Die tiefe Geothermie ist integraler Bestandteil der Wärmewende und kann darüber hinaus einen signifikanten Beitrag zur Bereitstellung elektrischer Energie liefern Bislang unzureichend untersucht ist die Frage, in wie weit Geothermiebasierte Strom-Wärme-Systeme für eine flexible Deckung des Strombe-darfs, insbesondere der Bereitstellung von Regelleistung genutzt werden können, ohne negative Auswirkungen auf die Wärmeversorgung zu bedingen. Die Studie stellt fest, dass aus hydrogeochemischer Sicht ein flexibler Betrieb des Thermalwasserstroms für die Anlagenkomponenten und das Reservoir, gerade im Molassebecken weitgehend unbedenklich ist. Es ist festzuhalten, dass Erfassung von Messdaten und eine anlagenbezogene Bewertung unersetzlich ist. Die durchgeführte technische Analyse sowie die Simulation der Geothermieanlagen zeigen auf, dass das technische Potenzial der dauerhaften Bereitstellung von positiver und negativer Regelleistung für nahezu alle technischen Flexibilitätsoptionen, insbesondere für Bestandsanlagen gering ist. Ausnahme ist das technische Flexibilitätspotential für die Bereitstellung von positiver Regelleistung durch den Einsatz von Heißwasser- bzw. Thermalwasserspeichern. Hier ist das technische Potential als mittel bis groß einzuschätzen, jedoch steigt auch der technische Aufwand. Das technische Potenzial der positiven und negativen Regelleistungsbereitstellung mit eingeschränkter zeitlicher Verfügbarkeit (also in Zeitscheiben) ist hingegen für nahezu alle Flexibilitätsoptionen mittel bis groß. Folglich besteht ein di-rekter Einfluss der zeitlichen Verfügbarkeit auf das Potenzial der Regelleistungsbereitstellung; der technische Aufwand korreliert mit der Größe der Speichervolumina. Das Gesamtpotential der Regel-leistungsbereitstellung bleibt jedoch insgesamt auf niedrigem Niveau. Verglichen mit konventioneller Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) zeigt die Geothermie eine sehr variable Stromkennzahl, wodurch eine sehr große Flexibilität zwischen Strom- und Wärmeerzeugung gewährleistet ist. Weiterhin sind die CO2-Emissionen pro erzeugter Energieeinheit deutlich positiver zu bewerten als bei fossil betriebener KWK. Die ökonomischen Bewertungen zeigen, dass unter aktuellem Preisniveau und Anwendung von technischen Flexibilitätsoptionen die Anlagen nur bedingt wirtschaftlich Regelleistung erbringen können. Anlagen im Bestand mit Unterstützung durch das Spitzenlast-Heizwerk können bereits heute durch Bereitstellung von positiver Sekundärregelleistung zusätzliche (geringe) Gewinne erwirtschaften. Bei Anlagen im Bestand ohne Modifikation bzw. der Erweiterung durch Wärmespeicher ist dies nicht der Fall. Die Verringerung des anzulegenden Werts für Strom aus Geothermie birgt eine verstärkte Ausnutzung des Flexibilitätspotentials und damit ökonomische Vorteile. Anlagen im Bestand und Anlagen mit Spitzenlast-Heizwerk können dann wirtschaftlich negative und positive Sekundärregelleistung vorhalten. Eine Bereitstellung von Flexibilität durch tiefe Geothermiekraftwerke, deren Stromerzeu-gung nach EEG vergütet wird, ist damit ohne zusätzliche Anreize mittelfristig nicht zu erwarten. Eine zeitliche Entkopplung der Stromproduktion von der Wärmenachfrage mit Hilfe von Wärmespeichern ermöglicht eine mehr strompreisorientierte Fahrweise des Geothermiebasierten Strom-Wär-mesystems. Das flexiblere Energiesystem reduziert dabei die Gesamtkosten mittels Maximierung der Erlöse durch Stromeinspeisung ins Netz zu Zeiten mit hohen Strompreisen. Zusätzliche elektrische Wärmeerzeuger (wie in dieser Untersuchung z. B. eine Wärmepumpe) werden bei sehr niedriger Residuallast und damit verbundenen geringen Stromkosten für die Wärmegewinnung eingesetzt. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass aktuell die Bereitstellung von Regelleistung durch Geothermiebasierte Strom-Wärme-Systeme aus hydrogeochemischer und technischer Sicht mit Einschrän-kungen möglich ist. Die zu erwirtschafteten Gewinne sind gering. Aufgrund der (bislang) geringen Anzahl von Geothermie-basierten Strom-Wärme-Systemen ist der systemdienliche Benefit ebenfalls als gering einzustufen. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "RegenerativKraftwerk 2050 - Wege zu einer 100%-Versorgung mit erneuerbaren Energien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUBE Engineering GmbH durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist der Nachweis, dass erneuerbare Energien (EE) alle notwendigen Systemdienstleistungen erbringen können, um Deutschland mit rein regenerativem Strom zu versorgen. Der zukünftige Systemdienstleistungsbedarf wird mit Hilfe eines 100-Prozent-EE-Stromversorgungsszenarios ermittelt, das die erneuerbare Stromerzeugung, den Stromverbrauch, die Energiespeicherung und die resultierenden Leistungsflüsse im Höchstspannungsnetz räumlich, zeitlich und technologiespezifisch genau abbildet. Zur Demonstration der Systemdienstleistungserbringung werden reale Windenergie-, Photovoltaik- und Biogasanlagen kommunikationstechnisch verknüpft und unter Verwendung innovativer Regelungskonzepte so eingesetzt, dass sie die Anforderungen für die Systemdienstleistungserbringung erfüllen. Die Ergebnisse der Tests mit realen Anlagen und räumlich einmalig hoch aufgelösten Simulationen sind im veröffentlichten Abschlussbericht des Projekts dargelegt. Sie zeigen, dass ein zukünftiges System allein auf Basis Erneuerbarer Energiequellen die heute gewohnte Versorgungsqualität erbringen kann und wir langfristig keinen Strom aus Kohle oder Kernkraft mehr brauchen.
