4NEMO – Research Network for the Development of New Methods in Energy System Modeling

Projekthomepage: www.4nemo.de 

Verbundpartner:    

• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) 
• ewi Energy Research & Scenarios gGmbH (ewi ER&S)
• Forschungszentrum Jülich GmbH 
• Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)
• Technische Universität Bergakademie Freiberg 
• Technische Universität München 
• Universität Stuttgart 
• Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung GmbH (ZEW)

Praxispartner: Vertreter aus Verbänden, Energieunternehmen und verschiedenen Wissenschaftsdisziplinen

Fragestellung und Ziele des Projektes

Die im Rahmen der Energiewende angestrebten Ziele des Ausbaus erneuerbarer Energien und der Reduktion von Treibhausgasemissionen haben zu einer dynamischen Transformation des Energiesystems geführt. Eng verbunden mit dem steigenden Anteil erneuerbarer Energien ist die zunehmende Regionalisierung des Energiesystems. Sowohl die voranschreitende Marktpenetration von intermittierenden Erzeugungstechnologien als auch die stärkere Verteilung von Erzeugungs- und Netzstrukturen im Raum stellen zusätzliche Ansprüche an die Koordination des Energiesystems und alle gesellschaftlichen Akteure. Aus diesem Grunde ist neben der technologischen Machbarkeit und Finanzierbarkeit in zunehmendem Maße die gesellschaftliche Akzeptanz ein wichtiger Faktor für die Entwicklung des Energiesystems der Zukunft.

Dieses dynamische Umfeld des Energiesystems spiegelt sich auch in der Vielfalt von Energiemarktmodellen wider, die aber häufig nur begrenzt fähig sind, die aus den oben genannten Faktoren resultierenden Herausforderungen abzubilden. Einerseits existieren zahlreiche Modelle für den deutschen und den europäischen Energiemarkt, die eine große Bandbreite an Ergebnissen erzeugen. Dies hat wiederum zur Folge, dass die praktische Relevanz der Ergebnisse nur schwer bewertet werden kann. Der Grund hierfür sind unterschiedliche Annahmen über Rahmenbedingungen, Datenquellen und Modellstrukturen. Andererseits integrieren bestehende Modelle ökonomische, technische und gesellschaftliche Faktoren nur in beschränktem Maße.

Vor diesem Hintergrund koordiniert das ifo Institut neun renommierte Forschungsinstitute und Hochschulen, um den zwei Hauptzielen von 4NEMO gerecht zu werden:

1. Die Kohärenz, Vergleichbarkeit und Transparenz der Energiemodelle soll erhöht werden. Dies betrifft nicht nur Modellierung und Veröffentlichung zu Modellstrukturen, sondern auch die Konsistenz von Datensätzen und Technologieannahmen.
2. Die Integration von ökonomischen und gesellschaftlichen Faktoren und der mit ihnen verbundenen Ausprägungen von Unsicherheit in Energiemodellen soll verbessert werden.

Projektteile

Das Vorhaben besteht aus fünf Arbeitspaketen. In Arbeitspaket 1 wird ein Anforderungskatalog definiert, der die veränderten Rahmenbedingungen von Strommärkten widerspiegelt. Arbeitspaket 2 hat zum Ziel, dass die beteiligten Institutionen ihrer bestehenden Modelle anhand von vier Clustern (Technologie, Akzeptanz, Regionen, Unsicherheit) weiterentwickeln. Parallel werden in Arbeitspaket 3 und 4 konsistente soziotechnische Kontextszenarien und konkreten Rahmendatensätze entwickelt. Im abschließenden Arbeitspaket 5 werden die erarbeiteten Szenarien als Basis für eine vergleichende Modellanalyse genutzt.

Das ifo Institut wird in Arbeitspaket 1, 2, 4 und 5 arbeiten und koordiniert das Gesamtprojekt. In Arbeitspaket 2 wird das EU-REGEN-Modell erweitert, um das Konzept der gesellschaftlichen Akzeptanz in den Modellierungsansatz zu integrieren. Das weiterentwickelte Modell wird in Arbeitspaket 4 als Basis für die Ausgestaltung von Szenarien genutzt. Diese Szenarien werden in Arbeitspaket 5 in das Modell implementiert und mit den Ergebnissen anderer Projektpartner verglichen.

Methodische Vorgehensweise

Es werden integrierte Szenarien entwickelt, die eine detaillierte Abbildung von ökonomischen, gesellschaftlichen und technologischen Rahmenbedingungen beinhalten. Systematische Modellvergleiche und -analysen generieren einen Ergebnisraum, der das Verständnis für Stärken, Schwächen und Spezialisierungsvorteile der Modelle steigert und so eine bessere Einordnung der Ergebnisse erlaubt. Die Energiemodelle der Projektpartner werden zudem durch koordinierte Weiterentwicklungen verbessert. Die geplante stärkere Integration von ökonomischen und gesellschaftlichen Faktoren erhöht die grundsätzliche Aussagekraft der Modelle. Dabei trägt die implizite Sensitivitätsanalyse in Bezug auf Modellstrukturen zur hohen Relevanz des Verbundprojekts bei. Insgesamt wird das Projekt zu einer Verbesserung der Aussagekraft, Interpretierbarkeit und Vergleichbarkeit von Politikanalysen im Rahmen von Energiemodellen beitragen. Durch die Schaffung einer gemeinsamen Datenbasis und dadurch der Möglichkeit zur Kopplung der Modelle können zukünftige Forschungsprojekte und Beratungsaktivitäten besser zwischen den beteiligten Instituten koordiniert werden und gemeinsame Projekte schneller und effizienter bearbeitet werden. Darüber hinaus verfolgen alle Verbundpartner das Ziel eines transparenten Umgangs mit Modellen und Szenarien sowie eine verbesserte gesellschaftspolitische Verwertung.