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Background and content of the thesis:
The infeed of intermittent renewable energy sources (RES) increases in the European energy system and subsequently its relevance for several market participants. Predic-tions of RES infeed are used, among others, in energy trading and power plant dis-patch. Particularly rare events of low RES infeed are significant in analyses on security of supply, due to the high share of RES infeed in the total power generation. Security of supply and generation adequacy specifically is assessed in probabilistic approaches with simulation models, that generate many realizations of energy system uncertain-ties such as RES infeed. In a simulation model, distributional models, such as general-ized additive models for location and shape (GAMLSS), are a promising approach to estimate non-parametric distributions of RES-infeed.
This master thesis aims to develop, implement, and evaluate a distributional model to estimate the distribution of onshore wind infeed in Germany, incorporating relevant exogenous factors. The focus of this work will be on parameterizing the distributional model, involving extensive data preparation and exploration. Subsequently, a case study will be conducted, simulating the onshore wind infeed using a simulation model based on the estimated distribution.
For more on GAMLSS see: Stasinopoulos, M. D., Rigby, R. A., Heller, G. Z., Vou-douris, V., & De Bastiani, F. (2017). Flexible regression and smoothing: using GAMLSS in R. CRC Press.

Requirements:
Interest in econometrics and data science, preferably previous knowledge in program-ming with R

Contact person:
Further information are available on request by Maike Spilger. Tel.: +49 201-183-6713, maike.spilger@uni-due.de
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In den letzten Jahrzehnten wurden unterschiedliche Konzepte zur Behebung von Netzengpässen im Übertragungsnetz diskutiert. Während in den USA vor allem das sogenannte „Nodal Pricing“ praktiziert wird, basiert der europäische Strommarkt auf dem Konzept des „Zonal Pricing“. Da innerhalb einer Preiszone keine Preissignale einen physikalisch möglichen Lastfluss garantieren können, müssen Netzbetreiber vor allem in Deutschland immer häufiger auf Notfallmaßnahmen wie Redispatch und Einspeisemanagement zurückgreifen.

In Deutschland werden diese Notfallmaßnahmen vorrangig kostenbasiert entschädigt, d.h. die Zusatzkosten der Kraftwerke, die ihre Fahrpläne ändern, so dass keine Netzengpässe mehr vorhanden sind, werden entschädigt. In den letzten Jahren wurden jedoch immer wieder marktbasierte Ansätze erprobt, zum Beispiel in Form von regionalen Flexibilitätsmärkten (siehe Projekt „enera“). Durch die regionalen Marktgebiete besteht jedoch die Gefahr, dass einzelne Marktakteure Marktmacht besitzen und dadurch erhöhte Preise fordern können.

In dieser Arbeit sollen Instrumente zur Identifikation von Marktmacht in Flexibilitätsmärkten identifiziert und mögliche Gegenmaßnahmen recherchiert werden. Der Nutzen und die Umsetzbarkeit der Gegenmaßnahmen soll im Anschluss qualitativ diskutiert und anhand eines kleinen Modells demonstriert werden. Bei dem Modell handelt es sich zum Beispiel um ein vereinfachtes 3-Knotenmodell. Die Implementierung soll per Matlab oder Python erfolgen.

Die Bundesregierung hat mit dem Klimaschutzplan 2050 ihre anspruchsvollen nationalen Klimaschutzziele bestätigt und weiter präzisiert. Deutschlands Langfristziel ist es, bis zum Jahr 2050 weitgehend treibhausgasneutral zu werden. Das im Oktober 2019 von der Bundesregierung beschlossene Klimaschutzprogramm 2030 setzt den Klimaschutzplan mit konkreten Maßnahmen um.

Dabei liegen in Kommunen und im kommunalen Umfeld große Potenziale zur Minderung von Treibhausgasen. Mit der Richtlinie zur Förderung von Klimaschutzprojekten im kommunalen Umfeld („Kommunalrichtlinie“) wird die Förderung des kommunalen Klimaschutzes, der bereits seit dem Jahr 2008 im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) gefördert wird, fortgesetzt.

Ziel der Richtlinie ist es, die Anreize zur kostengünstigen Erschließung von Minderungspotenzialen im kommunalen Umfeld zu verstärken, die Minderung von Treibhausgasemissionen zu beschleunigen und messbare Treibhausgaseinsparungen zu realisieren. Mit den durch diese Richtlinie geförderten investiven Vorhaben werden über die Wirkdauer der Maßnahmen jährliche zusätzliche Einsparungen in Höhe von mindestens 400.000 Tonnen CO2-Äquivalent (brutto) angestrebt.

Im Rahmen der Abschlussarbeit sollen Klimaschutzstrategien von Städten und Kommunen zur Umsetzung der Kommunalrichtlinie analysiert werden. Ansprechpartner sind vor allem die Klimaschutzmanager*innen, die von vielen Städten und Kommunen im Rahmen der Richtlinie eingestellt wurden. Durch Interviews oder die Erstellung eines Fragebogens können die aktuellen Konzepte und Bemühungen erhoben und im Anschluss analysiert werden.