Energiesystem

Die Arbeitsgruppe „Regulierung“ der vier Kopernikus-Projekte hat in einem neuen Papier Anregungen zur Ausgestaltung der Netzentgelte vorgestellt, die auf die Herausforderungen der Energiewende reagieren. Das Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern vereint Expertise aus den Kopernikus-Projekten Ariadne, SynErgie, ENSURE und P2X und zeigt, wie eine effiziente und zukunftsfähige Stromnetzentgeltsystematik gestaltet werden kann.

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Am 1. Januar trat der § 14a EnWG zur netzorientierten Steuerung von Verbrauchseinrichtungen in Kraft. Die neue Regelung bietet Netzbetreibern die Möglichkeit, die Leistung großer Verbraucher wie Wärmepumpen und Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge gezielt zu steuern, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Um den Herausforderungen im Niederspannungsbereich gerecht zu werden, hat das Fraunhofer CINES einen Workshop mit Netzbetreibern, Forschenden, Consultingfirmen und Industriepartnern veranstaltet. Die Erkenntnisse wurden in einem Whitepaper veröffentlicht, das aktuelle Fragestellungen, aber auch die Zukunft und langfristige Nutzungsmöglichkeiten der Anforderungen von § 14a EnWG detailliert beleuchtet.

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Der vorliegende Ariadne-Szenarienreport spannt den Optionenraum für die deutsche Energiewende auf. Dazu werden fünf Szenarien mit unterschiedlichem Technologiefokus modelliert, um die Klimaziele und Klimaneutralität erreichen. 

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Für das Ziel, bis 2045 klimaneutral zu wirtschaften, müssen auch Industrieunternehmen in Deutschland ihre Produktion dekarbonisieren. Gehemmt wird die Transformation jedoch durch mangelnde Planungssicherheit die die langfristigen und großvolumigen Investitionen absichern. Dieses Empfehlungspapier macht Vorschläge, um eine sowohl klimaneutrale als auch wettbewerbsfähige Industrie in Deutschland zu ermöglichen können.

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Deutschland steht vor der Herausforderung, sein Stromsystem auf erneuerbare Energien umzustellen. Um diesen Wandel erfolgreich zu gestalten, sind tiefgreifende Veränderungen im Strommarkt notwendig. Forscher:innen des Kopernikus-Projekts Ariadne haben 18 mögliche Maßnahmen identifiziert, die dabei helfen können, ein flexibles und effizientes Stromsystem zu schaffen. Teil des Konsortiums sind Forschende des Fraunhofer Exzellenzclusters CINES.

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Die EU räumt dem Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur Priorität ein. Um effektiv planen zu können, muss sie die künftige Rolle von Wasserstoff im Energiesystem verstehen, die noch ungewiss ist. Eine Analyse zeigt, dass ein robustes europäisches Wasserstoffsystem für eine kosteneffiziente und nachhaltige Energieversorgung unerlässlich ist und erneuerbare Energien über Elektrolyseure, Speicher und Transportnetze integriert.

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Gerade in den Städten und Kommunen sowie den Gewerbe- und Industriegebieten Deutschlands schlummert noch ein ungenutztes Potenzial für die Energiewende.

Intelligente Vor-Ort-Systeme auf Basis erneuerbarer Energien sind ein Baustein, um diese Potenziale nachhaltig und gerecht für die Nutzung im Strom-, Wärme- und Mobilitätssektor zu erschließen. Ein Vor-Ort-System beschreibt den energiewendedienlichen Einsatz von Anlagen zur  Bereitstellung und zum Einsatz von Energie in einem räumlich begrenzten Einzugsgebiet, um die Integration von erneuerbaren Energien zu fördern, Sektorenkopplung zu ermöglichen, Flexibilitätspotenziale zu aktivieren und sowohl die Akzeptanz als auch die Partizipation der lokalen Akteure zu steigern.
Das Fraunhofer-Exzellenzcluster Integrierte Energiesysteme CINES hat untersucht, ob und auf welche Weise Vor-Ort-Systeme zu einer  kosteneffizienten und partizipativen Energiewende beitragen können.

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Dieser Beitrag befasst sich mit der aktuellen Marktsituation von Strom-, Gas- und Wärmenetzbetrieben. Mittels einer Umfrage unter 1.024 Netzbetrieben in Deutschland sowie insgesamt 11 Expert:inneninterviews zeigt die Studie neben den Synergien und Konkurrenzsituationen auch Chancen sowie Herausforderungen sowie unterschiedliche Organisationsstrukturen auf.

