Forschungsnetzwerk Systemanalyse
*** Das Anmeldeformular für die Themengruppen finden Sie unten in den jeweiligen Infoboxen ***
Seit 2015 verbindet das Forschungsnetzwerk Energiesystemanalyse die Akteure aus dem Förderschwerpunkt Systemanalyse des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie und unterstützt ihre Vernetzung. Gemeinsam erarbeiten sie Impulse für die Ausgestaltung und Weiterentwicklung der Energiesystemanalyse.
Themengruppen
Die Mitglieder des Forschungsnetzwerks organisieren ihre Zusammenarbeit im Rahmen von Themengruppen. Die Themengruppen haben jeweils eine Laufzeit von mindestens zwölf Monaten und geben den Mitgliedern die Möglichkeit sich zu spezifischen Forschungsinteressen und -schwerpunkten zu organisieren und auszutauschen. Mögliche Aktivitäten einer Themengruppe sind beispielsweise Workshops, Webinare oder –reihen oder ein virtueller Stammtisch. Die Themengruppen stehen allen Interessierten offen, die sich inhaltlich einbringen möchten.
Deutschland braucht zur Erfüllung seiner Klimaziele eine umfassende Transformation des Energiesystems. Hierfür wurden in der Vergangenheit viele Konzepte im Rahmen von lokalen Klimaschutzkonzepten entwickelt. Im Wärmemarkt werden derzeit auf lokaler Ebene auf Basis des Wärmeplanungsgesetz 1000-fach kommunale Wärmepläne erstellt.
Die Erstellung der Konzepte basiert immer auf den Schritten Ist- oder Bestandsanalyse, Potenzialanalyse, Szenarienanalyse und Ableitung eines Zielszenarios samt möglicher Umsetzungsstrategie von Maßnahmen. Für die einzelnen Schritte werden von unterschiedlichsten Akteuren und Institutionen für die vier Hauptbereiche (Datenmodelle, Auswerteroutinen, Systemmodelle und partizipative oder rein technoökonomische Bewertungsmodelle incl. der Ableitung von Umsetzungsstrategien) Methoden entwickelt und auf die lokale Ebene angewendet. Ziel der Themengruppe ist es bzgl. der verschiedenen Projekte (z.B. NEED; DiTENS, u.a.) und Aktivitäten einen Austausch- und Best-Practice-Plattform zu bieten. Hierfür sollen die derzeit gängigen Ansätze im Rahmen von Hauptbereichs-Workshops zusammengestellt werden. Übergreifendes Ziel der Workshops soll sein, diese anhand von Kriterien zu bewerten, Optionen der Standardisierung (incl. Ontologie und Datenbeschaffung) und Automatisierung abzuleiten und Potenziale für Weiterentwicklungen herauszuarbeiten. Daraus ergibt sich für die Gruppenmitglieder die Möglichkeit, Forschungslücken bzw. Datenlücken zu identifizieren.
Ansprechpersonen
Prof. Dr.-Ing. Markus Blesl (IER Uni Stuttgart): markus.blesl@ier.uni-stuttgart.de
Prof. Thomas Hamacher (TUM)
Anmeldung zur Themengruppe
Die Einbindung von Stakeholdern in die Energiesystemmodellierung gewinnt zunehmend an Bedeutung und wird bereits in Forschungsprojekten des Netzwerks Systemanalyse adressiert. Sie bietet zahlreiche Chancen für die Forschung und die Energiewende in Deutschland.
Durch ihr praxisnahes Wissen und ihre Erfahrung tragen Stakeholder dazu bei, Modelle realitätsnäher zu gestalten und deren Praxisrelevanz zu erhöhen. Ihre Beteiligung ermöglicht die Berücksichtigung verschiedener Perspektiven, die frühzeitige Identifikation potenzieller Konflikte in der Energiewende sowie eine gesteigerte Resilienz und Umsetzungsfähigkeit der Modellergebnisse. Zudem fördert die Einbindung von Stakeholdern aktiv den Wissenstransfer zwischen Forschung, Wirtschaft, Politik und Gesellschaft. Damit ist sie ein zentraler Erfolgsfaktor für die Energiesystemmodellierung und trägt entscheidend dazu bei, dass modellgestützte Szenarien nicht nur theoretisch fundiert, sondern auch praktisch umsetzbar sind. Gleichzeitig stellt die Stakeholdereinbindung eine Herausforderung dar und erfordert geeignete Prozesse und Werkzeuge für eine erfolgreiche Umsetzung. Zu den zentralen Herausforderungen gehören die Vielfalt der Stakeholdergruppen mit teils divergierenden Interessen, methodische Fragen zur Integration von Stakeholder-Inputs in Modelle sowie unterschiedliche Wissensstände der Beteiligten.
