Verbundprojekt: Parallele Modellierungsumgebung für die Planung elektrischer Energiesysteme mit erneuerbaren und nuklearen Energiequellen. Teilvorhaben: Parallelisierung und Optimierung der Berechnungsvorschriften.

Bestehende Ansätze zur Integration erneuerbarer Energien in den Strommix sind in Krisensituationen wie Terroranschläge oder Naturkatastrophen nicht direkt anwendbar, da die Infrastruktur von z.B. Solaranlagen anfällig für Beschädigungen ist. Dies ist insbesondere ein Problem in Kriegsgebieten wie der Ukraine – nicht allein führt der Ausfall des Stromnetzes immer wieder zu inhumanen Lebensbedingungen, sondern sorgt auch dafür, dass nicht-nachhaltige und CO2 intensive Methoden (z.B. Dieselgeneratoren) zur Versorgung eingesetzt werden müssen. Im Rahmen des Antrags sollen zusammen mit dem ukrainischen Partner Methoden der nachhaltigen, strukturell integren und ausfallsicheren Stromversorgungsmethoden untersucht werden, die in Krisengebieten zum Einsatz kommen können und trotzdem die CO2 Emission deutlich und nachhaltig reduziert. Um den elektrischen Fluss in einem regionalen Netz zu berechnen, wird standardmäßig Mixed-Integer Linear Programming (gemischte ganzzahlige lineare Optimierung, auch MILP) eingesetzt. Die Umsetzung solcher Methoden erfordert die Nutzung effizienter und großer Rechenumgebungen. Die Vorarbeiten des ukrainischen Partners im Bereich der Methodenforschung und der Anwendungen bilden zusammen mit den Vorarbeiten an der Universität zu Köln in der effizienten Nutzung von HPC-Systemen die Grundlage für die Realisierbarkeit dieser komplexen Simulationsaufgabe auf modernen, heterogenen Hochleistungsrechnern. Durch den Austausch zwischen den Partnern kann die Expertise auf beiden Seiten extrem stärken und die Ergebnisse stellen eine Stärkung der Ukraine zur Bewältigung der Kriegsfolgen, als auch zur Stärkung des Umgangs mit der Krisensituation dar. Durch die Optimierung der Methoden wird zudem das Wirtschafts- und Innovationssystem der Ukraine gestärkt.