ReStEP Regionale Strategische Energieplanung : Abschlussbericht des DLR

Abstract

In this project, the German Aerospace Center (DLR) has developed a highly resolved, sector-coupled energy system model, REMix-Wesermarsch, to support municipal-level energy planning in the Wesermarsch region, Lower Saxony. The model integrates existing renewable generation potentials, demand profiles for electricity and heat, and a simplified inter-regional transmission network, and is used to perform scenario analyses based on five reference cases: a basic climate-protection scenario and four additional energy scenarios that differ in CO2-pricing and in the realization of a hydrogen production for serving mobility demands. Two of these scenarios are developed for analyses on large-scale or distributed electrolyzers. Results show that, while gas-fired power plants and battery storage can be freely expanded, the Wesermarsch region does not exploit its full photovoltaic potential, because there are more productive locations outside the region. Decentralized electrolysis units coupled to district-level heat demand result in increased natural gas power generation when heat recovery is mandated compared to one centralized electrolyzer. The model demonstrates the feasibility of a fully CO2-free electricity supply by exploiting synergies with the interconnected Lower Saxony power system and reveals significant potentials for waste-heat utilisation and hydrogen production for freight transport. The study underlines the benefits of an overall system perspective for achieving climate neutrality at the regional level. In diesem Projekt wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein hochaufgelöstes, sektorengekoppeltes Energiesystemmodell, REMix-Wesermarsch, entwickelt, das die Gemeinden des Landkreises Wesermarsch und das umgebende Stromsystem Niedersachsens zur Durchführung von Szenarioanalysen integriert. Auf Basis von fünf Szenarien - einem Basisszenario und vier weiteren Energieszenarien- mit unterschiedlichen CO2-Preisen sowie unterschiedlichen Möglichkeiten zur Realisierung einer Wasserstoffproduktion werden Energieangebot und -nachfrage in stündlicher Auflösung optimiert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei gleichzeitig unbegrenzter Ausbaumöglichkeit für Batteriespeicher und Gaskraft werke Photovoltaikanlagen nicht bis zur ermittelten Potentialobergrenze im Landkreis Wesermarsch ausgebaut werden. Die Umsetzung eines zentralen bzw. dezentralen Elektrolysekonzepts wirkt sich unterschiedlich auf die Wärmeversorgung und die Stromproduktion aus Erdgas aus: die Abwärmenutzung der dezentralen Elektrolyse führt zu einem höheren Gasverbrauch, da die unflexible Wärmenachfrage im entsprechenden Szenario auf die Abwärme der Elektrolyseure angewiesen ist, während eine zentrale Wasserstoffproduktion für Mobilitätsanwendungen zusätzliche Stromimporte bewirkt. Darüber hinaus wird die Machbarkeit einer vollständig CO2-freien Stromversorgung aufgezeigt, was insbesondere durch die Berücksichtigung des niedersächsischen Stromversorgungssystems realisierbar ist. Die Ergebnisse verdeutlichen den Nutzen einer Gesamtsystemperspektive, um eine klimaneutrale Energieversorgung auf kommunaler Ebene zu realisieren.