Geplante Aktivitäten und Ziele
Das Ziel der Themengruppe ist es, einen strukturierten Erfahrungsaustausch über geeignete Methoden, Chancen und Herausforderungen der Stakeholdereinbindung in der Energiesystemmodellierung zu fördern und Best Practices für die Zukunft zu entwickeln.
Um diesen Austausch zu ermöglichen, planen wir regelmäßige Online-Meetings mit Impulsvorträgen und Lessons Learned aus laufenden sowie abgeschlossenen Forschungsprojekten des Forschungsnetzwerks, in denen Stakeholder eingebunden wurden. Ein zentraler Bestandteil dieser Meetings sind interaktive Diskussionsrunden, die den Austausch zwischen den Teilnehmenden gezielt fördern und neue Perspektiven eröffnen sollen.
Ansprechpersonen
Ilka Cußmann – Reiner Lemoine Institut
Prof. Dr. Pao-Yu Oei – Europa-Universität Flensburg, ZNES
Mit Unterstützung durch:
Julian Bartels - DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme
Clara Büttner - Hochschule Flensburg
Anmeldung zur Themengruppe
Die Modellierung von Transformationspfaden ist ein zentrales Werkzeug der Energiesystemplanung. Dabei kommen verschiedene Modelle zum Einsatz, die sich in ihren methodischen Ansätzen sowie im technologischen, räumlichen und zeitlichen Umfang und Detailgrad des modellierten Systems als auch des Vorausschauhorizonts unterscheiden. In den aktuell laufenden Forschungsvorhaben REWARDS und ARTESIS sollen unter der Nutzung von stochastischer Optimierung robuste Transformationspfade für das deutsche Energiesystem identifiziert werden. Dabei werden Systemdesigns und Infrastrukturoptionen ermittelt, die auch unter der Berücksichtigung verschiedener Aspekte der Zukunftsunsicherheit – etwa Importverfügbarkeiten und Technologiewahl – ein resilientes und kosteneffizientes Energiesystem garantieren. Zur Abbildung von Unsicherheiten in Transformationspfaden und zur Sicherstellung der Skalierbarkeit kommen unterschiedliche Modellierungs- und Optimierungsansätze zum Einsatz. Zudem sind auch die Untersuchungsschwerpunkte (Resilienz vs. Wasserstoffversorgung) anders ausgeprägt. Die verwendeten methodischen Ansätze erlauben zugleich eine Quantifizierung des Mehrwerts der Systemplanung unter Unsicherheit gegenüber deterministischen Ansätzen.
Vor dem Hintergrund der Dringlichkeit der Emissionsreduktion, sowie der hohen Kosten und langen Lebensdauer von Energieinfrastrukturen ist es von hoher gesellschaftlicher Bedeutung, robuste und adaptive Transformationspfade auf der Grundlage solider wissenschaftlicher Methoden abzuleiten. Diese Arbeitsgruppe dient der Vernetzung aller Forschungsaktivitäten zum Thema, und soll durch den wissenschaftlichen Austausch zu einer stabileren und breiteren Wissens- und Entscheidungsbasis beitragen.
