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Decarbonizing global power supply under region-specific consideration of challenges and options of integrating variable renewables in the REMIND model

Ueckerdt, Falko und Pietzcker, Robert Carl und Scholz, Yvonne und Stetter, Daniel und Giannousakis, Anastasis und Luderer, Gunnar (2017) Decarbonizing global power supply under region-specific consideration of challenges and options of integrating variable renewables in the REMIND model. Energy Economics (64), Seiten 665-684. Elsevier. doi: 10.1016/j.eneco.2016.05.012. ISSN 0140-9883.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
3MB

Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014098831630130X

Kurzfassung

Abstract We present two advances in representing variable renewables (VRE) in global energy-economy-climate models: accounting for region-specific integration challenges for eight world regions and considering short-term storage. Both advances refine the approach of implementing residual load duration curves (RLDCs) to capture integration challenges. In this paper we derive RLDCs for eight world regions (based on region-specific time series for load, wind and solar) and implement them into the REMIND model. Therein we parameterize the impact of short-term storage using the highly-resolved model DIMES. All RLDCs and the underlying region-specific VRE time series are made available to the research community. We find that the more accurate accounting of integration challenges in REMIND does not reduce the prominent role of wind and solar in scenarios that cost-efficiently achieve the 2°C target. Until 2030, VRE shares increase to about 15-40% in most regions with limited deployment of short-term storage capacities (below 2% of peak load). The REMIND model's default assumption of large-scale transmission grid expansion allows smoothening variability such that VRE capacity credits are moderate and curtailment is low. In the long run, VRE become the backbone of electricity supply and provide more than 70% of global electricity demand from 2070 on. Integration options ease this transformation: storage on diurnal and seasonal scales (via flow batteries and hydrogen electrolysis) and a shift in the non-VRE capacity mix from baseload towards more peaking power plants. The refined RLDC approach allows for a more accurate consideration of system-level impacts of VRE, and hence more robust insights on the nature of power sector decarbonization and related economic impacts.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/118055/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Decarbonizing global power supply under region-specific consideration of challenges and options of integrating variable renewables in the REMIND model
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ueckerdt, FalkoPIKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pietzcker, Robert CarlPotsdam Institute for Climate Impact Research, Potsdam, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scholz, YvonneDLRhttps://orcid.org/0000-0002-1633-3825NICHT SPEZIFIZIERT
Stetter, DanielDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giannousakis, AnastasisPotsdam Institute for Climate Impact Research, Potsdam, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Luderer, GunnarPotsdam Institute for Climate Impact Research, Potsdam, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2017
Erschienen in:Energy Economics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.eneco.2016.05.012
Seitenbereich:Seiten 665-684
Verlag:Elsevier
ISSN:0140-9883
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Integration of variable renewables Climate mitigation Electricity storage Integrated Assessment Models
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:TIG Technologie, Innovation und Gesellschaft
HGF - Programmthema:Erneuerbare Energie- und Materialressourcen für eine nachhaltige Zukunft
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemanalyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technikbewertung (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Systemanalyse und Technikbewertung
Hinterlegt von: Scholz, Yvonne
Hinterlegt am:16 Jan 2018 16:33
Letzte Änderung:23 Jun 2023 09:01

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