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Versorgungsicherheit in Deutschland und Mitteleuropa während Extremwetter-Ereignissen (VERMEER) - Der Beitrag des transnationalen Stromhandels bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien

Nitsch, Felix und Scholz, Yvonne und Hu, Wenxuan und von Krbek, Kai und Stegen, Roland und El Ghazi, Aboubakr Achraf und Frey, Ulrich und Nienhaus, Kristina und Finck, Rafael und Slednev, Viktor und Ardone, Armin und Fichtner, Wolf (2023) Versorgungsicherheit in Deutschland und Mitteleuropa während Extremwetter-Ereignissen (VERMEER) - Der Beitrag des transnationalen Stromhandels bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien. Projektbericht. 65 S.

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Kurzfassung

The VERMEER project evaluates the consequences of extreme weather events for the securi-ty of supply of electricity in Germany, considering the flexibility potential of cross-border electricity trading with regard to weather-dependent transmission grid transfer capacities. For this purpose, several specialized models for defining extreme weather situations, calcu-lating renewable energy generation timeseries, simulating cross-border trading and grid transfer capacities have been further developed and coupled. "Dunkelflauten" or dark dol-drums, periods of low combined wind and solar power generation, are projected to increase in the coming century by approximately 11% to 19% according to two climate projection calculations. An in-depth analysis of historical weather patterns (applied to wind and solar generation fleet of the target year of this study - 2035) reveals this for a system as defined in the TYNDP Distributed Energy scenario. During the winter of 1996/1997, the residual load, an indicator of potential under-supply situations like cold dark doldrums, reached notably high levels over a three-month period - but also for shorter periods such as days or weeks. Analyses of the German and neighboring electricity markets show that within the assump-tions based on this scenario extreme weather events such as the examined cold dark dol-drums lead to shortages in the German market zone that cannot be compensated by conven-tional generation or cross-border trading. Trading flows to neighboring market zones are significantly altered during such events compared to a base case scenario. The simultaneous occurrence of extreme weather across Europe limits the effectiveness of increased trans-mission capacities in ensuring security of supply, necessitating additional reserve capacities. Regarding power grids, the analyzed extreme situation reduces the occurrence of grid bot-tlenecks, as they strongly correlate with wind power generation and constitute a weak wind event. However, with increased transmission capacity, the overall amount for redispatch rises; renewable energy curtailment is less affected than conventional power plants. In addi-tion to the market-oriented assessment of security of supply, network simulations indicate that a slight amount of load shedding is necessary in all scenarios to ensure a bottleneck-free operation. The necessary load shedding does not exhibit a significant increase between the base scenario and the extreme situation, nor can it be substantially reduced by increas-ing transmission capacities. In summary, and contrary to expectations, the expansion of the electricity network does not offer significant additional relief during extreme weather events.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/196641/
Dokumentart:Berichtsreihe (Projektbericht)
Titel:Versorgungsicherheit in Deutschland und Mitteleuropa während Extremwetter-Ereignissen (VERMEER) - Der Beitrag des transnationalen Stromhandels bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nitsch, Felixfelix.nitsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9824-3371NICHT SPEZIFIZIERT
Scholz, YvonneYvonne.Scholz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1633-3825NICHT SPEZIFIZIERT
Hu, WenxuanWenxuan.Hu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
von Krbek, KaiKai.Krbek (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stegen, Rolandronald.stegen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
El Ghazi, Aboubakr AchrafAboubakr.ElGhazi (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frey, UlrichUlrich.Frey (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9803-1336NICHT SPEZIFIZIERT
Nienhaus, KristinaKristina.Nienhaus (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4180-6767NICHT SPEZIFIZIERT
Finck, RafaelKITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Slednev, ViktorKITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ardone, ArminKITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fichtner, WolfKITNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:31 Juli 2023
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenanzahl:65
Name der Reihe:Schlussbericht (FKZ 03EI1010)
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Energiesystemanalyse, Extremwetter, Strommarkt, Stromnetz, Versorgungssicherheit
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Energiesystemtransformation
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technologiebewertung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse, ST
Hinterlegt von: Nitsch, Felix
Hinterlegt am:07 Sep 2023 09:45
Letzte Änderung:07 Sep 2023 09:45

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