Ziele
- Austausch über Modellierungsmethoden für die Berechnung robuster Transformationspfade
- Vergleich der mit verschiedenen Ansätzen erzielten Ergebnisse
- Kritische Reflexion des Mehrwerts stochastischer Optimierung gegenüber deterministischen Planungsansätzen
- Identifikation und Kommunikation von übergreifenden Erkenntnissen
Aktivitäten
- Einbindung weiterer Vorhaben zum Thema
- Durchführung von mindestens zwei Webinaren zu Methoden und Ergebnissen der Analysen
- Identifikation und Realisierung eines geeigneten und realisierbaren gemeinsamem Veröffentlichungsformats (z.B. Diskussionspapier, wissenschaftlicher Artikel, Special Issue)
Ansprechpersonen
Hans Christian Gils, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Vernetzte Energiesysteme, hans-christian.gils@dlr.de
Philipp Härtel, Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE)
Anmeldung zur Themengruppe
1. Datensemantik und Ontologien
Datensemantik und Ontologien bilden einen wesentlichen Baustein FAIRer Daten. Für die Systemanalyse arbeiten wir seit über 5 Jahren projektübergreifend (SzenarienDB, LOD-GEOSS, SIROP, SEDOS, Stadt-Land-Energie, NFDI4Energy) an der Open Energy Ontology (OEO) und deren Anwendungen. Die Verankerung der OEO und weiterer Ontologien und Knowledge Graphen in der Systemanalyse-Community so wie ihre Weiterentwicklung entlang des Bedarfs der Nutzenden soll durch Workshops und Inputs im Rahmen der Themengruppe gefördert werden.
2. Dateninfrastrukturen
Im Bereich Dateninfrastrukturen wollen wir die Open Energy Family weiterentwickeln. Im Rahmen von NFDI4Energy arbeiten wir an der Open Energy Platform und am Open Energy Databus sowie dem MOSS (Metadata Overlay Search System). Diese sollen zusammen mit den Nutzenden weiterentwickelt werden, um die Usability und Reichweite zu verbessern. Dazu brauchen wir die Rückmeldungen von Nutzenden, die Daten dort veröffentlichen oder Daten suchen. Der Workshop („Multi-Layer Metadaten“) beim Forschungsnetzwerk ist ein Teil der Workshopreihe, in der zweiten Jahreshälfte sollen weitere Onlineworkshops stattfinden, um die bereits erreichten Implementierungen zu evaluieren.
3. Standardisierung
Strukturierte, interoperable und standardisierte Daten sind entscheidend für Effizienz und Reproduzierbarkeit. Zentrale Aspekte der Standardisierung sind Metadatenstandards (OEMetadata), Datenmodelle, Datenpipelines und APIs. Es geht um die Vorstellung von bewährten Methoden, aktuelle Entwicklungen und praxisnahe Anwendungen, um den Austausch und die Nachnutzung wissenschaftlicher Daten und die Zusammenarbeit zu optimieren.
4. Wissensaustauschworkshop der Datenprojekte
Im Kontext von Forschungsdaten für die Energiesystemforschung gibt es zurzeit mehrere Projekte, welche Datenmanagementsystemen für Forschungsdaten arbeiten, u.a. NFDI4Energy, NEED und die Helmholtz Metadata Collaboration. Wir wollen im Herbst 2025 einen Workshop (wahrscheinlich in Berlin) organisieren, um die die Abstimmung zwischen den Projekten zu verbessern.
Ansprechpersonen
Carsten Hoyer-Klick, Carsten.Hoyer-Klick@dlr.de
Ludwig Hülk, und Mirjam Stappel
Anmeldung zur Themengruppe
https://formulare.ptj.de/forschungsnetzwerk_energiesystemanalyse_themengruppe_4_daten_und_semantik
Künstliche Intelligenz (KI) – insbesondere Machine Learning und Generative KI wie Large Language Models (LLMs) – bietet vielfältige Potenziale für die Energiesystemanalyse. Ziel der Themengruppe ist es, aktuelle und zukünftige Einsatzmöglichkeiten zu identifizieren, zu diskutieren und gemeinsam weiterzuentwickeln.
Drei zentrale Anwendungsfelder stehen im Fokus
- KI für Daten: Automatisierte Analyse, Klassifikation und Vorverarbeitung großer Energiesystemdaten, z. B. Zeitreihen, Geodaten oder Planungsszenarien.
- KI als Modellersatz: Entwicklung von surrogate models zur Beschleunigung rechenintensiver Simulationen, z. B. durch neuronale Netze oder hybride Modelle.
- Generative KI und LLMs: Einsatz zur automatisierten Auswertung von Berichten, Unterstützung bei der Szenarienentwicklung oder zur Verbesserung von Wissenstransfer und Kommunikation.
Grenzen und Herausforderungen: Trotz großer Potenziale bestehen methodische, technische und ethische Herausforderungen. Dazu zählen etwa fehlende Transparenz und Nachvollziehbarkeit („Black Box“-Problematik), hoher Datenbedarf, mangelnde Standardisierung, begrenzte Übertragbarkeit von Modellen sowie Unsicherheiten bei der Ergebnisinterpretation. Auch rechtliche Fragen und Akzeptanz in der Fachcommunity müssen adressiert werden.
