KOSiNeK: Energiesystemanalyse als Wegweiser für die Energiewende?

Welche Randbedingungen der Energiewende führen zu welchen Wechselwirkungen im Energiesystem?  Das Projekt KOSiNeK simuliert mit einer Gesamtbetrachtung des Energiesystems die Energiezukunft in Bayern, Deutschland und Europa. Die umfassende Energiesystemanalyse berechnet verschiedene Szenarien der Energiewende mit unterschiedlichen Annahmen zur Energieerzeugung, -speicherung und -verteilung in Bayern, Deutschland und Europa.

Energiesystemanalyse
Energiesystemanalyse - Wegweiser für die Energiewende?

Die Energieversorgung verändert sich in nahezu allen Ländern Europas rasant. Erneuerbare Energien verdrängen zunehmend konventionelle Kraftwerke. In Deutschland sollen insbesondere Wind und Sonne den Strom ersetzen, der bislang vor allem in Kernkraft- und Kohlekraftwerken erzeugt wurde. Speicher und Gaskraftwerke sollen die aufgrund der Sonneneinstrahlung und Windverhältnisse fluktuierende Ökostromproduktion ausgleichen.

Die Energiewende ist eine äußerst anspruchsvolle Aufgabe, die eine interdisziplinäre Zusammenarbeit unterschiedlicher Disziplinen erfordert. Die größte Herausforderung liegt in der möglichst konfliktfreien Lösung des energiewirtschaftlichen Zieldreiecks Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit. So ist die Energiewende mit großen Chancen, aber auch mit beträchtlichen Risiken verbunden. Unter anderem ist der Weg in unsere Energiezukunft eng mit Investitionsentscheidungen der Wirtschaft verknüpft.

Wie wird sich das Stromversorgungssystem entwickeln?

Darüber gibt es unterschiedlichste Meinungen. Gesamtbetrachtungen des Energiesystems ermöglichen, verschiedene Szenarien und deren voraussichtliche Vor- und Nachteile sowie deren Umsetzungschancen abzubilden. Das Schlagwort „Systemanalyse“ steht für Planungshilfen, mit der Politik und Energiewirtschaft in die Zukunft schauen wollen. Der Cluster Energietechnik hat sich dieses Themas bereits frühzeitig angenommen. Seit 2012 entwickelt er gemeinsam mit renommierten Partnern Modelle zur Beschreibung der Wechselwirkungen unterschiedlicher Technologien zur Erzeugung, Verteilung und Speicherung von elektrischem Strom unter den Rahmenbedingungen der Energiewende.

In den Phasen 1 und 2 der Energiesystemanalyse entstanden zwischen 2012 und 2016 Rechenmodelle für Bayern und die Bundesrepublik. In der 3. Phase arbeiten Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg seit 2016 interdisziplinär an einer Energiesystemanalyse für Deutschland und seine angrenzenden Länder. Das Kürzel KOSiNeK steht für „Kombinierte Optimierung, Simulation und Netzanalyse des elektrischen Energiesystems Deutschlands im europäischen Kontext“. Beteiligt sind drei Lehrstühle der FAU mit verschiedenen Zuständigkeitsbereichen:


  • Netzanalyse: Lehrstuhl für Elektrische Energiesysteme
  • Optimierung: Lehrstuhl für Wirtschaftsmathematik
  • Simulation: Lehrstuhl Informatik 7 für Rechnernetze und Kommunikationssysteme

Der Cluster Energietechnik übernimmt im Rahmen des Projektes die Öffentlichkeitsarbeit und koordiniert den Beirat mit Vertretern aus Industriefirmen, Stromnetzbetreibern, Versorgern und des Bayerischen Wirtschaftsministeriums. Finanziert wird das Projekt KOSiNeK bis 2019 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.


Abschlussbericht Energiesystemanalyse Phase 3

Das Projekt "Kombinierte Optimierung, Simulation und Netzanalyse des  elektrischen Energiesystems im europäischen Kontext" (KOSiNeK) wurde 2020 abgeschlossen. Die wichtigsten Ergebnisse finden Sie in den Projektnews Energiesystemanalyse-Abschlussbericht Phase 3 (6-Seitiges PDF, 3 MB)

Ergebnisberichte der beteiligten FAU-Lehrstühle zum Projekt "Energiesystemanalyse Phase 3 KOSiNeK"

KOSiNeK - Was ist denn das?

