22.07.2024 – Forschende des KIT haben ein Modell entwickelt, das helfen soll, dezentrale Energiesysteme gerechter zu gestalten.
Die zunehmenden Herausforderungen durch den Klimawandel und die Bedrohungen durch Cyberangriffe rücken dezentrale Energiesysteme verstärkt in den Fokus von Stadtplanern und Netzbetreibern. Diese sogenannten Microgrids, die durch die dezentrale Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Energie arbeiten, können großflächige Stromausfälle verhindern und die Funktion kritischer Infrastrukturen sicherstellen. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben in einer neuen Studie in der Fachzeitschrift Nature Sustainability Gestaltungskriterien für diese Microgrids vorgestellt, die neben technischen Aspekten auch soziale Gerechtigkeit berücksichtigen. Das Modell soll helfen, städtische Infrastrukturen widerstandsfähiger zu machen und das Risiko großflächiger Stromausfälle zu verringern.
Karlsruhe bei Nacht. Zukünftig könnten Microgrids Städte gegen die Gefahren von großflächigen Stromausfällen wappnen. (Bild: Karlsruher Institut für Technologie)
Planungsstrategie für urbane Resilienz
Ein besonderes Augenmerk der Studie liegt auf der gerechten Verteilung von Energiezugang und -versorgung innerhalb der Stadt und soll Stadtplanern eine Vorlage für einen Planungsprozess an die Hand geben, der Städte widerstandsfähiger gegen Krisen wie Naturkatastrophen oder Cyberangriffe machen soll. „Der Zuschnitt von Microgrids kann entscheidend dafür sein, wie gut verschiedene soziale Gruppen im Krisenfall versorgt werden“, erklärt Dr. Sadeeb Simon Ottenburger vom Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) des KIT, der das Projekt leitet.
Die Forschung basiert auf einer Fallstudie zu den Auswirkungen des Hurrikans Florence im Jahr 2018 in North Carolina. Die Ergebnisse zeigen, wie unterschiedliche soziale Gruppen durch Energieausfälle unterschiedlich stark betroffen sind. Auf Basis dieser Daten entwickelten die Forschenden Metriken zur Bewertung des Wohlbefindens der Bevölkerung in Abhängigkeit von deren Energieversorgungssicherheit.
Klare Empfehlung
Die Studie empfiehlt, mehrere Microgrids pro Stadt zu installieren, um eine gerechte Verteilung kritischer Dienstleistungen wie Gesundheits- und Sicherheitsstrukturen zu gewährleisten. Dabei sollten Stadtverwaltungen Vertreter verschiedener sozialer Gruppen und relevante Institutionen in den Planungsprozess einbeziehen, um die Bedürfnisse aller Bürger:innen zu berücksichtigen.
„Die Suche nach optimierten Microgrid-Zuschnitten ist hoch komplex und bedarf neuer Algorithmen, um aus den vorhandenen Daten tragfähige Modelle zu entwickeln“, sagt Ottenburger. „Entscheidend ist, dass resiliente Lösungen nicht unbedingt eine Frage von mehr Investition sind, sondern vor allem von ausgeklügelter Planung. Wir sollten darauf achten, dass alle Gruppen eine Stimme haben und an diesen Prozessen teilnehmen können.“ (pms)