Aktivitäten und Ziele
- Austausch zu aktuellen Entwicklungen und konkreten Anwendungen (z. B. in Forschungsprojekten, Reallaboren)
- Webinare, Workshops und ggf. Präsenztreffen zu ausgewählten Themen
- Sammlung von Best Practices und Lessons Learned
- Diskussion offener Fragen und Entwicklung gemeinsamer Positionen
- Veröffentlichung von Ergebnissen im Intranet und über Netzwerkplattformen
Die Themengruppe versteht sich als offenes Forum für Forscher:innen, Anwender:innen und Interessierte, die den gezielten Einsatz von KI in der Energiesystemanalyse voranbringen möchten.
Ansprechperson
Prof. Dr. Dr. Tanja Kneiske
Anmeldung zur Themengruppe
In den letzten Jahren rückt das Thema der Energienachfrage neben den bisher angebotsseitigen Schwerpunkten in der Forschung stärker in den Fokus. Der Einsatz neuer Technologien beeinflusst die Energienachfrage in ihrer Gesamthöhe und der Aufteilung auf verschiedene Energieträger, aber auch in Ort und zeitlichem Profil. Dynamiken der Nachfrage in all diesen Dimensionen können sich auf lange Sicht auch durch den Wandel von Infrastrukturen, wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, Klima und Verhaltensweisen nachhaltig verändern.
Wir möchten uns mit anderen Forschenden vernetzen, die an sozio-technischen Fragestellungen zum Thema Nachfragewandel arbeiten.
Es ist angedacht, gezielt Expert:innen verschiedener Forschungsdisziplinen zu regelmäßigen Treffen einzuladen, um Forschungsansätze oder Ergebnisse vorstellen und interdisziplinär diskutieren zu können. Auf diese Weise soll ein nationales sozio-technisches Netzwerk an Expert:innen zur Entwicklung künftiger Energienachfrage etabliert werden. Die Treffen werden online abgehalten, um mehr Teilnahme zu ermöglichen. Als Formate sollen vorwiegend Workshops und Webinare eingesetzt werden. Ziele der Gruppe sind die Stärkung des Wissensaustauschs, die Vernetzung von Methoden und Ansätzen, die Identifikation von Forschungslücken und die Entwicklung innovativer Projektideen.
Ansprechpersonen
Markus Blesl (IER, Universität Stuttgart), Sigrid Prehofer (ZIRIUS Stuttgart)
Hans Christian Gils (DLR-VE Stuttgart)
Anmeldung zur Themengruppe
Technische Lösungsansätze
o Nutzung systemimmanenter Speichereffekte:
Nutzung thermischer Speicherkapazitäten über Temperatursollwertvorgaben beim Heizen und Kühlen
Vorprodukte als Energiespeicher: Fertigung auf Vorrat und Lagerung bis zur Nutzung
o Zeitliche Steuerung biologischer und chemischer Prozesse (z.B. über Sollwertvorgaben bei der Prozesstemperatur)
o Zeitliche Verschiebung energieintensiver Einzelprozesse
o Zeitlich variabler Betrieb von trägen Prozessen (Lüftungs- und Klimaanlagen, Pumpen)
- Wirtschaftlichkeits-Parameter (regulatorische Rahmenbedingungen)
- Akzeptanz-Parameter (Hemmnisse vs. Bereitschaft, Flexibilisierungsmaßnahmen umzusetzen)
- Vorhersage-Strategien zur Erhöhung der Flexibilisierungspotenziale
- Prozessmodellierung als Analysegrundlage
- Lastflexibilisierung „ohne“ Qualitätseinbuße à Definition des Qualitätsbegriffs
Ansprechperson
Michael Sorg, Deutsche Forschungsvereinigung für Meß-, Regelungs- und Systemtechnik e.V.
