Dynamis - Dynamische und intersektorale Maßnahmenbewertung zur kosteneffizienten Dekarbonisierung des Energiesystems

Motivation

"Dynamis – Vermögen, eine Veränderung herbeizuführen"

Die deutsche Energiewirtschaft befindet sich im Zuge der Energiewende in einem Wandel hin zu einer möglichst emissionsarmen Zukunft. Die Erreichung dieses Ziels erfordert die Umsetzung diverser Treibhausgas- (THG)-Verminderungsmaßnahmen. Eine Möglichkeit hierfür ist die Substitution von fossilen Brennstoffen durch Erneuerbare Energien in der Stromerzeugung. Bedarfsseitige Maßnahmen sind beispielsweise die Elektrifizierung des Wärme- und Mobilitätssektors durch den verstärkten Einsatz von Wärmepumpen und Elektrofahrzeugen oder die Implementierung von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz in industriellen Prozessen. Die stetige Veränderung der politischen, technologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen und somit des Energiesystems im Allgemeinen, führt auch zu einer fortlaufenden Veränderung der Bewertungsgrundlagen für die THG-Verminderungsmaßnahmen. Folglich gilt es, dynamische Handlungsempfehlungen zu entwickeln, um klimatische und volkswirtschaftliche Ansprüche zu vereinen.

 

Zielsetzung des Verbundprojektes Dynamis

Um diesen inhomogen Anforderungen gerecht zu werden, gilt als definiertes Ziel des Verbundprojekts Dynamis die Bereitstellung von Methoden und Werkzeugen zur Quantifizierung sektorenübergreifender THG-Verminderungsmaßnahmen. Der Fokus liegt hierbei auf der Kopplung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr und den daraus resultierenden Systemeffekten. Mithilfe der entwickelten Werkzeuge soll schlussendlich zu jedem Zeitpunkt der wirtschaftlich und energetisch effizienteste Weg zur Reduktion der THG-Emissionen identifiziert werden. In Abhängigkeit der eingangs dargestellten Rahmenbedingungen umfasst der Bewertungsrahmen Einzelmaßnahmen sowie Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Maßnahmen.

Es ergeben sich die folgenden inhaltlichen Leitfragen:

  • Zu welcher de-facto-Zielpriorisierung und Maßnahmenumsetzung führen die aktuellen politischen Rahmenbedingungen?
  • Wo bestehen Diskrepanzen zwischen einer volkswirtschaftlich effizienten (Systemsicht) und einer betriebswirtschaftlich darstellbaren (Akteurssicht) Umsetzung von Maßnahmen?
  • Wo liegt aus ganzheitlicher Sicht ein sinnvolles Gleichgewicht zwischen Effizienzmaßnahmen und dem Ausbau der Erneuerbaren Energien?

 

Zielsetzung der FfE GmbH im Verbundprojekt Dynamis

Im Rahmen des Verbundprojektes Dynamis bearbeitet die FfE GmbH die aufgeworfenen Fragestellungen für den Industriesektor und die Gaswirtschaft. Weiterführende Informationen zu Inhalten der Projektpartner finden Sie unter folgendem Link: https://www.ffe.de/dynamis.

Der Fokus der Analyse für den Teilbereich „Industrie“ liegt hierbei auf der Identifikation und Auswahl von Maßnahmen zur THG-Verminderung sowie der Erhebung und Aufbereitung von Daten, die eine Quantifizierung der Verminderungspotenziale und der damit verbundenen Kosten ermöglicht. Ausgehend von einer detaillierten Emissionsbilanz für den Industriesektor werden die Branchen mit dem aus absoluten und relativen Gesichtspunkten größten Einsparpotenzial identifiziert und einer Detailanalyse unterzogen.

Zusätzlich werden Verminderungsmaßnahmen in die Analyse integriert, die sich aufgrund starker Wechselwirkungen zu anderen Maßnahmen für eine tiefergehende Analyse besonders eignen. Für die unter diesen Gesichtspunkten als relevant deklarierten Maßnahmen werden durch Literaturrecherche und Expertengespräche Daten zu Verminderungspotenzialen und  -kosten erhoben. Es fließen zudem Daten und Erfahrungen aus zahlreichen, von Experten der FfE GmbH durchgeführten industriellen Energieaudits ein. Basierend auf der getroffenen Maßnahmenauswahl und den erhobenen Daten werden die Maßnahmen anschließend bewertet und Wirkzusammenhänge identifiziert.

Durch Sensitivitäts- und Unsicherheitsanalysen wird die Robustheit der Ergebnisse untersucht. Die bewerteten Maßnahmen werden letztlich in das FfE-Energiesystemmodell "Dynamo" integriert, um sektorenübergreifende Treibhausgasverminderungsszenarien zu erarbeiten. Im Teilbereich "Gaswirtschaft" werden die Auswirkungen der identifizierten THG-Verminderungsmaßnahmen auf den Gasmarkt dargestellt.

Hierzu werden zum einen Untersuchungen zu geänderten Ausnutzungen der Infrastruktur und zum anderen eine Analyse der Preisbildungen an den Märkten durchgeführt. "MInGa", das Markt- und Infrastrukturmodell der Gaswirtschaft wird durch die FfE GmbH im Rahmen von Dynamis entwickelt. Das Modell simuliert den europäischen Gasmarkt mit einem vollkommenen Wettbewerb. MInGa wird als lineares Optimierungsproblem implementiert, welches aufbauend auf den variablen Kosten der einzelnen Akteure die volkswirtschaftlichen Gesamtkosten minimiert.

Der Gasfluss zwischen den Marktgebieten in Europa wird als Transportmodell mit Übertragungskapazitäten zwischen den Marktgebieten abgebildet. Weiterhin soll das Modell basierend auf Grenzkosten Indizien zur Preisbildung ermitteln. Dies ermöglicht eine iterative Verknüpfung zum an der FfE entwickelten Energiesystemmodell "ISAaR", welches dem Gasmarktmodell eine Gasnachfrage des Kraftwerksparks übergibt und vom Gasmarktmodell eine marktgebietsscharfe Preisbildung erhält.

 

Förderung und Projektpartner

Logo BMWI

Die Bearbeitung dieser Studie erfolgt durch ein Projektkonsortium bestehend aus der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V., der Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH und dem Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik der TU München.

Die Studie wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert (Förderkennzeichen: 03ET4037A). Diese Förderinitiative ist Teil des 6. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung, Schwerpunkt Systemanalyse.

Neben dem BMWi unterstützen 12 Unternehmenspartner aus den Bereichen Energieversorgung, Mobilität und Chemie das Forschungsvorhaben sowohl finanziell als auch mit Daten und individuellen, praxisnahen Erfahrungen. Darüber hinaus werden sie die Ergebnisse evaluieren und Umsetzungsmöglichkeiten prüfen.

 

 

Projektpartner

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