil auf

23 Modellierung & Ergebnisse Jahresverlauf Wochenbilanz der Abweichung absolute Abweichung in GWh FfE MOS-RegMod_ Ausgeprägtes jahreszeitliches Profil Saisonale Verschiebung von 1. GWh Sensitivität: Speicherheizungen und Wärmepumpen bleiben räumlich konstant! 25

24 Modellierung & Ergebnisse Annahmen Verbrauch 26

25 Modellierung & Ergebnisse Jahresverlauf Wochenbilanz der Abweichung (Effekt d. NSH & WP eliminiert) absolute Abweichung in GWh FfE MOS-RegMod_ Weiterhin: Ausgeprägtes jahreszeitliches Profil Saisonale Verschiebung von 7 GWh 27

26 Inhalt 1 Vorstellung FfE-Regionenmodell 2 Datenbasis nach FfE-Regionenmodell 3 Modellierung der zukünftigen Verbraucherlast 4 Vergleich und Bilanzierung des systematischen Fehlers 5 Zusammenfassung und Ausblick 29

27 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung 1. Anwendungsbeispiele für Geodaten aus dem Bereich Erneuerbare Energien und Wärmenetze 2. Es existiert ein systematischer Fehler wenn kleinräumige Wanderungsbewegungen nicht berücksichtigt werden 3. Saisonale Schwankung und Tagesprofil des Fehlers nicht ausschließlich auf NSH und WP zurückzuführen 4. Fehler zwischen -3 MW und +1.8 MW große Fehler zu Zeiten hoher Last Einfluss auf benötigten Kraftwerkspark 5. Geodaten auch für Nicht-Geofragen relevant Kann mit Geodaten vermieden werden! Wichtig für Speicher und Kraftwerke! Ausblick 1. Bedeutung von Geodaten wird zunehmen insbesondere wenn Deutschland nicht mehr als Kupferplatte betrachtet werden kann 2. Steigende Relevanz des Datenmanagements große Datenmengen (Geodaten und Wetterdaten) Aktualisierung, Dokumentation und Pflege der Daten 3. Schnittstelle für Austausch zwischen Projekten und Instituten Netze und Eigenverbrauchssysteme! 1 Jahr entspricht 25 Mio. Datensätze 3

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ansprechpartner: Dipl.-Phys. Tobias Schmid +49 (89) Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.v. Am Blütenanger München 31