Multikriterielles Verfahren zur Ausbauplanung zukünftiger Stromerzeugungsstrukturen

Im Zuge der Energiewende wird ein verbindlicher und zeitlich forcierter Umbau der Energieversorgung eingeleitet. Die Transformation des Energiesystems hin zu einem von Erneuerbaren Energien geprägten System unterstreicht die veränderten Rahmenbedingungen für den Stromerzeugungssektor. Durch den volatilen Einspeisecharakter von Erneuerbaren Energien ergeben sich neue Anforderungen an den konventionellen Kraftwerksparks hin zu einer erhöhten Flexibilität sowie der Bereitstellung erforderlicher Reservekapazitäten. Ergänzend sind auf konventioneller Seite der Kernenergieausstieg und altersbedingte Kraftwerksabschaltungen zu ersetzen. Um Handlungsempfehlungen für einen zukünftigen, volkswirtschaftlich getriebenen Kraftwerksparkm unter Berücksichtigung vielfältiger Entscheidungskriterien (ökonomisch, ökologisch, technisch und gesellschaftspolitisch) ableiten zu können, wird im Rahmen dieser Arbeit ein mehrperiodiges, mulitkriterielles Verfahren zur Ausbauplanung zukünftiger Stromerzeugungsstrukturen entwickelt. Für die Untersuchungen werden zunächst Einflussfaktoren auf den Stromerzeugungssektor analysiert und die Abbildung relevanter Modellierungsaspekte dargelegt. Das entwickelte Gesamtverfahren besteht aus den Modulen Regionalisierung Erneuerbarer Energien, Ausbauplanung und Wirtschaftlichkeitsbewertung für konventionelle Kraftwerke. Während für die Fragestellung der Regionalisierung von Erneuerbaren Energien das Verfahren der Data Envelopment Analysis (DEA) eingesetzt wird, basiert der im Rahmen der Arbeit entwickelte Modified Non-Domination-Sort Genetik Algorithm II (M-NSGA II) zur Lösung der Ausbauproblematik konventioneller Kraftwerke auf den Grundzügen des genetischen Algorithmus. Für exemplarische Untersuchungen wird das Gesamtverfahren auf das Untersuchungsgebiet Deutschland in Dekaden bis zum Simulationsendzeitpunkt 2054 angewandt. Demnach ergibt sich zukünftig ein dezentraler angeordnetes und durch Erneuerbare Energien sowie von flexiblen Gas- und