Multikriterielle Entscheidungsanalyse für die Nachhaltigkeitsbewertung von Energietechnologien

Projektbeschreibung

Abbildung 1
Abbildung 1

Zielsetzung

Ziel des Fokusprojekts ist die Anwendung von Methoden der multikriteriellen Entscheidungs-unterstützung (Multi-Criteria Decision Analysis – MCDA) zur Ergänzung und Weiterentwicklung bestehender methodischer Ansätze für die Nachhaltigkeitsbewertung energietechnischer Prozesse in unterschiedlichen Entwicklungsstadien. Zu diesem Zweck soll ein Tool zur multikriteriellen Entscheidungsunterstützung (Decision Support Tool – DST) entwickelt werden, welches unterschiedliche MCDA-Methoden berücksichtigt und auf unterschiedliche Energietechnologien angewendet werden kann.

Durch die Entwicklung und Anwendung von MCDA-Methoden ist eine integrierte, d. h. simultane Berücksichtigung ökonomischer, ökologischer und sozialer Indikatoren im Rahmen der Nachhaltigkeitsbewertung (technischer Prozesse) möglich. Dieser integrative multidimensionale Ansatz baut auf bestehenden Ansätzen und Arbeiten zur disziplinären, eindimensionalen Bewertung am ITAS auf und führt diese weiter. Zu diesen gehören für die jeweilige Bewertungsdimension spezifische mathematische Modelle und Analysemethoden wie die Lebenszyklusanalyse, ökonomische Berechnungen und Ergebnisse aus unterschiedlichen sozialwissenschaftlichen Ansätzen.

Mit dem multikriteriellen Bewertungsansatz können bspw. die Präferenzen unterschiedlicher Stakeholder im Bewertungsprozess berücksichtigt und sichtbar gemacht werden. Um die Robustheit und die Unsicherheiten der Ergebnisse sichtbar zu machen, soll die multikriterielle Bewertung mit Sensitivitätsanalysen gekoppelt werden. Dadurch lässt sich der Einfluss der präferenziellen Gewichtung ausgewählter Eingangsgrößen und der Anzahl an untersuchten Technologieoptionen auf die Ergebnisse untersuchen.

Das Aufzeigen von Einflussgrößen auf den Entscheidungsprozess bei Einsatz multikriterieller Methoden liefert wichtige Hinweise und Informationen zur Beratung von Entscheidungsträgern in Wissenschaft, Wirtschaft und Politik. Die Entwicklung eines mulitkriteriellen DST kann somit einen wesentlichen Beitrag zur TA leisten. Gleichzeitig ist eine Vielzahl an methodischen Herausforderungen zu berücksichtigen. Diese umfassen z. B. die Wahl der MCDA-Methode, die Identifizierung relevanter Kriterien und Stakeholder und die Darstellung der Ergebnisse.

Die geplante Einbindung des DST im Rahmen der MCDA ist in Abbildung 1 dargestellt. Das multikriterielle DST zur Nachhaltigkeitsbewertung und dessen Anwendbarkeit in partizipativen Entscheidungsprozessen soll mit den Kolleg*innen der transdisziplinären Forschung reflektiert und im Reallabor mit Stakeholdern und Bürgern getestet werden. Dazu werden ausgewählte energietechnische Prozesse, die in der Helmholtz Forschungsgemeinschaft entwickelt werden (z. B. bioliq® und unterschiedliche Energiespeicher) als Fallstudien (Case Studies) verwendet.

Arbeitspakte

Die folgenden gelisteten Arbeitspakete sind nicht als sequenziell, sondern als iterativ anzusehen.

  1. Aufarbeitung Stand der Forschung
  2. Konzeption und Entwicklung DST
  3. Anwendung DST in Use Cases
  4. Testläufe DST im Reallabor
  5. Evaluierung DST