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Untersuchung der Erzeugung von Prozesswärme für 13 Industriebranchen aus den Bereichen Metall- und Mineralindustrie sowie die Dampferzeugung als branchenübergreifende Technik mit dem Fokus einer zukünftigen Umstellung auf treibhausgasneutrale Prozesswärmeerzeugung.

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Modellbasierte Analyse möglicher Transformationspfade hin zu Klimaneutralität

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Die Auswirkungen des industriellen Wandels auf ein CO2-neutrales europäisches Energiesystem. Die Studie analysiert insbesondere die Rolle der Elektrifizierung und des Wasserstoffs in Bezug auf eine CO2-Minderung.

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Untersuchung der Nutzung von Energieflexibilitätsoptionen in einem realen Wohnquartier. Es wurden elektrische und thermische Verbrauchs- und Erzeugungszeitreihen eines Kalenderjahres verwendet, um verschiedene Szenarien zu simulieren und anhand bestimmter Key-Performance-Indicators zu bewerten.

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Diese Studie diskutiert die Entwicklung und Umsetzung von Maßnahmen, die einen Übergang zur vollständigen Dekarbonisierung des Wärme- und Kältesektors in Gebäuden und der Industrie bis 2050 gewährleisten sollen.

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Der Raffineriestandort Schwedt ist ein wichtiger Kraftstofflieferant für Ostdeutschland. Dieses Papier legt Konzeptideen für eine mittel- und langfristige Rohstoffversorgung zur Erreichung eines klimaneutralen Produktportfolios des Standortes vor. 

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Hier finden Sie alle Fachvorträge zum Workshop Versorgungssicherheit vom 26.10.2022.

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Dieses Kurzdossier analysiert die Auswirkungen der Energiekrise auf die Transformation des deutschen Energiesystems zur Klimaneutralität 2045 sowie Strategien zur Beseitigung der Abhängigkeit Deutschlands von russischen Erdgasimporten.

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Diese Szenarioanalyse modelliert den Politikinstrumentenmix Stand Januar 2022 in Hinblick auf eine klimaneutrale Industrie.

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Durch die starke Abnahme und ungewisse Zukunft der pipelinegebundenen Erdgasversorgung aus Russland, pendeln sich gegenwärtig neue Marktverhältnisse für fossiles Gas in Deutschland ein. In dieser Analyse werden die Verfügbarkeit und Wettbewerbsfähigkeit von grünem Wasserstoff diskutiert. 

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Dieses Paper analysiert und bewertet die vereinbarten Politikmaßnahmen in Bezug auf die Klimaziele auf nationaler sowie europäischer Ebene.

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Europäische Gasversorgungssicherheit aus technischer und wirtschaftlicher Perspektive vor dem Hintergrund unterbrochener Versorgung aus Russland.

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Dieser Bericht befasst sich mit Themen im Zusammenhang mit der Energiewende und konzentriert sich auf potenzielle (digitale) Lösungen, um ein auf erneuerbaren Energien basierendes Stromsystem zu ermöglichen.

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Für die Umgestaltung der europäischen Gasinfrastrukturen, die resilient gegenüber Lieferausfällen und zukunftsfähig bzgl. Klimaneutralität sind, sind umfangreiche Analysen notwendig. In diesem Papier werden als Grundlage für solche Analysen Daten und Informationen zu den aktuellen und geplanten Gasinfrastrukturen zusammengefasst.

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Finden Sie heraus, wie ein CO2-neutrales Energiesystem 2050 funktioniert und welche Rolle Wasserstoff dabei spielt.

Zur WebseiteFraunhofer Wasserstoff-Story

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Ziel der Studie ist es, aufzuzeigen, wie das aktuelle Strommarktdesign anzupassen ist, um die benötigte Flexibilität für die Gewährleistung von Versorgungssicherheit, Refinanzierung der Erneuerbaren Energien sowie Wirtschaftlichkeit von Sektorenkopplungstechnologien zu sichern.

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Die vorliegende Szenarienanalyse stellt konkrete Transformationspfade hin zur Klimaneutralität 2045 auf der Basis eines umfassenden Modellvergleichs für Deutschland vor.

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Expert:innen des Fraunhofer CINES haben zentrale Herausforderungen und Lösungsansätze bezüglich der europäischen und nationalen Klimaschutzziele für diese Legislaturperiode herausgearbeitet.

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Das Thesenpapier verfolgt das Ziel, die wesentlichen Erkenntnisse und Notwendigkeiten für eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende zu formulieren. Dabei fokussieren sich die Thesen auf technische und systemische Aspekte der Energiewende.

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