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Prognose von Klimabedingungen für eine sauberere Energieerzeugung

Erneuerbare Energien sind der Schlüssel zur Bekämpfung des Klimawandels, aber auch die atmosphärischen Bedingungen können einen großen Einfluss auf die Quellen dieser Energieversorgung haben. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ein Instrument entwickelt, mit dem Klimabedingungen bis zu drei Monate im Voraus prognostiziert werden können, um den Sektor für erneuerbare Energien entsprechend bei der Planung zu unterstützen.

Klimawandel und Umwelt
Energie

Sowohl die Erzeugung erneuerbarer Energien (Windkraft, Solarenergie und Wasserkraft) als auch der Energiebedarf hängen stark von den atmosphärischen Bedingungen ab. Tatsächlich ist eines der größten Hindernisse für eine stärkere Durchdringung erneuerbarer Quellen im Energiemix mit deren Schwankungsbreite verbunden, da es schwierig sein kann, die Energieerzeugung und -nachfrage vorherzusagen. Außerdem wirkt sich der Klimawandel direkt auf erneuerbare Quellen und auf den Energiebedarf aus. Da Wettervorhersagen nicht mehr als ein paar Tage abdecken, kann der Sektor für erneuerbare Energien den Energiebedarf während eines extremen Wetterereignisses wie einer Kälteperiode oder einer Hitzewelle nicht zuverlässig Wochen oder Monate im Voraus planen. Das EU-finanzierte Projekt S2S4E hat zum Ziel, den Nutzen subsaisonaler und saisonaler Vorhersagen für den Energiesektor zu untersuchen, um sowohl die Erzeugung erneuerbarer Energien als auch die Nachfrage mehrere Wochen und Monate im Voraus zu prognostizieren. „Bei der Erörterung des Problems der saisonalen Vorhersagen mit dem Energiesektor haben wir eine Lücke zwischen den bereits verwendeten Prognosen und der potenziellen Verwendung der saisonalen Prognosen festgestellt“, sagt Albert Soret, S2S4E-Projektkoordinator.

S2S4E-Instrument zur Entscheidungsunterstützung

Das aus Partnern aus Industrie und Wissenschaft bestehende Projektteam entwickelte einen Online-Vorhersagedienst, das S2S4E-Instrument zur Entscheidungsunterstützung (Decision Support Tool), das einen innovativen Service für den Sektor der erneuerbaren Energien bietet und diesen dabei unterstützen soll, widerstandsfähiger gegenüber dem Klimawandel und Extremereignissen zu werden. Dieser Dienst ist auf den Energiesektor zugeschnitten und integriert subsaisonale Klimaprognosen von bis zu vier Wochen mit saisonalen Klimaprognosen von bis zu drei Monaten. Die Klimavorhersagen von S2S4E basieren auf subsaisonalen und saisonalen Klimadaten, die nachbearbeitet werden, um deren Zuverlässigkeit zu verbessern und Energieindikatoren für den Sektor für erneuerbare Energien zu erstellen. Die im Instrument zur Entscheidungsunterstützung verfügbaren Vorhersagen umfassen wesentliche Klimavariablen wie Temperatur, Regen, Windgeschwindigkeit und Sonnenstrahlung. Sie werden auch zur Erstellung von Prognosen für Energieindikatoren verwendet, z. B. zum Energiebedarf aufgrund der intensiven Nutzung von Klimaanlagen zur Kühlung während einer Hitzewelle. Das S2S4E-Team verfolgte einen transdisziplinären Ansatz. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und der Energiesektor kamen zusammen, um die fortschrittlichsten Klimawissenschaften mit den Bedürfnissen, Risikomanagement-Praktiken und Entscheidungsverfahren der perspektivischen Nutzendenschaft des Instruments zur Entscheidungsunterstützung in Einklang zu bringen. „Darüber hinaus kann dieses Prognoseinstrument auch für Menschen von Nutzen sein, die in anderen Sektoren wie der Landwirtschaft, dem Versicherungswesen und dem Tourismus arbeiten“, fügt Soret hinzu. Daniel Cabezón Martinez, Leiter für meteorologische Modelle und Spezialaufgaben bei EDP Renewables, merkt an: „Im Winter 2015 gab es in den USA einen starken Super El Niño und einen Windmangel. Wir suchten nach wissenschaftlichen Antworten auf diese Situationen in Bezug auf erneuerbare Energien sowie nach Lösungen zur Prognose und Bewältigung von Extremereignissen und beteiligten uns an der Entwicklung des S2S4E-Instruments zur Entscheidungsunterstützung.“

Kommerzialisierung

Um die Benutzeroberfläche, die Benutzerfreundlichkeit und Relevanz des Instruments zur Entscheidungsunterstützung zu verbessern, organisierten die Projektmitglieder Workshops und Interviews, führten Nutzungstests durch und setzten Technologien wie Blickverfolgung ein. Das Instrument zur Entscheidungsunterstützung wurde im Juni 2019 in Betrieb genommen und das Tool ist über eine kostenlose Registrierung zugänglich. Das Instrument zur Entscheidungsunterstützung ist gut für die kommerzielle Nutzung geeignet, allerdings war dies eine Herausforderung für das Forschungsteam, das nicht mit dem Verkaufen eines Produkts mit Gewinn vertraut ist. Daher hat S2S4E eine Partnerschaft mit einem Experten für die Kommerzialisierung geschlossen, um das Konsortium bei den üblichen Aspekten der kommerziellen Nutzung, beispielsweise bei der Suche nach geeigneten Geschäftsmodellen, zu unterstützen. „Das S2S4E-Projekt endet nicht nachdem das Instrument zur Entscheidungsunterstützung auf den Markt gekommen ist, da wir anderthalb Jahre Zeit haben, um die Funktionsweise des Tools zu überprüfen und sicherzustellen, dass es für den Sektor der erneuerbaren Energien von Nutzen ist“, so Soret.

Schlüsselbegriffe

S2S4E, erneuerbare Energien, Prognosen, Klimawandel, Energiebedarf, saisonale Prognosen, Instrument zur Entscheidungsunterstützung, Energieindikatoren

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