Als Reaktion auf die Auswirkungen des Klimawandels auf lokale und globale Ökosysteme hat die Bundesregierung Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausemissionen beschlossen. Im Elektrizitätssektor resultieren diese zum einen im Ausbau erneuerbarer Energien und dezentraler Erzeugung in Haushalten; zum anderen in der Förderung neuartiger Technologien, wie z.B. elektrischer Fahrzeuge und digitaler Zähler. Dies führt zur Zunahme von Erzeugungs- und Verbrauchsfluktuationen sowie der Nichtsteuerbarkeit der Einspeisung. Im Elektrizitätsnetz sind Erzeugung und Verbrauch aufgrund der Nichtspeicherbarkeit elektrischer Energie stetig auszugleichen. Die Maßnahmen der Regierung erschweren diesen Ausgleich und erhöhen die Einsätze von Spitzenlastkraftwerken und Regelenergie. Zur Unterstützung des Ausgleichs dient das Lastmanagement durch Anpassung des Verbrauchs an die Erzeugung. Als Lastmanagement werden Anreizsysteme zur Motivation einer Verhaltensänderung in Haushalten sowie Steuerungen zur direkten An- und Abschaltung von Geräten zusammengefasst.
Vor diesem Hintergrund wird in dieser Arbeit ein Verfahren zur Untersuchung der Auswirkungen des Lastmanagements unter Berücksichtigung technologischer Veränderungen auf den Lastverlauf des Haushaltssektors entwickelt. Hierzu wird ein Modell der Haushalte und Energieversorgungsunternehmen konzipiert, das den Gerätebestand der Haushalte als energetische Infrastruktur abbildet und das Verhalten der Bewohner sowie die Reaktionen auf Lastmanagement erfasst. Insbesondere werden hierbei die Komfortanforderungen der Bewohner berücksichtigt. Das Modell wird zur Untersuchung des Lastmanagements in einem dreistufigen Verfahren eingesetzt, welches die Generierung von Haushaltspopulationen, die Simulation des Verhaltens und die Reaktion auf Lastmanagement durch Optimierung umfasst.
Die Bewertung der Auswirkungen des Lastmanagements erfolgt durch Einsatz des Untersuchungsverfahrens mit Datensätzen des deutschen Haushaltssektors. Hierzu werden Fallstudien ausgewertet, die sich in Tarifstrukturen zur Anreizsetzung und in Gerätetechnologien, z.B. in den Beständen elektrischer Fahrzeuge, unterscheiden. Das Verfahren ist als Software umgesetzt, die auf andere Nationen oder regionale Betrachtungsebenen übertragen werden kann. Insgesamt ermöglicht diese Arbeit damit erstmalig die Untersuchung verschiedener Lastmanagementinstrumente in durch Geräteausstattung und -nutzung heterogenen Haushaltspopulationen.