Die Reduktion der Treibhausgasemissionen gehört zu den maßgeblichen Zielen, welche mit der Neuausrichtung der Energienetze hin zu erneuerbaren Energien verfolgt werden. Vor diesem Hintergrund bedarf es geeigneter Modelle und Methoden, mit welchen dezentrale, erneuerbare Energieanlagen in die Energienetze eingebunden und effizient genutzt werden können. Die vorliegende Arbeit stellt dar, wie durch die Vernetzung von lokalen Energieerzeugern und Verbrauchern zu Microgrids eine umweltfreundliche Energieversorgung vor Ort gestaltet werden kann und quantifiziert das Potential dieses Konzepts.
Dazu wird nach Methoden gesucht, mit welchen auf lokaler Ebene ein Ausgleich von Energieerzeugung und Nachfrage umgesetzt werden kann. Auf Erzeugerseite wird eine koordinierte, vorausschauende Betriebsführung für die Kombination eines Mikro-Blockheizkraftwerks mit Photovoltaikanlagen entwickelt. In der Simulation werden die Kohlenstoffdioxidemissionen der Strom- und Wärmeversorgung somit um 33% gesenkt. Zur Optimierung auf Verbraucherseite werden Methoden zur Lastverschiebung (Demand Side Management) von Haushaltsgeräten evaluiert. Die Simulation zeigt, dass das Potential zur Senkung der Emissionen auf Verbraucherseite zwar geringer ist, aber bei der Konzeption entsprechender Stromtarife die Energienetze durch die Nutzung von Demand Side Management durchaus entlastet werden können. Ergänzt werden die Optimierungsmethoden durch eine umfassende Analyse von kurzfristigen Stromlastprognosen auf Verbraucherebene, da diese Prognosen für die nachgelagerten Optimierungsverfahren benötigt werden. Diese Analyse gibt Aufschluss über geeignete Methoden und die erwartbaren Prognosefehler.