Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)

ENERGY-TRANS: Regionale Modellierung des gesamten Energieversorgungssystems

  • Projektteam:

    Buchgeister, Jens (Projektleitung); Andreas Rieder, Annika Weiss, Holger Maximilian Kleemann

  • Förderung:

    Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

  • Starttermin:

    2011

  • Endtermin:

    2016

  • Projektpartner: DLR Institut für Verkehrsforschung, FZJ Institut für Energie- und Klimaforschung - Systemforschung und Technologische Entwicklung
  • Forschungsgruppe:

    Forschung für nachhaltige Energietechnologien

Projektbeschreibung

Helmholtz-Allianz ENERGY-TRANS im Überblick

Die Helmholtz-Allianz ENERGY-TRANS war ein großes Drittmittelprojekt an dem alle ITAS-Forschungsbereiche mit Teilprojekten beteiligt und vernetzt waren. Im Mittelpunkt der Forschungen von ENERGY-TRANS standen die Energiewende und die damit verbundenen Anforderungen an die Transformation des Energiesystems. Grundannahme war, dass diese Transformation nicht nur mit technischen sondern auch mit unterschiedlichen gesellschaftlichen Herausforderungen verbunden ist.

Beispielsweise gehören dazu Veränderungen im Nutzer- und Verbraucherverhalten, Akzeptanzprobleme und Konflikte um neue Infrastrukturen wie Hochspannungstrassen, geeignete politische und ökonomische Rahmenbedingungen für die erforderlichen Innovationen, adäquate Betreibermodelle für dezentrale Energieanlagen oder auch der Umgang mit möglicherweise neu auftretenden Risikotypen. Dementsprechend bestand die neuartige Perspektive der Helmholtz-Allianz darin, das Energiesystem in Deutschland vor allem von der gesellschaftlichen Bedarfs- und Nutzerseite her zu erforschen und für die auftretenden Probleme Lösungswege zu ermitteln.

In der Allianz forschten aus neun Einrichtungen etwa 80 Sozial- und Politikwissenschaftler, Psychologen und Philosophen, Wirtschafts- und Rechtswissenschaftler, Ingenieure und Systemanalytiker gemeinsam und interdisziplinär in fünf Forschungsfeldern, 17 Projekten, zwei Querschnittsthemen und zwei integrativen Schlüsselthemen. Das KIT koordinierte die Allianz, die eine Laufzeit von September 2011 bis Dezember 2016 hatte.

Das ITAS stellte neben der Universität Stuttgart das größte Forschungskontingent und war an ENERGY-TRANS mit etwa 20 Wissenschaftler/innen beteiligt. Korrespondierend zu den vielschichtigen Aufgabenstellungen von ENERGY-TRANS waren in der Allianz Kompetenzen aus allen ITAS-Forschungsbereichen integriert. Die stark interdisziplinären Arbeiten griffen zudem wichtige Fragestellungen aus dem Helmholtz-Programm „Technologie, Innovation und Gesellschaft“ (TIG) auf.

Regionale Modellierung

Im Projekt soll am Beispiel ausgewählter Raumordnungsregionen der heutige Ist-Zustand des Energie- und Verkehrssystems mit Trendszenarien, die in der Zukunft einen höheren Anteil an erneuerbaren Energieträgern an den Versorgungsstrukturen vorsehen, ökonomisch und umweltbezogen vergleichend analysiert werden. Hierbei erfolgt die Spezifizierung der sozio-ökonomischen Rahmenbedingungen für die Szenarien unter Berücksichtigung des demografischen Wandels mittels eines regionalen Input-Output-Modells des Forschungszentrums Jülich, das auch zur Ermittlung des zukünftigen Energiebedarfs der ausgewählten Raumordnungsregionen dient. In dem Projekt sollen Szenarien unter Berücksichtigung von Verhaltens- und Akzeptanzmustern zur Konvergenz (bzw. multifunktionalen Nutzung der Versorgungsinfrastruktur) und den Wechselwirkungen des Energie- und Verkehrssystems modelliert, beschrieben und ausgewertet werden. Dabei wird die Verkehrsmodellierung vom Institut für Verkehrstechnik des DLR durchgeführt.

