Ausgangslage: Ein regionaler Energieakteur muss eine belastbare Transformationsentscheidung treffen. Das System umfasst Stromversorgung, Wärmeversorgung, industrielle Energiebedarfe, Mobilität, Erzeugungsportfolio, Speicher, Wasserstoffoptionen, Netzintegration, Marktpreisrisiken, CO₂-Ziele und Versorgungssicherheit.
Rolle der Studierenden: Sie arbeiten als interdisziplinäres Entscheidungsteam. Sie integrieren die technischen Erkenntnisse aus EnT, die energiewirtschaftlichen Zusammenhänge aus EW und die Managementperspektive aus EM zu einer begründeten Empfehlung.
Leitfrage: Welche Strategie ist unter Kosten-, Klima-, Sicherheits-, Umsetzungs- und Risikogesichtspunkten am tragfähigsten?
Technik
Erzeugung, Speicher, Sektorkopplung, Netze, Wasserstoff, Wärme und Flexibilität werden als gekoppelte Anlagenstruktur betrachtet.
Wirtschaft
Investitionsrahmen, Betriebskosten, Strompreisrisiko, CO₂-Kosten, Eigenerzeugung und Importabhängigkeit werden gemeinsam bewertet.
Management
Die Entscheidung muss priorisieren, begrenzen und begründen. Nicht jede technisch mögliche Maßnahme ist strategisch sinnvoll.
Kompetenzziel
Die Studierenden sollen nicht nur Rechenwerte erzeugen, sondern aus einem vereinfachten Modell eine fachlich vertretbare Managemententscheidung ableiten, deren Annahmen, Grenzen und Risiken transparent sind.
🧭 Systembild: Multi-Energie-Hub
ES10 bündelt die vorherigen Fallstudien. Die Systemgrenze umfasst Erzeugung, Netze, Speicher, Lasten, Markt, CO₂-Logik und Leittechnik. Die Pfeile zeigen Energieflüsse; die gestrichelten Pfeile stehen für Steuerungs- und Informationsflüsse.
Verhindert, dass ein technisch mögliches Modell zur unrealistischen Strategie wird.
📊 Datenbasis und vereinfachte Modellannahmen
Die App nutzt ein didaktisch reduziertes Modell. Die Zahlen dienen der Strukturierung von Entscheidungen, nicht der realen Projektplanung. Für reale Investitionen wären standortbezogene Lastgänge, Netzstudien, Genehmigungen, Verträge, Ausschreibungen und Sensitivitäten erforderlich.
Last und Nachfrage
Jahresstrombedarf in GWh
Jahreswärmebedarf in GWh
Mobilitätsenergie als zusätzliche Stromnachfrage
Effizienz als Bedarfsreduktion
Anlagen und Speicher
PV und Wind als volatile Erzeugung
Batterie als Kurzzeitspeicher
H₂-Speicher als Langzeitspeicher
KWK/Reserve als regelbare Leistung
Bewertung
CO₂-Reduktion gegenüber Referenz
Investitionsbedarf und Budgetnutzung
Importabhängigkeit
Versorgungssicherheitsreserve
Zentrale Gleichungen im Modell
EPV = PPV · 0,95 GWh/(MWp·a)
EWind = PWind · 2,3 GWh/(MW·a)
EWP,el = QWP / COP mit COP = 3,2 im vereinfachten Modell
Wichtig: Die App bildet bewusst keine stündliche Optimierung, keine Lastflussrechnung, keinen Kraftwerkseinsatzplan und keine finanzmathematische Investitionsrechnung ab. Sie dient als integrierter Denk- und Entscheidungsraum.
⚙️ Interaktive Simulation
Verändern Sie die Parameter. Beobachten Sie, wie sich Energiebedarf, Eigendeckung, Emissionen, Investition, Versorgungssicherheit und Strategiequalität verändern.
Systembedarf
0 GWh/a
Stromäquivalent und Wärme im Modell
Erneuerbare Erzeugung
0 GWh/a
PV und Wind
Importabhängigkeit
0 GWh/a
0 % des Strombedarfs
Emissionen
0 kt/a
0 kt Minderung
Investition
0 Mio. €
0 % des Budgets
Sicherheitsreserve
0 %
gesicherte Leistung gegen Spitzenlast
Systemkostenindex
0
Betrieb, Import, CO₂, Kapitalnäherung
Strategiequalität
0 / 100
Mehrkriterien-Näherung
Interpretation des aktuellen Modells
🔀 Szenarien und Stressfälle
Die Szenarien setzen typische Strategiekonfigurationen. Danach können die Parameter im Simulationsreiter weiter variiert werden.
Szenario
Leitidee
Stärke
Risiko
Referenz
Moderat transformiertes System mit fortbestehender Import- und Fossilabhängigkeit.
Vergleichsbasis.
Zu geringe Transformationsgeschwindigkeit.
Kommunaler Ausbaupfad
PV, Wind, Wärme und Speicher werden ausgewogen aufgebaut.
Gute Gesamtrobustheit.
Hoher Koordinationsaufwand.