Publikationen


2023
Zeitschriftenaufsätze
Vorträge
Haase, M.; Andresh, M.; Patyk, A.; Rösch, C.
Sustainability Assessment of NET fuel production processes
2023. International Workshop NET@KIT: Negative Emissions Technologies at KIT: State and Perspectives (2023), Karlsruhe, Deutschland, 23. März 2023 VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Haase, M.; Mesa Estrada, L.; Wulf, C.; Baumann, M.; Müller, T.; Brand-Daniels, U.; Zeug, W.
Helmholtz activities in the field of MCDA-assisted sustainability assessment
2023. Helmholtz Energy Conference (2023), Koblenz, Deutschland, 12.–13. Juni 2023 
Mesa Estrada, L.; Haase, M.; Müller, T.; Baumann, M.
Interactive decision support tool for sustainability assessment of energy technologies
2023. EWG MCDA 95 (2023), Jaén, Spanien, 13.–15. April 2023 
Mesa Estrada, L. S.; Haase, M.; Baumann, M.; Wulf, C.; Müller, T.; Ersoy, H.
Stakeholders integration for MCDA sustainability assessment of energy technologies: a use case in energy storage
2023, September 22. 96th Meeting of the EWG-MCDA (MCDA-96), Paris, 21st-23rd September 2023 (2023), Paris, Frankreich, 21.–23. September 2023 
Wulf, C.; Haase, M.; Baumann, M.; Mesa Estrada, L.; Müller, T.
Multi-Criteria Decision Analysis Methods used for Sustainability Assessment
2023. 17th Society and Materials International Conference (SAM 2023), Karlsruhe, Deutschland, 9.–10. Mai 2023 
2022
Zeitschriftenaufsätze
Forschungsberichte/Preprints
Mesa Estrada, L. S.; Haase, M.; Wulf, C.; Baumann, M.; Zeug, W.; Ball, C.; Bezama, A.; Brand-Daniels, U.; Buchgeister, J.; Heck, R.; Kopfmüller, R.; Müller, T.; Naegler, T.; Oswald, M.; Rudi, A.; Siekmann, F.
MCDA for sustainability assessment – insights to Helmholtz Association activities
2022. Zenodo. doi:10.5281/zenodo.7273635VolltextVolltext der Publikation als PDF-Dokument
Vorträge
Baumann, M.
Overview: ELimination Et Choice Translating Reality - ELECTRE
2022. Workshop „MCDA for Sustainability Assessment of (Energy) Technologies and Systems“ (2022), Fulda, Deutschland, 11.–12. Juli 2022 
Gapp-Schmeling, K.; Haase, M.; Rösch, C.; Schüwer, D.; Püttner, A.
Multikriterielle Nachhaltigkeitsbewertung für kommunale Wärmetransformationskonzepte
2022. FVEE-Jahrestagung "Forschung für die Wärmewende" (2022), Berlin, Deutschland, 12.–13. Oktober 2022 
Mesa Estrada, L. S.; Haase, M.; Baumann, M.
How can existing (licence-free) MCDA-based software support sustainability assessment? – A literature review
2022. 26th International Conference on Multiple Criteria Decision Making (2022), Portsmouth, Vereinigtes Königreich, 26. Juni–1. Juli 2022 
2021
Buchaufsätze
Haase, M.; Baumann, M.; Wulf, C.; Rösch, C.; Zapp, P.
Multikriterielle Analysen zur Entscheidungsunterstützung in der Technikfolgenabschätzung
2021. Technikfolgenabschätzung. Hrsg.: S. Böschen, 306–320, Nomos Verlagsgesellschaft. doi:10.5771/9783748901990-306
Proceedingsbeiträge
Haase, M.; Wulf, C.; Baumann, M.; Harzendorf, F.; Ersoy, H.; Koj, J. C.; Rösch, C.
Comparative sustainability assessment of alternative technologies and fuels for individual motorized mobility
2021. Proceedings of the 16th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, Dubrovnik, Kroatien, 10.-15.10.2021 
Vorträge
Baumann, M.; Peters, J.; Ersoy, H.; Weil, M.; Fournier, G.; Moniz, A.; Martins, N. C.
Decision making support for the selection of stationary batteries
2021. Energy Transition and Sustainability Conference (APEEN 2021), Online, 20.–21. Januar 2021 
Haase, M.; Wulf, C.; Baumann, M.; Rösch, C.
Comparative sustainability assessment of alternative technologies and fuels for individual motorized mobility
2021. Workshop "Prospective Multidimensional Assessment of Energy Technologies and Scenarios" (ProMETS 2021), Online, 25.–26. Februar 2021 
2020
Vorträge
Baumann, M.; Peters, J.; Weil, M.; Ersoy, H.
Supporting decision making towards increasing the sustainability of battery storage
2020. Workshop: Maximizing the Environmental Utility of Battery Storage: Building a Life Cycle Assessment Framework Session 2: Current Approaches to Decision-Making Agenda, University of California (2020), Los Angeles, CA, USA, 23. Oktober 2020 
Baumann, M.; Peters, J. F.; Weil, M.; Ersoy, H.
MCDA of Stationary battery storage systems
2020. Abschlusskonferenz - Ergebnispräsentation Helmholtz Initiative Energie System (Energie System 2050 2020), Berlin, Deutschland, 30. September 2020 
Baumann, M.; Weil, M.; Peters, J.; Haase, M.
How to store my energy? Challenges and potentials using MCDA for decision support in the field of energy storage
2020. Operational Research Seminar Centro de Matemática e Aplicações (2020), Online, 18. Dezember 2020 

Kontakt

Dr. Manuel Baumann
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-23215
E-Mail

Dr. Martina Haase
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-26094
E-Mail