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Philip Sterchele

Philip Sterchele

Philip Sterchele wurde am 01. Januar 1989 in Sterzing geboren.

Nach dem Abitur im Jahre 2008 studierte Philip Sterchele Energietechnik an der Universität von Bologna. Im Laufe seines Studiums begann er sich zunehmend für Fragen der Integration regenerativer Energiesysteme zu interessieren und beschäftigte sich auch in seiner Abschlussarbeit im Jahre 2011 mit diesem Thema. Darüber hinaus konnte er im Rahmen von zwei Praktika bereits erste Einblicke und Erfahrungen in den Branchen der Photovoltaik und Wasserkraft gewinnen. Um dieses Interesse weiterhin zu vertiefen besuchte er den Masterstudiengang „Regenerative Energiesysteme" an der Technischen Universität in Berlin wo er 2012 mit dem Philotherm Preis ausgezeichnet wurde. 2014 schloss er sein Masterstudium mit einer Abschlussarbeit am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg ab. Hier war er bis 2016 als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich der Energiesystemmodellierung tätig. In diesem Umfeld entstand die Idee für sein Promotionsvorhaben in dem er die Transformation des deutschen Energiesystems bis 2050 und insbesondere dessen Bedarf an Flexibilisierung untersuchen wird.

Kurzbeschreibung des Promotionsthemas „Flexibilitätsoptionen im Gebäudesektor - Analyse und Bewertung von Technologiekonzepten mit Hilfe eines sektorübergreifenden Energiesystemmodells"

Zur Senkung der Treibhausgasemissionen um mindestens 80 % bis 2050 gegenüber 1990 hat sich die Bundesregierung klare Ziele gesetzt. Neben der Formulierung von Strategien zum Netzausbau, der Entwicklung von Energiespeichern und der Elektromobilität, soll vor allem auch die Stromerzeugung aus regenerativen Energien weiter vorangetrieben werden. Konkret soll dessen Anteil am Bruttoendenergieverbrauch bis zum Jahr 2020 auf 18%, bis 2030 auf 30%, bis 2040 auf 45% und bis 2050 auf 60% ansteigen. Die Stromversorgung wird in Zukunft durch eine schwankende Einspeisung von Photovoltaik und Windkraft geprägt sein. Um das Gleichgewicht zwischen Last und Erzeugung herzustellen muss das Energiesystem durch unterschiedliche Technologieoptionen flexibel gestaltet werden. Zusätzlich zur Betrachtung des Stromnetzes spielt auch die Wärmeseite eine bedeutende Rolle (Wärmewende). So soll bis zum Jahre 2050, der Primärenergiebedarf des Gebäudesektors um mindestens 80% abgesenkt und der verbleibende Anteil überwiegend durch erneuerbaren Energien gedeckt werden.

Die unterschiedlichen Ziele der Bundesregierung zeigen, dass zur gezielten Absenkung der CO2-Emissionen ein Handlungsbedarf in vielen verschiedenen Bereichen besteht. Jegliche Maßnahmen in Richtung einer nachhaltigen Energieversorgung sollen nicht nur isoliert, sondern im Kontext des gesamten Energiesystems betrachtet werden. Dadurch ist es möglich den Einfluss verschiedener Maßnahmen auf das Gesamtsystem aufzuzeigen und aus technischer sowie ökonomischer Sicht zu bewerten.

Das Ziel dieses Promotionsvorhabens ist es durch die Analyse des deutschen Energiesystems ein tieferes Verständnis für dessen Systemzusammenhänge zu erlangen. Dabei liegt der Fokus auf Fragen rund um den Flexibilisierungsbedarf des Energiesystems. So soll untersucht werden welche Technologieoptionen in Zukunft in welchem Ausmaß eingesetzt werden sollten, wie diese innerhalb des Energiesystems interagieren und vor allem auch welche Kosten damit verbunden sind. Dazu soll das Regenerative Energien Modell (REMod) eingesetzt und weiterentwickelt werden. Es unterscheidet sich von anderen Energiesystemmodellen durch die detaillierte Darstellung des Wärmesektors und der gleichzeitigen Möglichkeit ein zukünftiges Energiesystem zu optimieren. Als übergeordnetes Ziel von REMod gilt es, eine Systemzusammensetzung zu ermitteln, welche für die geringstmöglichen volkswirtschaftlichen Kosten zu einer definierten Absenkung der Treibhausgas-Emissionen führt.

Das Dissertationsvorhaben gliedert sich in Folgende Schwerpunkte:

Zuerst müssen die Flexibilisierungsoptionen innerhalb des deutschen Energiesystems für alle Verbrauchssektoren identifiziert und charakterisiert werden. D.h. im Verkehrssektor, den privaten Haushalten, dem Gewerbe, -Handel- und Dienstleistungssektor sowie dem Industriesektor.

Nachfolgend müssen Rahmenbedingungen untersucht werden, welche für die Modellierung des deutschen Energiesystems notwendig sind. Hier geht es sowohl um politische Randbedingungen als auch um die technisch-ökonomische Beschreibung von Anlagen und Prozessen im Energiesystem.

Der nächste Schritt beschäftigt sich mit der Modellerweiterung. Hier werden die zur Beantwortung der Fragestellung erforderlichen Technologieoptionen, physikalische Wechselwirkungsmechanismen und Nachfragesektoren im Energiesystem ergänzt. Beispielsweise werden für den Gebäudesektor Demand-Response Maßnahmen implementiert. An dieser Stelle wird das Modell auch um die Ermittlung des Kühlenergiebedarfs erweitert.

Die Einsatzreihenfolge unterschiedlicher Flexibilisierungsoptionen im Energiesystem soll untersucht und bewertet werden. Hierzu müssen auch technische Restriktionen, beispielsweise. zum theoretischen Potenzial der verschiedenen Technologieoptionen im Modell berücksichtigt werden. So ist das Flexibilisierungspotenzial von Demand Response-Maßnahmen im Industriesektor durch die berücksichtigten Prozesse, der maximalen Verschiebedauer und den maximal möglichen Aktivierungen pro Jahr, etc. begrenzt.

Zuletzt geht es darum unterschiedliche Technologie-Szenarien und Lösungsansätze zu prüfen, insbesondere vor dem Hintergrund einer Unsicherheit bezüglich der tatsächlichen Entwicklung des Energiesystems. Hier ist auch eine Sensitivitätsanalyse mit verschiedenen Preisannahmen durchzuführen.