Der europäische Energiebinnenmarkt und die Beschränkungen des kontinentaleuropäischen Stromnetzes machen die Integration von erneuerbaren Energien zunehmend zu einer gesamteuropäischen statt einer rein nationalen Aufgabe. Damit die Energiewende in ganz Europa gelingt, haben Forscherinnen und Forscher im Projekt MODEX-NET untersucht, was ein leistungsfähiges länderübergreifendes Stromnetz ausmacht.

Hierfür ist eine aussagekräftige Modellierung der europäischen Stromnetze notwendig. Das gilt insbesondere vor dem Hintergrund von Verzögerungen im Netzausbau und deren Folgen für die Integrationsfähigkeit eines Energiesystems, das vornehmlich auf erneuerbaren Energiequellen basiert.

Übertragungsnetzmodelle werden dabei herangezogen, um die Auswirkungen einer Integration von hohen Anteilen erneuerbaren Energien in das Energiesystem zu untersuchen. Meist erfolgt eine mit dem Kraftwerkseinsatz gekoppelte Betrachtung. Bei den bestehenden methodischen Ansätzen hat sich in den vergangenen Jahren eine große Bandbreite entwickelt. Die Ansätze unterscheiden sich beispielsweise in der Art und Detailtiefe der Lastflussmodellierung und -steuerung, dem Herleiten von verteilten Lasten und Erzeugung oder auch in Bezug auf die verwendeten Netzdaten, der Detailtiefe der Netzabbildung, dem geografischen Umfang und der Berücksichtigung von Netzausbau und Engpassmanagement.

Diese Vielfalt kann zu abweichenden oder sogar widersprüchlichen Modellergebnissen führen. Insofern ist es wichtig, das Bewusstsein unter Modellentwicklern und -nutzern in Forschung, Politik und Wirtschaft für die Unterschiede in den gewählten Ansätzen und die Ursachen für abweichende Ergebnisse zu schärfen und einen offenen Austausch darüber zu ermöglichen.

Modelle für das Übertragungsnetz im Vergleich

Durch Modellvergleiche und -experimente können Forschungsteams Modellansätze in Bezug auf Methodik, Strukturen und Datengrundlagen gegenüberstellen, um so die jeweils gewählte Herangehensweise besser zu verstehen und Verbesserungspotenziale zu erkennen.

Übergeordnetes Ziel des Forschungsprojekts MODEX-NET war daher ein Vergleich von Übertragungsnetzmodellen, die sowohl die nationale als auch die europäische Ebene abbilden. Anhand von definierten Fallstudien (Modellexperimente) haben die beteiligten Verbundpartner die Unterschiede zwischen den Modellen identifiziert und überprüft. Dabei haben sie methodische Grundlagen, angelegte Modelltopologien und genutzte Daten für die Übertragungsnetzmodelle gegenüber gestellt.

Ein besonderes Augenmerk haben die Forschenden auf die Rolle von Flexibilitäten auf der Angebots- und Nachfrageseite gelegt. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse haben sie anschließend Vorschläge abgeleitet, wie Übertragungsnetzmodelle weiterentwickelt werden können, um deren Aussagekraft für die Energiewende zu erhöhen. (ml)