Anmeldung zur Themengruppe
Aktivitäten
- Webinare (halbjährlich; 2 über das Jahr)
a. Beiträge aus aktuellen BMWK-Projekten
b. Diskussionsrunden mit Stakeholdern - Präsenztreffen im Rahmen des Jahrestreffens 2026 des Forschungsnetzwerks Energiesystemanalyse, vergleichbar mit bisherigen Arbeitsgruppentreffen; bspw als 1-2 Workshops
- Online-Workshops für Austausch mit anderen Forschungsnetzwerken im Bereich Energie mit Schnitstellen hinsichtlich des Themas Versorgungssicherheit, bspw Stromnetze; 1-2 Workshops über das Jahr
- Veröffentlichung von Fazit sowie möglichen Ergebnissen und Erkenntnissen über die Homepage der Netzwerke und/oder andere passende Plattformen
Inhalte
- Versorgungssicherheitsmodellierung nach ERAA-Methodik (European Resource Adequacy Assessment)
- Value of Lost Load
- Weitere Beiträge und Schwerpunkte aus dem Forschungsnetzwerk im Rahmen des Themas Versorgungsicherheit
Ansprechpersonen
Aaron Praktiknjo, Jakob Kulawik, Marius Tillmanns
Lehrstuhl für Energiesystemökonomik | RWTH Aachen
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Unser Energiesystem, auch definiert als kritische Infrastruktur, ist durch einen steten Wandel geprägt, der durch die Dekarbonisierung, Dezentralisierung und Digitalisierung im Rahmen der Energiewende vorangetrieben wird. Dabei spielen sowohl die Kopplungen zu anderen Energiesektoren (z.B. Mobilität, Wärme) als auch zu anderen kritischen Infrastrukturen wie beispielsweise IKT, Logistik, Wasser eine größer werdende Rolle. Auch wenn diese neuen Kopplungen sicherlich vielversprechende Vorteile haben, können diese zusätzlich sich gegenseitig bedingende Abhängigkeiten bilden. Vor dem Hintergrund von nicht nur langsamen, sondern insbesondere turbulenten Veränderungen des sozio-technischen Systems ist es wichtig, zum einen resiliente Strategien und Maßnahmen parat zu haben, die ein Größtmaß an Versorgungssicherheit garantieren, und zum anderen auch im Kontext der Nachhaltigkeit die Bedürfnisse der verschiedenen Stakeholdern garantieren können. Dies ist insbesondere durch die anvisierten Kopplungen komplex und ist zudem abhängig von der räumlichen und zeitlichen Variabilität der disruptiven Ereignisse sowie der geplanten Resilienzmaßnahmen. Um mit dem schnelllebigen Thema Schritthalten zu können, soll diese Gruppe als Austauschplattform dienen, und aktuelle und zukünftige Aspekte zu diesem Thema diskutieren. Mögliche Diskussionsthemen betreffen beispielsweise die Herausforderungen der Modellierung von sektorengekoppelten Systemen beispielsweise mit Blick auf unterschiedliche räumliche und zeitliche Auflösungen, Berücksichtigung von disruptiven Ereignissen, Systemdesignfragen (im Sinne der „Preparedness“), Identifikation von neuen Abhängigkeiten und Kaskadeneffekten. Des Weiteren ist die Datenaufbereitung und -sammlung für die Modellierung, sowie die Ableitung von Resilienzmaßnahmen basierend auf den vorläufigen Projektergebnissen weitere zentrale Gesichtspunkte die thematisiert werden sollen. Da die Gruppenaktivität im Wesentlichen durch die Teilnehmenden bestimmt wird, soll anfangs ein Kick-off Workshop zu relevanten Themen für die Gruppenmitglieder stattfinden. Basierend darauf sollen dann drei ausgewählte Themen bearbeitet und diskutiert werden. Das Ergebnis soll dann in einem White Paper festgehalten und der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden.
Potenzieller Ablauf
M1: Konstituierendes Treffen der Themengruppe
➔ Ziel:
o Ermittlung der Erwartungen der Gruppenteilnehmenden
o Bestimmung von drei zentralen Themen die in dem Jahr diskutiert werden sollen.