Weitere Informationen finden Sie im Interview mit Prof. Dr.-Ing. Marco Pruckner, Juniorprofessor für Energieinformatik am Lehrstuhl Informatik 7 der FAU

Energiesystemanalyse Projektphase 1, 2012-2014: Bayern

Gerade in Bayern mit seinem hohen Anteil von Kernenergie wird nach neuen Lösungen für die Energiewende gesucht. Sichergestellt muss dabei auch die Wirtschaftlichkeit sein. Energiesystem-Gesamtbetrachtungen schätzen verschiedene Handlungsoptionen, ihre voraussichtlichen Vor- und Nachteile sowie Umsetzungschancen ab. Zur Beschreibung der Wechselwirkung von Technologien zur Erzeugung, Verteilung sowie Speicherung von elektrischem Strom unter den Randbedingungen des Energieumstiegs wird ein neues Modell entwickelt.

Verschiedene Bedingungen und Annahmen begründen das Energiesystemmodell Bayern. Bayerische Unternehmen bringen sich aktiv mit fachlichen Beiträgen ein, stellen Datenmaterial zur Verfügung und begleiten die Modellinhalte. In der zweijährigen Laufzeit der Projektphase 1 wurden lauffähige Einzelmodelle entwickelt und Szenario-Rechnungen mit Einzelmodellen sowie gekoppelte Betrachtungen durchgeführt. Dazu wurden von den Partnern Daten in einem beträchtlichen Umfang zur Verfügung gestellt – zum Beispiel zu Kosten von erneuerbaren Energieträgern und konventionellen Kraftwerken sowie Datenreihen über Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit.

Lesen Sie hier die Projektnews zur Phase 1: Bayern

Energiesystemanalyse Projektphase 2, 2014-2016: Deutschland

Die Energiesystemanalyse des Nachfolgeprojekts nutzte Daten, Annahmen, Wechselwirkungen in Gesamtdeutschland. Das vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft Energie und Technologie finanzierte Projekt sollte bis Anfang 2015 lauffähige Einzelmodelle zur Verfügung stellen, die eine detaillierte Abbildung der Strom-Im- und Exporte erlaubte. Dazu wurden u. a. die Übertragungsnetzgebiete in Deutschland und in wichtigen Strom-Transitländern wie Österreich abgebildet, sowohl was den Kraftwerkspark als auch das Höchstspannungs-Transportnetz und die ihr unterlagerte Netzebene betrifft. Aus der aktuellen Diskussion um die Energiewende sollte ein Katalog von Szenarien aufgestellt und priorisiert werden.

Im Fokus der zweiten, vom Bayerischen Wirtschaftsministerium geförderten, Projektphase lag die Simulierung des gesamten deutschen Energieversorgungssystems. Drei Lehrstühle der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) entwickelten dazu drei Modelle in den Bereichen Optimierung, Simulation und Elektrisches Netz. Mit einem gekoppelten Energiesystemmodell wurden zwei Entwicklungsszenarien untersucht, die das Leistungsdefizit durch den Wegfall der Kernenergie in Bayern kompensieren könnten. Zum einen ist dies der Netzausbau zur Schaffung zusätzlicher Übertragungskapazitäten in Verbindung mit dezentralen Speichern, zum anderen der Ausbau von Gaskraftwerken zur Ergänzung der Erneuerbaren Energien.

Lesen Sie hier die Projektnews zur Phase 2: Bayern/Deutschland

Ihr Kontakt

Bei Interesse an einer Mitwirkung an „KOSineK“ oder an den Ergebnissen des Projekts können Sie sich gerne an den Cluster Energietechnik oder direkt an den Sprecher des Clusters Energietechnik und Initiator des Energiesystemanalyseprojekts, Dr. Klaus Hassmann, wenden.

Katrin Schiller
Dr. Klaus Hassmann

Partner der KOSiNeK Projektphasen 1-3

  • Bayerische Energieagentur ENERGIE INNOVATIV
  • Allgäuer Überlandwerk GmbH
  • Areva NP GmbH
  • BayWa (RENERCO AG)
  • E.ON AG
  • infra-Fürth GmbH
  • Kraftanlagen München GmbH
  • OMV Power International
  • OSTWIND Verwaltungsgesellschaft mbH
  • Siemens AG, der SWU Energie GmbH
  • SWU Energie
  • TenneT TSO GmbH
  • Thüga AG
  • Verbund AG
  • Würzburger Versorgungs- und Verkehrs-GmbH
  • Energie & Management

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