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2. Aufbau. Teil I: Das GEMS ModellTeil II: Baseline Parametrisierung in GEMS. 3. Teil I: Das GEMS Modell. Das GEMS-Modell ermitteltdie Entwicklung des Kraftwerksparks;die Stromerzeugung durch thermische Kraftwerke und Speicherkraftwerke;den Brennstoffverbrauch der thermischen Kraftwerke;die C
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1. MEX V Arbeitstreffen 5-3:Das GEMS Modell(German Electricity Market Simiulation)
2. 2 Aufbau Teil I: Das GEMS Modell
Teil II: Baseline Parametrisierung in GEMS
3. 3 Teil I: Das GEMS Modell Das GEMS-Modell ermittelt
die Entwicklung des Kraftwerksparks;
die Stromerzeugung durch thermische Kraftwerke und Speicherkraftwerke;
den Brennstoffverbrauch der thermischen Kraftwerke;
die CO2-Emmissionen der thermischen Kraftwerke etc.
4. 4 Das GEMS Modell bei MEX V Sequentielles, lineares Optimierungsmodell in GAMS
Auswertbarer Optimierungszeitraum bis 2040 in variablen Jahresschritten (Regelfall 5 Jahre)
4 Jahreszeiten pro Jahr (4 Monate Sommer/Winter, je 2 Monate Herbst/Frhjahr)
3 typische Tage (Werktag, Samstag, Sonn-/Feiertag) pro Woche mit je 12 * 2h pro Tag
3 unterschiedliche Windeinspeiseniveaus
=> Abbildung der Last durch 432 Lastniveaus je Modelljahr unter Bercksichtigung der chronologischen Reihenfolge der Perioden.
5. 5 Beispiel: Ganglinie der Last im GEMS Modell
6. 6 Das GEMS Modell
7. 7 Residuale Last des GEMS-Modells - Beispiel
8. 8 Kraftwerkstechnologien des GEMS-Modells
9. 9 Kostenparameter der thermischen Kraftwerke
10. 10 Technische Parameter der thermischen Kraftwerke
11. 11 Parameter der Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke
12. 12 Annahmen ber politische Rahmenbedingungen Kernenergieausstieg in Deutschland;
Einfhrung eines CO2-Zertifikatehandels in der
Europischen Union ab 2005;
Gesetz fr die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraftwrmekopplung (KWK-Gesetz);
Erneuerbare Energien Gesetz;
Minerallsteuergesetz etc.
13. Teil II:Typische GEMS Baseline - Parametrisierung
14. 14 Brennstoffpreise und CO2-Zertifikatehandel
15. 15 EEG Einspeisung
16. 16 Interkonnektorkapazitten [MW] und Stromnachfrage
17. 17 Technische Parameter zuknftiger Kraftwerke
18. 18 konomische Kraftwerksparameter
19. 19 Annahmen ber politische Rahmenbedingungen Kernenergieausstieg in Deutschland;
Einfhrung eines CO2-Zertifikatehandels in der
Europischen Union ab 2005;
Gesetz fr die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraftwrmekopplung (KWK-Gesetz);
Erneuerbare Energien Gesetz;
Minerallsteuergesetz etc.
20. MEX V Arbeitstreffen 5-3:Implementierung von Technologieentwicklung und Innovation in das Strommarktmodell GEMS
21. 21 Aufbau des Vortrags
Lernkurven (Technologieparameter)
CO2 Sequestrierung
Speichertechnologien
Brennstoffzelle
22. 22 Wie kann der Technologiefortschritt implementiert werden? Die folgenden technologischen u. konomischen Kraftwerksparameter gehen u. a. ins Modell ein:
Spez. Investitionskosten [/kW]
Nettoleistung [MW]
El. Wirkungsgrad [%]
Mindestlastbedingung [% der Nennleistung]
Teillastverlust [% bei load_min]
Techn. Lebensdauer [a]
Verfgbarkeit [%]
Fixe und variable O&M-Kosten [/kW bzw. /kWh]
Anfahrgeschwindigkeit, Lastgradient
Jeder dieser Parameter kann fr zuknftige Kraftwerkstechnologien und beliebige Verfgbarkeitszeitpunkte variiert werden.
23. 23 Lernkurven Lernkurven: Technologieeigenschaft = f(Menge)
Lernkurven knnen nur iterativ in mehreren Modelllufen implementiert werden, da sonst das Modell nicht-linear wird!!
24. 24 CO2 Sequestrierung Wird als eigenstndige Technologie modelliert
Zustzliche Investitionskosten fr Abscheidungseinrichtungen [/kW],
Wirkungsgradverluste gegenber der gleichen Technologie ohne Abscheidung,
Zustzliche variable Kosten fr CO2-Transport und Einlagerung
+ Niedrigere Brennstoffkosten, da kein CO2-Aufschlag auf den Brennstoff erfolgt.
25. 25 Speichertechnologien Max. Einlagerungsleistung [MW]
Max. Leistungsabgabe [MW]
Max. Speichervolumen [MWh]
Wirkungsgrad eines Speicherzyklus [%]
Spezifische Investitionskosten je MWh Speicher
Sonstige variable Kosten der Speicherung [/MWh]
26. 26 Brennstoffzelle Die Brennstoffzelle wird ihren Einstiegsmarkt als stationre Anwendung im Bereich der dezentralen Erzeugungsoptionen - zur Objektversorgung und in der Industrie eingesetzt - finden.
Eine detaillierte Analyse und Bewertung der Brennstoffzelle als zentrale Erzeugungsoption mit GEMS ist deshalb nicht notwendig. Eine Bewertung als dezentrale Anwendung ist nicht ohne weiteres mglich.
27. 27 Abzustimmende Parameter Welche der genannten Technologieparameter sind Untersuchungsgegenstand? (z. B. Wirkungsgrad, Investitionskosten)
Festsetzung der Lernkurven fr die zu untersuchenden Kraftwerksparameter bzw. Festsetzung des Zeitpunktes der Technologieverfgbarkeit
Abstimmung der brigen relevanten Kraftwerksdaten (Lebensdauer, O&M Kosten...)