Publikationen


2016
Vorträge
Kleemann, H. M.
Practical tools for group model building.
2016. International Conference of the System Dynamics Society, Delft, NL, July 17-21, 2016 
Kleemann, H. M.
Misconceptions regarding the self-attenuation of residential energy retrofitting policies? - Validation via disaggregation.
2016. International Conference of the System Dynamics Society, Delft, NL, July 17-21, 2016 
Weiss, A.; Poganietz, W.-R.; Lehn, H.; Steiner, F.; Böschen, S.
The water energy nexus in the urban context. A suggestion for a multi- inter- and transdisciplinary approach for sustainable development.
2016. Workshop ’Understanding the Water-Energy-Food Nexus and ist Implication for Governance’, Osnabrück, June 15-16, 2016 
Poster
Handel, O.; Kleemann, H. M.
New scripts for group building - online questionnaires and open loops.
2016. 34th International System Dynamics Society Conference, Delft, NL, July 17-21, 2016 
Kleemann, H. M.
Practical tools for group model building.
2016. 34th International System Dynamics Society Conference, Delft, NL, July 17-21, 2016 
2015
Vorträge
Buchgeister, J.
Lecture energy management - From global perspective to applications in industry.
2015. Vorlesung im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen, Hochschule Pforzheim (2015), Pforzheim, Deutschland, 24. März 2015 
Buchgeister, J.; Kleemann, M.; Rieder, A.
Aspekte einer regionalen Energiewende.
2015. Energy Days 2015, Leipzig, February 24-25, 2015 
Kleemann, H. M.
Qualitative Faktoren in System Dynamics Modellen, beispielsweise in der energetischen Sanierung von Wohngebäuden.
2015. Rahmen eines Expertengespräch zum Thema “Integration qualitativer Faktoren in die Umwelt & Energiemodellierung” im GENO-Haus Stuttgart (2015), Stuttgart, Deutschland, 21.–22. Januar 2015 
Kleemann, H. M.
Analysis of the development of the retrofitting transition of residential buildings in SW-Thuringia by means of a system dynamics simulation model.
2015. 19.Workshop des Student Chapters der Gesellschaft für Energiewissenschaft und Ennergiepolitik (GEE), Stuttgart, 8.Mai 2015 
Rieder, A.; Buchgeister, J.
Strom- und Wärmeversorgungsmodell einer ländlichen Region.
2015. Energiesysteme 2050, Kick-Off Meeting Forschungsthema 1: Seicher und Netze, Karlsruhe, 24.November 2015 
2014
Zeitschriftenaufsätze
Vorträge
Buchgeister, J.
Projektvorstellung: Regionale Modellierung von Energieversorgungsstrukturen in Südwestthüringen.
2014. 6. Sitzung des Energiebeirats der Regionalen Planungsgemeinschaft Südwestthüringen (2014), Suhl, Deutschland, 7. März 2014 
Buchgeister, J.
Energy Management - From global perspective to applications in industry.
2014. Vorlesung im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen, Hochschule Pforzheim (2014), Pforzheim, Deutschland, 1. April 2014 
Buchgeister, J.; Rieder, A.; Kleemann, H. M.
Regionale Modellierung von Energieversorgungsstrukturen in Südwestthüringen - Projektvorstellung.
2014. Sitzung des Planungsausschusses der Regionalen Planungsgemeinschaft Südwestthüringen (2014), Hildburghausen, Deutschland, 8. April 2014 
Buchgeister, J.; Rieder, A.; Kleemann, M.
Regionale Modellierung von Energieversorgungsstrukturen in Südwestthüringen.
2014. 3.Regionale Energiekonferenz Südwestthüringen, Suhl, 27.November 2014 
Buchgeister, J.; Rieder, A.; Kleemann, M.
Regionale Modellierung von Energieversorgungsstrukturen in Südwestthüringen.
2014. 24. Sitzung des Planungsausschusses der regionalen Planungsgemeinschaft Südwestthüringen, Hildburghausen, 8. April 2014 
Prehofer, S.; Buchgeister, J.; Rieder, A.; Toups, M.; Weimer-Jehle, W.
