Erstellung eines Digital Twins des Energiesystems
Übersicht
Um die Aufgaben der Energieausbauagentur (EEA) erfüllen zu können, ist die Schaffung eines digitalen Abbilds des Energiesystems, auch als Digital Twin bezeichnet, Deutschlands möglich. In diesem Abbild werden sämtliche Daten zu Flächen, Wetterbedingungen, Verbrauch, Netzwerken und Energieerzeugungsanlagen in ein energiewirtschaftliches Analyse-, Simulations- und Planungswerkzeug integriert.
Argumentation
Die Erstellung eines Digital Twins ermöglicht eine umfassende Modellierung des Energiesystems Deutschlands, wodurch eine solide Datenbasis für die langfristige Planung und Simulation von Projekten gewährleistet wird. Trotz potenzieller Risiken für die Netzstabilität durch Offenlegung der Daten ermöglicht die Architektur des Digital Twins eine schnellere Erkennung und Behebung von Schwachstellen durch Behörden und wissenschaftliche Institutionen unter Berücksichtigung von Datenschutzrichtlinien.
Wissenswert
Ein Digital Twin unterstützt die Entscheidungsprozesse bei der Gestaltung von Prozess- und Energiesystemen.
Quelle: Granacher, J., et al. (2022)
Der Digital Twin kann auch auf regionaler Ebene eingesetzt werden.
Quelle: O’Dwyer, E. et al. (2020)
Im Detail
Ausführliche Maßnahmenbeschreibung
Die Maßnahme zur Erstellung eines Digital Twins der deutschen Energielandschaft ist von zentraler Bedeutung für die effiziente Aufgabenerfüllung der Energie-Agentur. Ein solcher Digital Twin integriert alle relevanten Flächen-, Wetter-, Verbrauchs-, Netz- und Erzeugungsdaten in ein energiewirtschaftliches Analyse-, Simulations- und Planungswerkzeug. Diese Modellierung erfolgt in einer Open-Source-Umgebung, die einen diskriminierungsfreien Zugang für wissenschaftliche Einrichtungen, Marktteilnehmer und Bürger:innen ermöglicht, um auch angesichts der dynamischen Marktentwicklung langfristige und kostenintensive Projekte auf einer soliden Datenbasis zu planen.
Jede Energieanlage, unabhängig von ihrem Entwicklungsstand, wird in die Simulation des Digital Twins aufgenommen und mit einem geplanten Inbetriebnahmedatum versehen. Zusätzlich werden die Ausschreibungsmengen für Regelleistung zur Netzstabilisierung berechnet und bei Bedarf angepasst. Obwohl die Offenlegung dieser Daten potentielle Risiken für die Netzstabilität birgt, indem auch permanente Schwachstellen sichtbar werden, ermöglicht die Architektur des Digital Twins eine schnellere Erkennung und Behebung von Schwachstellen durch Behörden und wissenschaftliche Einrichtungen unter Berücksichtigung von Datenschutzbestimmungen. Die Einbindung von Energiegemeinschaften als weitere Säule der Energieerzeugung trägt dazu bei, die Netzstabilität trotz zunehmend dezentraler Struktur zu gewährleisten.
Potentiale
Mit Hilfe des digital Twin können Entscheidungen schneller und einfacher getroffen werden.
Quelle: Granacher, J., et al. (2022)
Bei der Planung der Energiesysteme gibt es verschiedene Unsicherheiten, welche im Digital Twin dargestellt werden können.
Quelle: O’Dwyer, E. et al. (2020)
Da die verschiedenen Prozesse in den Digital Twin aufgenommen werden, hat die Industrie ebenfalls einen besseren Überblick über ihre Energiequellen und Potenziale.
Quelle: Steindl, G., et al. (2020)
Risiken
Die Informationen müssen aufwändig gesammelt und eingespeist werden, wobei verschiedene Akteure mit involviert werden müssen.
Quelle: Steindl, G., et al. (2020)
Digital Twins können einerseits vielseitig eingesetzt werden, andererseits bedeutet dies eine Vielzahl an Möglichkeiten diese zu gestalten. Es muss demnach möglich sein den DIgital Twin individuell und dauernd anzupassen sowie sich für eine flexible Option zu entscheiden.
Quelle: Huang, W. et al. (2022)
Praxisbeispiele
Digital Twin in der Region Lazio
In der Region Lazio wurde für die Kontrolle von Häfen ein Digital Twin eingesetzt. Diese digitale Transformation hat in allen Bereichen neue Möglichkeiten eröffnet und die Effizienz bei der Verwaltung öffentlicher Finanzen, insbesondere im Bereich des Green Deals, gesteigert.
Quellen & Links
Germanzero (2022). Stephan Breidenbach et al., 1,5 Grad Gesetzespaket, S. 189
Granacher, J., et al. (2022). Overcoming decision paralysis—A digital twin for decision making in energy system design, Applied Energy, Volume 306, Part A, 15 January 2022, 117954
O’Dwyer, E. et al. (2020). Integration of an Energy Management Tool and Digital Twin for Coordination and Control of Multi-vector Smart Energy Systems, S. 11
Steindl, G. et al. (2020). Generic Digital Twin Architecture for Industrial Energy Systems,
Applied Sciences
2020,
10
(24), 8903, S. 1, 15
Huang, W. et al. (2022). Development and application of digital twin technology for integrated regional energy systems in smart cities, Sustainable Computing: Informatics and Systems Volume 3, 100781
Agostinelli, S. et al. (2022). Renewable Energy System Controlled by Open-Source Tools and Digital Twin Model: Zero Energy Port Area in Italy,
Energies
2022,
15
(5), 1817
Zuständige Bundesminister:innen
Bundestagsabgeordnete aus den zuständigen Ausschüssen
Digital Twin in der Region Lazio
In der Region Lazio wurde für die Kontrolle von Häfen ein Digital Twin eingesetzt. Diese digitale Transformation hat in allen Bereichen neue Möglichkeiten eröffnet und die Effizienz bei der Verwaltung öffentlicher Finanzen, insbesondere im Bereich des Green Deals, gesteigert.
Germanzero (2022). Stephan Breidenbach et al., 1,5 Grad Gesetzespaket, S. 189
Granacher, J., et al. (2022). Overcoming decision paralysis—A digital twin for decision making in energy system design, Applied Energy, Volume 306, Part A, 15 January 2022, 117954
O’Dwyer, E. et al. (2020). Integration of an Energy Management Tool and Digital Twin for Coordination and Control of Multi-vector Smart Energy Systems, S. 11
Steindl, G. et al. (2020). Generic Digital Twin Architecture for Industrial Energy Systems,
Applied Sciences
2020,
10
(24), 8903, S. 1, 15
Huang, W. et al. (2022). Development and application of digital twin technology for integrated regional energy systems in smart cities, Sustainable Computing: Informatics and Systems Volume 3, 100781
Agostinelli, S. et al. (2022). Renewable Energy System Controlled by Open-Source Tools and Digital Twin Model: Zero Energy Port Area in Italy,
Energies
2022,
15
(5), 1817
Zuständige Bundesminister:innen
- RHGRU
Bundestagsabgeordnete aus den zuständigen Ausschüssen
- KZSPD
- LBGRU
- OiFDP
- +26