Dynamis – Dynamische und intersektorale Maßnahmenbewertung zur Dekarbonisierung
Dynamis – Vermögen, eine Veränderung herbeizuführen
Im Zuge der deutschen Energiewende erfolgt eine Umgestaltung der Energieversorgung mit den Zielen, aus der Kernenergie auszusteigen und die Treibhausgasemissionen zu senken. Mit der Verabschiedung des Pariser Klimaabkommens bekannte sich auch die Weltgemeinschaft zu einer deutlichen Reduktion der Treibhausgasemissionen und verleiht den deutschen Bestrebungen zusätzliches Gewicht.
Zur Reduktion von Emissionen im Energiesystem stehen verschiedene Maßnahmen zur Diskussion. Zu den CO2-Verminderungsmaßnahmen zählen neben dem Einsatz Erneuerbarer Energien (EE) auch Effizienzsteigerungen, die zunehmende Elektrifizierung, der Einsatz synthetischer und biogener Energieträger sowie die Abscheidung von CO2. Die Bewertung dieser Maßnahmen hinsichtlich ihres Emissionsminderungspotenzials und ihrer Kosteneffizienz ist dabei grundlegend von den Randbedingungen des umgebenden Energiesystems abhängig. Gleichzeitig führt die Umsetzung solcher Maßnahmen auch immer zu einer Veränderung der Struktur eben dieses Gesamtsystems, welches sich nicht nur auf die Bewertung dieser Maßnahme auswirkt, sondern auch die Bewertungsgrundlage anderer Maßnahmen verändert. Eine rein statische Betrachtung der CO2-Verminderungskosten als Kriterium zur Maßnahmenbewertung ist folglich nicht ausreichend.
Zielsetzung und Methodik
Gegenstand des Projektes Dynamis ist daher die Entwicklung von Methoden und Modellen, die es ermöglichen, einzelne Maßnahmen und Maßnahmenkombinationen unter Berücksichtigung der dynamischen Wechselwirkungen im Energiesystem hinsichtlich ihres CO2-Einsparpotenzials und ihrer CO2-Verminderungskosten zu bewerten. Dabei liegt der Fokus insbesondere auf den Rückwirkungen der anwendungsseitigen Maßnahmen in den Endenergiesektoren auf das Energiesystem.
Um mit der Vielzahl an Maßnahmen und der Komplexität umzugehen, wird im Projekt Dynamis ein dreistufiger Bewertungsansatz verfolgt:
Mithilfe einer Voranalyse werden zunächst die großen Stellhebel zur Emissionsreduktion identifiziert. Für die ausgewählten Maßnahmen erfolgt dann eine stufenweise Bewertung, wobei in jeder Stufe der Modellierungsraum erweitert wird. Während bei der statischen Bewertung einzelne Technologien für ausgewählte Jahre miteinander verglichen werden, werden in der sektordynamischen Bewertung Zeitabhängigkeiten und Verdrängungseffekte in den Endenergiesektoren miteinbezogen. Hierfür werden die vier Endenergiesektoren Verkehr, Haushalte, Industrie und GHD (Gewerbe, Handel, Dienstleistungen) mithilfe detaillierter Bottom-up-Modelle abgebildet. Der zunehmenden Sektorkopplung wird in der systemdynamischen Bewertung durch die Übergabe der zeitlich aufgelösten Nachfrage nach Strom, Fernwärme, Gas, Wasser und synthetischen Brennstoffen an die Optimierungsmodelle der Bereitstellungsseite Rechnung getragen. Mithilfe einer langfristigen Einsatz- und Ausbauplanung und einem regionalisierten EE-Zubau können schließlich einzelne Maßnahmen sowie Maßnahmenkombinationen hinsichtlich ihres Einsparpotenzials und ihrer dynamischen Verminderungskosten bewertet werden.