Stadtwerkstrategie
Eigenerzeugung, Wärmenetz, Beschaffung und Kundenpreise werden gekoppelt.
Managementnah und realistisch.
Marktrisiken bleiben relevant.
Industriepark
Flexibilität, Abwärme, Eigenerzeugung und H₂ werden in einem Energiehub verbunden.
Hohe Systemintegration.
Prozessrestriktionen und Versorgungspflichten.
Quartiersfokus
PV, Wärmepumpe, Wärmenetz und Speicher werden gebäudenah kombiniert.
Gute Anschauung für lokale Umsetzung.
Akzeptanz, Gebäudezustand, Stromnetz.
Netzengpass
Flexibilität, Batterie und Abregelung werden gegen Netzausbau abgewogen.
Macht Systemrestriktionen sichtbar.
Jahresbilanzen können Engpässe überdecken.
H₂-Transformation
H₂-Speicher und Reserve werden für saisonale Robustheit ausgebaut.
Stärkt Versorgungssicherheit.
Kosten, Effizienzverluste, Verfügbarkeit.
Dunkelflaute
Erneuerbare Einspeisung und Importfähigkeit werden kritisch reduziert.
Prüft Resilienz.
Hoher Reservebedarf.
📈 Mehrkriterienbewertung
Die Abschlussfallstudie verlangt eine explizite Abwägung. Eine Strategie mit hoher CO₂-Minderung kann am Budget scheitern; eine günstige Strategie kann Versorgungssicherheit oder Klimaziel verfehlen.
Klima
Bewertet Emissionsminderung und fossile Restpfade.
Wirtschaftlichkeit
Bewertet Investition, Importkosten, CO₂-Kosten und Budgetverträglichkeit.
Versorgungssicherheit
Bewertet gesicherte Leistung, Speicher, Flexibilität und Engpassresilienz.
Umsetzbarkeit
Bewertet Komplexität, Bauintensität, Akzeptanz und Phasierbarkeit.
Bewertungsraster
Kriterium
Gute Ausprägung
Kritische Ausprägung
Technische Plausibilität
Last, Erzeugung, Speicher, Wärme und Reserve sind konsistent dimensioniert.
Jahresenergie wird mit gesicherter Leistung verwechselt.
Systemintegration
Strom, Wärme, H₂, Speicher, Netze und Flexibilität werden gekoppelt.
Einzelmaßnahmen werden addiert, ohne Wechselwirkungen zu prüfen.
Wirtschaftlichkeit
Budget, Import, CO₂-Preis und Investitionswirkung werden gemeinsam betrachtet.
Nur Investition oder nur Betriebskosten werden betrachtet.
Robustheit
Stressfälle, Engpässe, Preisrisiken und Ausfälle werden berücksichtigt.
Nur ein günstiger Normalfall wird dargestellt.
Entscheidungsqualität
Empfehlung, Bedingungen, Risiken und nächste Schritte sind klar formuliert.
Simulationsergebnis wird ohne Managementlogik übernommen.
🧾 Managemententscheidung
Empfehlung: Bitte im Simulationsreiter Parameter setzen. Die Managementempfehlung wird hier aus dem Modell abgeleitet.
Aufbau einer belastbaren Empfehlung
Entscheidungsgegenstand: Was wird konkret beschlossen: Ausbaupfad, Investitionspaket, Pilotprojekt, Ausschreibung, Speicherstrategie oder Wärmestrategie?
Begründung: Welche technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Argumente tragen die Entscheidung?
Bedingungen: Welche Anschlussquoten, Genehmigungen, Netzkapazitäten, Förderbedingungen oder Preisannahmen müssen erfüllt sein?
Risiken: Welche Fehlannahmen könnten die Strategie entwerten?
Nächster Schritt: Welche Daten, Studien, Ausschreibungen oder Verhandlungen folgen?
Professioneller Prüfpunkt: Eine gute Abschlussfallstudie endet nicht mit „Szenario 3 ist am besten“, sondern mit einer begründeten, konditionierten und risikobewussten Entscheidung.
🔍 Modellgrenzen und Transfer
Nicht abgebildet
Stündliche Lastgänge und Wetterjahre
Lastflussrechnung und Netzschutz
Genehmigungsrecht und Flächenkonflikte
Tarifmodelle, Steuern, Umlagen und Förderprogramme
Finanzierung, WACC, Abschreibung und Liquidität
Vertragsrisiken, Lieferketten, Bauzeiten und Fachkräfte
Didaktische Aussagekraft
Das Modell zeigt Zielkonflikte.
Es erzwingt Systemdenken.
Es macht Sensitivitäten sichtbar.
Es verbindet Anlagenverständnis mit Managementlogik.
Es trainiert die transparente Begründung einer Empfehlung.
Transferfragen
Welche Annahme ist für die gewählte Strategie am kritischsten?
Welche Maßnahme sollte zuerst als Pilot umgesetzt werden?
Welche Daten müssten vor einem realen Investitionsbeschluss erhoben werden?
Welche Entscheidung wäre bei halbiertem Budget noch vertretbar?
Wie verändert sich die Empfehlung bei einer mehrtägigen Dunkelflaute?