Den Forschungsschwerpunkt des Arbeitsfeldes bilden die leitungsgebundene Energiewirtschaft und die darin eingebundenen Akteur*innen. Hierbei steht die Elektrizitätswirtschaft unter Berücksichtigung der bestehenden und künftig potenziell möglichen Interaktionen mit den Sektoren Wärme und Verkehr im Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten. Diese spannen sich von Energiesystemanalyse und -design bis hin zur Geschäftsmodellentwicklung.
Innerhalb der Elektrizitätswirtschaft setzt sich das Arbeitsfeld mit
- energiewirtschaftlichen und ordnungspolitischen Rahmenbedingungen,
- der Systemtransformation mit dezentraler und fluktuierender Erzeugung als zentrale Säule,
- Lastoptionen (DSM, Speicher, europäisches Verbundnetz) und
- deren jeweilige Akteur*innen sowie
- der Überprüfung und Weiterentwicklung von infrastrukturellen Ansätzen für nachhaltige Energiesysteme
auseinander.
Durch den sektorübergreifenden Ansatz stellen innerhalb der Wärmewirtschaft
- Stromwärme,
- Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und
- Industrielle Abwärme
ebenfalls Kernthemen der wissenschaftlichen Arbeiten dar. Die wissenschaftlichen Fragestellungen setzen sich im Kontext von Stromwärme und KWK mit den Auswirkungen einer hieraus resultierenden zusätzlichen Stromnachfrage und Wirkungen auf den Lastverlauf bzw. auch dessen mögliche Beeinflussung auseinander. Im Kontext der industriellen Abwärme werden deren Potenziale und mögliche Nutzung – abhängig von Temperatur und Volumenstrom auch eine mögliche Stromerzeugung – eruiert und Optionen zu deren Verwertung untersucht.
Die Elektromobilität bildet die dritte wissenschaftliche Säule des Arbeitsfelds Energiemärkte. Die Forschungsfragen beschäftigen sich hierbei mit den Rahmenbedingungen für die Nutzung von Elektromobilität, insbesondere im Individualverkehr, mit den Akteur*innen sowie mit den Wirkungen auf die Infrastruktur.
Für wissenschaftliche Szenarienuntersuchungen verfügt das Arbeitsfeld u.a. über folgende Instrumente:
- Strommarktmodell zur Abbildung des day-ahead-Handels: Dabei handelt es sich um ein Fundamentalmodel, das im Rahmen einer Marktsimulation jeweils die stündliche Allokation von Erzeugung und Verbrauch bestimmt. Anders als die meisten Modelle handelt es sich nicht um ein Optimierungsmodell, das einen gegebenen Kraftwerkspark so einsetzt, dass die hinterlegte Zielfunktion im Optimum gelöst wird. Vielmehr wird das Gebotsverhalten der einzelnen Akteure modelliert, was dazu führt, dass nicht zwingend der optimale Kraftwerkseinsatz erreicht wird, sondern ein Einsatz aufgrund zu erwartender, marktbasierter Reaktionen.
- Lademodell für Elektrofahrzeuge: Es wird das Fahrverhalten der Erhebung „Mobilität in Deutschland“ nachempfunden, indem die dort definierten Nutzerkategorien (Pendler*innen, Schüler*innen, Pensionär*innen, usw.) innerhalb eines definierten Betrachtungsjahres ihr Fahrzeug einsetzen. Je nach Lade-Szenarien (z.B. nach der Arbeit zuhause, während der Arbeit, Schnellladung bei niedrigem Batteriestand, usw.) und Nutzerkategorie ergibt sich eine Last, der eine entsprechende Erzeugungsleistung gegenüberstehen muss. Diese Nachfragelast kann stundenscharf über einen frei definierten Zeitraum unter Berücksichtigung von Arbeits- und Feiertagen erzeugt und in das Strommarktmodell importiert werden.