Constructing hybrid scenarios to enhance socio-technical system understanding and to improve coupling the story with quantitative modelling”. An approach applied on two regional energy system case studies.
2014. International UCL-CIRED workshop: Innovative techniques for Quantitative SCenarios in ENergyEnvironmental research (IQ SCENE 2014), London, Vereinigtes Königreich, 26.–27. März 2014 
Rieder, A.
Energiesystem-Modell einer Raumordnungsregion.
2014. 16. Workshop des Student Chapters, Essen, 23. Mai 2014 
Weimer-Jehle, W.; Borggrefe, F.; Buchgeister, J.; Hauser, W.; Naegler, T.; Pregger, T.; Prehofer, S.; Rieder, A.; Scholz, Y.; Vögele, S.
Context scenarios. A concept for improving the account of societal uncertainties in energy scenarios and its application in ENERGY-TRANS.
2014. IRGC Workshop Energy Transition Scenarios : Improving Methods to Assess Future Energy Demand, Karlsruhe, October 9-10, 2014 
Poster
Kleemann, H. M.
Misconceptions of the dynamic nature of building energy retrofitting rates in Germany.
2014. 32nd Good Governance in a Complex World - International Conference of the System Dynamics Society (2014), Delft, Niederlande, 20.–24. Juli 2014 
2013
Zeitschriftenaufsätze
Buchgeister, J.; Heinrichs, D.; Tobias, K.; Rieder, A.; Toups, M.
Regionale Modellierung von Energieversorgungsstrukturen.
2013. GAIA - Ökologische Perspektiven für Wissenschaft und Gesellschaft, 22, 209–210 
Proceedingsbeiträge
Rieder, A.; Christidis, A.; Tsatsaronis, G.
Multi criteria dynamic design optimization of a distributed energy system.
2013. Proceedings of the 26th Internat.Conf.on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems (ECOS 2013), Guilin, CN, July 16-19, 2013. Ed.: J. Xu, Paper D037 
Vorträge
Buchgeister, J.
Lecture energy management - From global perspective to applications in industry.
2013. Vortr.: Vorlesung im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen, Pforzheim, 15. Oktober 2013 
Rieder, A.
Dynamische Entwurfsoptimierung eines KWK-Systems.
2013. Internationalen VDI-Expertenforum “Wie smart managen wir Energie wirklich?” im KIT (2013), Karlsruhe, Deutschland, 19.–20. März 2013 
Rieder, A.; Christidis, A.; Tsatsaronis, G.
Multi criteria dynamic design optimization of a distributed energy system.
2013. 26th Internat.Conf.on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems (ECOS 2013), Guilin, China, July 16-19, 2013 
Poster
Buchgeister, J.; Rieder, A.; Weimer-Jehle, W.
Using cross-impact analysis for long-term trends of energy systems.
2013. 26th Internat.Conf.on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems (ECOS 2013), Guilin, China, July 16-19, 2013 
2012
Proceedingsbeiträge
Buchgeister, J.
Comparison of sophisticated life cycle impact assessment methods for assessing environmental impacts in a LCA study of electricity production.
2012. 25th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization and Simulation of Energy Conversion Systems and Processes (ECOS) - Perugia, Italy, June 26th-June 29th, 2012. Ed.: U. Desideri, Firenze University Press, Firenze 
Vorträge
Buchgeister, J.
Bewertung von Umweltwirkungen - Methodischer Rahmen und aktuell diskutierte Vorgehensweisen bei der Ökobilanzierung.
2012. Vortr.: VDI Richtlinienausschuss 4601 ’Umweltindikatoren / Ökosystemleistung’, Düsseldorf, 22.Oktober 2012 
Buchgeister, J.
Comparison of sophisticated life cycle impact assessment methods for assessing environmental impacts in a LCA study of electricity production.
2012. ECOS 2012: Advances and Challenges in Nuclear Physics with High Intensity Stable Beams, Perugia, I, June 26-29, 2012 

Kontakt

Jens Buchgeister
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-26720
E-Mail