M3: Webinar/Workshop Thema 1
M6. Webinar/ Workshop Thema 2
M9 Webinar/ Workshop Thema 3
M12: White Paper Fertigstellung
Ansprechpersonen
Henning Wigger, DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme, Energiesystemanalyse, Oldenburg, henning.wigger@dlr.de
Julian Bartels, DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme, Energiesystemanalyse, Oldenburg
Benjamin Fuchs, DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme, Energiesystemanalyse, Stuttgart
Madhura Yeligeti, DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme, Energiesystemanalyse, Stuttgart
Frank Schuldt, DLR Institut für Vernetzte Energiesysteme, Energiesystemtechnik, Oldenburg
Anmeldung zur Themengruppe
Verbindung zum Forschungsnetzwerk Wasserstoff, insb. Cluster 2 Infrastruktur und Systemintegration
Neben Webinaren, im Wesentlichen zu Projektaktivitäten rund um die Systemanalyse Wasserstoff und Power-to-X, soll in der Themengruppe auch ein methodischer Austausch zur Systemanalyse Wasserstoff und Power-to-X erfolgen. Dafür ist einmal im Jahr ein Präsenztreffen vorgesehen, wo methodische Ansätze vorgestellt und diskutiert werden.
Ansprechpersonen
Dr. Ulrich Fahl, Universität Stuttgart
Weitere Leiter: Prof. Dr. Martin Wietschel, Fraunhofer-ISI Karlsruhe; Prof. Dr. Michael Sterner, OTH Regensburg
Anmeldung zur Themengruppe
Idee: Die Diskussion um eine geeignete Energie- und Klimapolitik wird sehr stark durch systemkostenoptimierende Energieszenarien dominiert. Dabei kann der Eindruck entstehen, dass sich die vorliegenden Energieszenarien in ihren zentralen Annahmen und Botschaften nicht nennenswert unterscheiden. Daraus könnte geschlossen werden, dass es nur wenige mögliche Entwicklungspfade gibt und diese vorhersehbar sind. Andererseits fällt aber auch auf, dass die Energieszenarien zwar für eine Vielzahl von weitergehenden Studien als Grundlage genutzt werden, wie bspw. Analysen zu gesellschaftlichen Fragen oder zu Energienetzen. Solche Arbeiten berücksichtigen aber zumeist die Prämissen der verwendeten Energiemodelle nicht umfassend. Aktuelle Entwicklungen, verstärkt die Sektorenintegration zu modellieren und dabei die Auflösung die verwendeten Modelle zu erhöhen, macht die Modelle einerseits realistischer, andererseits erschweren diese Entwicklungen die Vermittelbarkeit und Vergleichbarkeit der Szenarien. Hierdurch wird die Ableitung von Handlungsempfehlungen erschwert. Zudem stellt sich die Frage nach der Konsistenz der bereitgestellten Informationen.
Eine weitere Frage bezieht sich auf die Vollständigkeit des zur Verfügung gestellten Orientierungswissens. Wie empirische Beobachtungen zeigen, sind Stakeholder (z.B. aus Politik und Gesellschaft, Industrie oder Wissenschaft) teilweise an Informationen interessiert, die in den Szenarienstudien nicht oder nur unzureichend zur Verfügung gestellt werden. Dies hat zur Folge, dass Szenarien zumeist nur begrenzt aussagekräftig und als Entscheidungsgrundlage nutzbar sind. Ein Beispiel hierfür ist das Fehlen von Informationen über die tatsächlichen zu erwarteten Belastungen privater Haushalte z.B. durch einen Anstieg der Endverbraucherpreise für Energie. Ebenso werden bspw. geopolitische Versorgungsrisiken unzureichend erfasst. Informationsdefizite können dazu führen, dass Umsetzungsprobleme der in den Szenarien identifizierten Transformationspfade übersehen werden. Es stellen sich somit die Fragen: Können die vorliegenden Energieszenarien die Bedarfe der Politik und der Gesellschaft tatsächlich erfüllen? Wie können diese Ansprüche in der Erstellung von Szenarien berücksichtigt zu werden?
Zielsetzung: Entwicklung eines Konzeptes, welches Wege aufzeigen soll, wie die Informationsbedarfe im Rahmen von erweiterten Energiesystembetrachtungen mit den heutigen Methoden und Modellen berücksichtigt werden könnten. Gegebenenfalls muss über neue Ansätze zur Bereitstellung entsprechender entscheidungsrelevanter Informationen nachgedacht werden. Damit könnte das Konzept einen Beitrag zu der Frage leisten, wie konkrete Umsetzungsmaßnahmen aus Szenarien gezogen werden können und auf welche Nebenwirkungen diese Maßnahmen in jedem Fall geprüft werden sollten.