Zusammenfassung:
Veröffentlichungen und Vorträge
- Wege zu einer kosteneffizienten Dekarbonisierung des Energiesystems: FfE und TU München veröffentlichen Studie
- Modellierung kosteneffizienter Transformationspfade der deutschen Industrie
- Wie gelangt grüner Wasserstoff zum Verbraucher? Potenzielle Infrastruktur für Wasserstoff in Deutschland
- Dekarbonisierungsstrategie Deutschland – Ein Überblick
- Poster: Start Szenario
- Poster: Fuel Szenario
- Pressemitteilung: Erfolgreicher Abschlussworkshop des Verbundforschungsprojektes Dynamis – Projektpartner treffen sich an der FfE
- Hourly CO2 Emission Factors and Marginal Costs of Energy Carriers in Future Multi-Energy Systems
- Pressemitteilung zum Abschluss-Symposium des Projektes Dynamis im Rahmen der FfE-Energietage 2019
- Emissionsbewertung von Strom: Mix- vs. Grenzkraftwerksmethode (Vortrag auf der 15th International Conference on the European Energy Market (EEM) in Lodz, Polen)
- Projekthalbzeit Dynamis – Dritter Workshop mit Themenschwerpunkt Modellierung
- Das Verbundprojekt „Dynamis“
- Dynamik der Energiewende: Wie lassen sich Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen quantifizieren?
- Ladesteuerung von Elektrofahrzeugen und deren Einfluss auf betriebsbedingte Emissionen
- Modellierung des Europäischen Gasmarktes zur Darstellung verschiedener Gasimportszenarien
- Dekarbonisierung durch Elektrifizierung – Eine Merit Order der technischen Potenziale
- Die Grenzen der Elektrifizierung
- Zukunftsfähigkeit von Heizsystemen
- Eine anwendungsorientierte Emissionsbilanz
- Vergleich der Emissionen von WP- & Solarthermiesystemen
- Evolution und Vergleich der CO2-Bewertungsmethoden
- Coupling of Electricity and Gas Market Models
- Energy Saving Potential, Costs and Uncertainties in the Industry: A Case Study of the Chemical Industry in Germany
- Transition Towards an „All-electric World“ – Developing a Merit-Order of Electrification for the German Energy System
- Energiewende in der Industrie: Methodik zur Identifikation und Quantifizierung von Dekarbonisierungsmaßnahmen
- Coping with drawbacks of conventional CO2-abatemant curves – A case study on fossil and renewable gases
- CO2-Verminderungskosten von Gasen
- System effects of high demand-side electrification rates – a scenario analysis
- Arbeitspapier: CO2-Preis vs. Kohleausstieg
- The impact of electrification on the gas sector
- Modelling Load Profiles and Heat Pumps
- Modelling the private households sector and the impact on the energy system
- Modelling the transport sector in the context of a dynamic energy system
- Charge optimization of privately and commercially used electric vehicles and its influence on operational emissions
- Anwendungsseitige Merit-Order für synthetische Brennstoffe im deutschen Energiesystem
- Die Bedeutung synthetischer Brennstoffe in der Industrie bei ambitioniertem Klimaschutz
- Kleinteilige Modellierung einzelner THG-Verminderungsmaßnahmen in der Industrie
- Strommarkttreffen 2019: Vorträge zum Thema Power-to-Gas und Power-to-Liquid
- Lösungsoptionen für ein defossilisiertes Energiesystem
Modelle
- ISAaR – Integriertes Simulationsmodell zur Anlageneinsatz- und Ausbauplanung mit Regionalisierung
- FREM – FfE Regionalisiertes Energiesystem-Modell
- TraM – Das Transport-Modell
- SoPHa – Sektormodell der Privaten Haushalte
- SmInd – Das Sektormodell Industrie
- MInGa – Markt- und Infrastrukturmodell der Gaswirtschaft
Dynamis Industriesektor
Förderung und Projektpartner
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 14 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.
