ENMOSA - Energiemosaik Hunsrück-Hochwald

Modularer Aufbau ermöglicht flexiblen Wechsel der Darstellungsebenen.Das Projekt ENMOSA – Energiemosaik Hunsrück-Hochwald – wird für die Opens external link in new windowNationalparkregion Hunsrück-Hochwald ein dynamisches Werkzeug zur Analyse und Prognose der energetischen Nutzung der Sektoren Strom, Wärme und Transport entwickeln und bereitstellen. Ziel ist es, auf Grundlage der Energieverbrauchsdaten und Energieerzeugungssysteme ein Modell aufzubauen, aus dem Maßnahmen abgeleitet werden können, damit die Nationalparkregion langfristig die Entkarbonisierung der Energieversorgung erreicht und damit die Klimagasemissionen senkt.

Durch die Aggregation aller energetisch relevanten Daten wird Transparenz beim Energiedatenmanagement in der Region geschaffen. Der modulare Aufbau des Simulationsmodells der Region ermöglicht flexiblen Wechsel der Darstellungs- und Analyseebenen von der gesamten Nationalparkregion bis zum Einzelobjekt (siehe Abbildung rechts). Die Normalisierung des Simulationsmodells sichert die Erweiterbarkeit und schafft Schnittstellen für die Verknüpfung mit weiteren Projekte. Eine laufende Erprobung von Maßnahmen und Prognosen im Simulator ermöglicht die Identifikation von Potenzialen und Risiken. Schließlich führt die Integration aller Beteiligten zu einer nachhaltigen Weiterentwicklung der Region.

Projektstruktur

In der Abbildung links ist die Projektstruktur des Projekts ENMOSA dargestellt. Die regionalen Strukturdaten (Katasterinformationen, Infrastruktur, statistische Angaben), Energieverbrauchsdaten der Sektoren Strom, Wärme und Transport, Angaben zu den Energieerzeugungssystemen sowie Potenzialflächen (z. B. Dachflächen für den Ausbau von Photovoltaik bzw. Solarthermie) werden zusammengestellt und in einer relationalen Datenbank abgelegt. Das dynamische Energiemodell greift auf diese Daten zu, um im Simulationskern die Energiedaten sowie die Entwicklungspotenziale zu verknüpfen, sodass die Energiebilanz, die Residuallasten sowie der Energiestrom berechnet werden können. An das Energiemodell schließt die Energiedatenanalyse an, um zu einen die energetischen Daten zu evaluieren und zu optimieren und des Weiteren die ausgewerteten Daten zu visualisieren. Die Ergebnisse der Datenanalyse werden in das Energiemodell zurückgespielt. Die Konzeptentwicklung vereint die Daten aus dem Energiemodell und der Analyse, um unterschiedliche Szenarien zu untersuchen und Entwicklungspfade zu prüfen. Auswirkungen aus der Szenarienanalyse fließen in das Energiemodell zur iterativen Optimierung des Simulators zurück. Damit lassen sich Prognosen zur Sektorkopplung entwickeln sowie Handlungsmaßnahmen ableiten.

Grundkonzept

Das Grundkonzept zur dynamischen Simulation der vernetzten Einheiten im Energiemodell ist in folgender Abbildung dargestellt. In das Energiemodell fließen zunächst die Angaben zur Energienutzung der Haushalte, des Gewerbes und der Industrie ein. Des Weiteren werden die Erzeugungsprofile der Energieerzeugungseinheiten, insbesondere Wind, Photovoltaik und Biomasse, integriert. Schließlich werden Nutzungsprofile des Transportwesens berücksichtigt. Ergänzt wird das Modell zu Netzkapazitäten in den Sektoren Strom und Wärme. Optional werden unterschiedliche Speicherarten (Strom, Wärme, Power-to-X) in das Modell eingebunden. In dem Simulator lassen sich die Profile, die Erzeugersysteme und die Verbrauchseinheiten parametrisieren, sodass eine umfassende Szenarioanalyse möglich ist

Anhand der dargestellten Projektstruktur sowie dem Grundkonzept der Simulation lassen sich die Ziele des Projekts ENMOSA in Primär- und Sekundärziele differenzieren.

Primärziele

  • Systematisierung der verfügbaren Energiedaten aus den Sektoren Strom, Wärme und Verkehr,
  • Schaffung eines dynamischen Simulationsmodells zur kurz-, mittel- und langfristigen Entwicklung der Region im Hinblick auf Energieeffizienz, Klimagasemissionen und energetischem Ausbau,
  • Aufbau von Demonstratoren als Blaupause für weitere Regionen,
  • Identifikation von Handlungsempfehlungen für alle beteiligten Gruppen (Energieversorger, Netzbetreiber, politische Entscheidungsträger, Bevölkerung).

Sekundärziele

  • Sensibilisierung für eine nachhaltige energiepolitische Entwicklung der Nationalparkregion Hunsrück-Hochwald,
  • Verknüpfung der Ergebnisse mit Drittprojekten (z. B. Designetz, EnergiewabenGR),
  • Übertragung und Ausweitung des Modells auf weitere Regionen.

Der Nutzen der Projektergebnisse lässt sich entsprechend der einzelnen Gruppen gliedern:

Energieversorger, Netzbetreiber

  • Identifikation von Hotspots und möglichen Engpässen,
  • Planungsgrundlage für die Förderung des Umbaus der Energieversorgung.

Politische Entscheidungsträger

  • Förderung der regionalen Wertschöpfung,
  • Ausbau kommunaler Einrichtungen als Demonstratoren.

Bevölkerung

  • Aktive Integration in die energetische Entwicklung der Region,
  • Stärkung des Bewusstseins für die Eigenverantwortung in Bezug auf die Energienutzung und den Klimawandel.

Anküpfungspunkte

Die Ergebnisse des Projekts lassen sich in parallel laufende Projekte integrieren, die sich ebenfalls mit der Energienutzung und -modellierung beschäftigen.

Ausschreibungen

Im Projekt ENMOSA werden laufend Studierende gesucht, die im Rahmen von Fachprojekten, interdisziplinären Projektarbeiten sowie Bachelor- bzw. Masterarbeiten einen wesentlichen Beitrag im Projekt leisten können.

Aktuelle Aufgabenstellungen im Projekt:

  • Modellierung der Auswirkungen der Verkehrswende auf den Stromsektor in der Nationalparkregion
  • Eigenstromverbrauchs- und Autarkieszenarien der Nationalparkregion

Initiates file downloadAusschreibung zur Mitarbeit im Projekt ENMOSA

 

Aktuelle Projekt-/Abschlussarbeiten

 Initiates file downloadMachbarkeitsstudie Abwärmenutzung (Master)

 Initiates file downloadLeitfaden Null-Emissions-Neubaugebiet (Bachelor/Master)

 Initiates file downloadEnergiedatenmanagement in der Nationalparkregion (Bachelor/Master)

Ansprechpartner

Prof. Dr. Henrik te Heesen

 +49 6782 17-1908

h.teheesen@umwelt-campus.de

 

 

 

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Henrik te Heesen

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