Durchführung: Im Rahmen von mehreren Workshops sollen die o.g. Fragen sukzessive diskutiert werden, deren Ergebnisse dann in ein gemeinsames Konzept münden sollen. Nach Abschluss der Arbeiten soll im Rahmen eines Projektes das Konzept unter Einbindung von Entscheidungsträgern bzw. Stakeholdergruppen konkretisiert werden.
Zielgruppe: Expert:innen in der Entwicklung, Bewertung und Nutzung von Energieszenarien aus Politik und Gesellschaft, Industrie sowie Wissenschaft.
Ansprechperson
Dr. Witold-Roger Poganietz, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe, witold-roger.poganietz@kit.edu
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In der Energiesystemanalyse müssen multi-sektorale Systeme müssen effizient modelliert und gelöst werden, um fundierte Entscheidungen für die Energiewende zu ermöglichen. Stochastische und robuste Optimierung sowie Nicht-Linearitäten stoßen an Grenzen. Weder Parallelisierung noch Warmstartmethoden noch modernste Löser erzielen die nötigen Leistungsgewinne. Daher werden oft vereinfachte Modelle genutzt, um die rechentechnische Machbarkeit sicherzustellen. Die Überwindung dieser Hürde erfordert eine enge Verzahnung von Modellierung und algorithmischer Entwicklung.
Das Ziel der Themengruppe ist es, mit Blick auf konkrete Anwendungen umfassend aufzunehmen, welche Werkzeuge heute bereits zur Verfügung stehen, welche Methoden zielführender kombiniert werden können und welche Forschungsbedarfe noch existieren, um die komplexeren Probleme lösen zu können. Dies soll die Energiesystemanalyse in die Lage versetzen, relevante und fundierte Entscheidungshilfen auf Basis moderner Methoden bereitzustellen.
Aktivitäten:
1. Workshop zur Status-Quo-Analyse
2. White-Paper-Erstellung
Angesprochen werden: Modellierer und Tool-Entwickler aus Forschungsgruppen, unter anderem aus der OpenMod- und pypsa-Community, sowie kleinen und mittelständischen Unternehmen, beispielsweise aus der Energieberatung oder Stadtwerken. Angesprochen werden zudem Modellierungs-Plattformbetreiber wie GAMS sowie Entwickler von Open-Source-Lösern (z.B. PIPS-IPM++, SCIP, WORHP, HIGHs, Uno) und kommerzielle Solverentwickler (z.B. gurobi, COPT, FICO), die Erfahrungen aus der Praxis und Erkenntnisse zu bestehenden Herausforderungen in der Lösung der Optimierungsprobleme einbringen können.
Ansprechperson
Dr. Janina Zittel, Zuse Institute Berlin, zittel@zib.de
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Zusammenarbeit
Das Netzwerk konzentriert sich auf die Entwicklung und Verbesserung systemanalytischer Methoden und Modelle. Ein Systemmodell dient dazu, komplexe Sachverhalte und Zusammenhänge miteinander in Bezug zu setzen und soweit zu vereinfachen, dass Aussagen über Auswirkungen von kleinen Veränderungen im System gemacht werden können. Um ein möglichst genaues Abbild der Realität zu schaffen, müssen verschiedenste Aspekte aus unterschiedlichen Fachrichtungen miteinbezogen werden. Daher setzt sich das Netzwerk aus Vertretern verschiedenster Fachrichtungen von Mathematik, über Informatik und Naturwissenschaften bis hin zu Sozial- und Rechtswissenschaften zusammen.
Seit Gründung des Netzwerks Energiesystemanalyse tauschen sich die Mitglieder in Veranstaltungen sowie in Themengruppen (bislang Arbeitsgruppen) fachlich aus und arbeiten gemeinsam an Lösungen. Die Jahreskonferenzen bieten die Gelegenheit, in einem offenen Forum in verschiedenen Formaten über die weitere Ausgestaltung und Struktur des Forschungsnetzwerks zu diskutieren.
Organisation
Die Geschäftsstelle des Forschungsnetzwerks Energiesystemanalyse liegt beim Projektträger Jülich als Partner des BMWE für das Forschungsmanagement der geförderten Projekte.
Ansprechpersonen sind Dr. Christoph Mang (c.mang@ptj.de) und Dr. Anna Lewin (a.lewin@ptj.de).