Das Projekt "Monitoring Plusenergie-Grundschule Hohen Neuendorf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Fachbereich 1 Ingenieurwissenschaften - Energie und Information durchgeführt. Planung und Umsetzung einer Plusenergie-Grundschule in Hohen Neuendorf ist bereits Gegenstand eines EnOB-Fördervorhabens. Das zugehörige Monitoring wird als Phase 2 des Projektes bezeichnet und ist ein Gegenstand dieses Antrags. Zweiter Gegenstand ist die deutsche Teilnahme an der IEA Task 41 (Solar Energy and Architecture). Das Monitoring GSHN Phase 2 zielt ab auf den Funktionsnachweis der Komponenten des Energiekonzepts, die Quantifizierung von Energiebilanzen, Temperaturen, thermischer und visueller Komfortparameter, den Vergleich der tatsächlichen Gegebenheiten mit den prognostizierten, die Dokumentation dynamischer Vorgänge, die frühzeitige Fehlererkennung in der Haustechnik, die Analyse und Funktionsbeschreibung innovativer Elemente des Energiekonzepts und die Aufbereitung der Ergebnisse für Projektpartner, Öffentlichkeit und die Lehre. Das Messkonzept lässt sich in fünf Gebiete unterteilen: Energiebilanzen, Außenklima, Lasten, Regelzonen und Einzelmessungen. Die Energiebilanzen werden gemäß EnOB-Leitfaden erstellt. In ausgewählten Regelzonen werden umfangreiche Untersuchungen zum thermischen, lichttechnischen und bauphysikalischen Verhalten des Gebäudes durchgeführt. Einzelmessungen sind nicht-kontinuierlich durchzuführende Messaufgaben wie Blower Door-Messung oder Bestimmung der Leuchtdichteverteilung. Die deutsche Teilnahme an der IEA Task 41 umfasst von Seiten der GSHN-Partner IBUS und HTW die Mitarbeit an folgenden Themen: Zusammenstellung und Bewertung von F&E-Projekten und von Produkten, Definition von Entwicklungspotentialen und Identifikation der Notwendigkeit neuer Produkte unter den Aspekten Bauphysik, Baukonstruktion, Design und Ästhetik, Zusammenstellung verfügbarer Auslegungswerkzeuge und Analyse existierender Projekte mit gebäudeintegrierter Photovoltaik in Deutschland inklusive Bewertung der Qualität (best practice, bad practice, worst practice), Entwicklung einer entsprechenden Typologie und Vorstellung von gebauten Beispielen.
Das Projekt "Vergleichende oekologische Untersuchung von Leitungsmasten aus impraegniertem Holz, armiertem Beton und Stahl" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, Abteilung Holz durchgeführt. Eine vergleichende Untersuchung ueber Stoff und Energiefluesse bei der Produktion von Leitungsmasten aus impraegniertem Holz, armiertem Beton und Stahl soll die Grundlage fuer eine oekologische Bewertung schaffen. Sie wird fuer Masten zweier Modellstrecken (Regelleitung im Niederspannungsbereich, Weitspannleitung im Mittelspannungsbereich) alle wesentlichen, durch Fertigung, Leitungsbau, Nachpflege und Entsorgung der Masten ausgeloesten Stoff- und Energiefluesse erfassen. Aus den ermittelten Daten werden dann die Umweltauswirkungen, die sich aus der Verwendung der Masten ergeben, soweit wie moeglich abgeschaetzt und quantifiziert, wobei die folgenden Bereiche ausgewiesen werden sollen: Ressourcenverbrauch, Einsatz von fossilen und erneuerbaren Energien, Auswirkungen auf Luft, Wasser und Bodenqualitaet. Die Ergebnisse der Studie sollen in erster Linie aufzeigen, wo oekologische Verbesserungen innerhalb der einzelnen Materialgruppen moeglich sind.