Einfluss der Entwicklung im Mobilitätssektor auf Energiesysteme mit hoher fluktuierender Einspeisung

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• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2021
• eBook-ISBN:
  9783736963771
• ISBN drucken:
  9783736973770
• Auflage: 1

Um die Erderwärmung durch den anthropogenen Treibhauseffekt auf maximal 1, 5 °C im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu begrenzen, hat die Bundesregierung ambitionierte Ziele bezüglich der Minderung der CO2 Emissionen definiert. Demnach sollen die deutschen CO2-Emissionen durch Effizienzmaßnahmen und einen vermehrten Einsatz von erneuerbaren Energien (EE) gesenkt werden. Der Anteil der EE am Bruttostromverbrauch in Deutschland konnte in der Vergangenheit bis auf 37, 8 % (Stand: 2018) gesteigert werden, während der Anteil der EE am deutschen Primärenergieverbrauch nur auf 14 % anstieg. Dies ist insbesondere im geringen Anteil der EE in den Sektoren Wärme und Verkehr begründet. Damit diese beiden Sektoren zukünftig höhere Anteile der EE erreichen, kann Energie zwischen den Sektoren verschoben werden. Diese sogenannte Sektorenkopplung ist ein vielversprechender Ansatz, der es ermöglicht Synergien zwischen den einzelnen Sektoren zu nutzen.Um diese Synergiepotentiale zu identifizieren, wird in der vorliegenden Arbeit ein de-tailliertes Modell des Verkehrssektors erstellt, das sowohl zeitlich als auch regional hoch aufgelöste Ergebnisse liefert. Der Verkehrssektor wird dabei in die Sektoren motorisierter Individualverkehr, Güterverkehr, Schienenverkehr und öffentlicher Personennahverkehr aufgeteilt. Die Luft- und die Binnenschifffahrt werden aufgrund des begrenzten Kopplungspotentials nicht betrachtet. Dieses Modell wird mit einem Modell der Stromerzeugung gekoppelt, sodass eine Gesamtsystemanalyse durchgeführt werden kann.Die Ergebnisse der definierten Szenarien zeigen, dass mit einer zunehmenden Elektrifi-zierung des Verkehrssektors hohe CO2 Emissionsminderungen erzielt werden können. Generell ist eine direkte Elektrifizierung dem Einsatz synthetischer Kraftstoffe vorzu-ziehen. Dabei fällt auf, dass der Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugungskapazitäten nach dem Netzentwicklungsplan 2030 nicht ausreicht, um die CO2 Emissionsminderungsziele der Bundesregierung zu erreichen. Mit einem entspre-chenden Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugungskapazitäten in allen Szenarien konnte aber eine CO2 Emissionsminderung von mindestens 90 % erreicht werden. Wird der Wärmesektor zum Gesamtsystem hinzugefügt, sind ähnliche Tendenzen zu beobachten. Aufgrund der hohen Einsparungen im Wärmesektor wirkt sich dessen Kopplung insbesondere in Szenarien mit hohen CO2 Emissionen im Verkehr positiv auf die Gesamtemissionen aus.

Inhaltsverzeichnis

• Abbildungverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Abkürzungs- und Symbolverzeichnis
• 1. Einleitung
• 1.1. Motivation und Abgrenzung der Arbeit
• 1.2. Vorgehensweise
• 2. Charakterisierung des Verkehrssektors
• 2.1. Verkehrsaufkommen
• 2.2. Energieverbrauch
• 3. Stand der Technik des Verkehrssektors
• 3.1. Verfügbare Technologieoptionen
• 3.2. Kraftstoffe
• 4. Methodik
• 4.1. Modellierung des Verkehrssektors
• 4.2. Modellierung des Stromsektors
• 4.3. Modellierung des Gesamtsystems
• 4.4. Definition der Szenarien
• 4.5. Auswertung der Szenarien
• 5. Ergebnisse der Modellierung
• 5.1. Validierung des Modells (Szenario 1: Referenz 2017)
• 5.2. Szenarien der 1. Ebene
• 5.3. Variationen von Szenario 4 (Szenarien der 2. Ebene
• 5.4. Optimierte Variationen von Szenario 4 (Szenarien der 3. Ebene)
• 5.5. Vergleich der Szenarien
• 5.6. Regionale Auswertung
• 5.7. Weitere Variationen mit veränderten Systemgrenzen
• 6. Zusammenfassung
• Literatur
• Anhang