TraM – Sektormodell Verkehr
Wofür wird TraM verwendet?
Mithilfe von TraM (engl.: transport model) modellieren wir die Transformation des Verkehrssektors hin zur Klimaneutralität. TraM bildet den zukünftigen Endenergieverbrauch des Verkehrssektors nach Verkehrsträgern bzw. Fahrzeugklassen und Energieträgern mit einer hohen räumlichen (NUTS-3) sowie einer stündlichen zeitlichen Auflösung für Europa ab. Dabei wird die Entwicklung der Fahrzeugbestände über einen Stock-and-Flow-Ansatz abgebildet. Durch eine Modellerweiterung kann der internationale Flug- und Schiffsverkehr integriert werden. Die mit TraM berechneten Szenarien liefern Erkenntnisse zur zukünftigen Entwicklung des Verkehrssektors und des Fahrzeugbestandes in Europa und dienen darüber hinaus als Input für das Energiesystemmodell ISAaR.
Folgende zentrale Fragestellungen können mit TraM beantwortet werden:
- Wie beeinflussen verschiedene Transformationspfade im Verkehrssektors das europäische Energiesystem der Zukunft aus?
- Welche Rolle spielen dabei die verschiedenen Verkehrsträger bzw. Fahrzeugklassen?
- Wie sieht der Hochlauf von klimaneutralen, z.B. elektrischen, Antriebstechnologien in den einzelnen europäischen Ländern aus?
- Welche Auswirkungen hat ein Modal Shift, z.B. von der Straße auf die Schiene, auf den Endenergieverbrauch?
- Welche Auswirkungen haben politische Rahmenbedingungen und EU-Ziele auf die Transformation des Verkehrssektors?
Modellierung
In TraM werden 11 Fahrzeugklassen für den Straßenverkehr – jeweils vier Klassen für PKW und LKW, zwei für Busse, eine für Krafträder – sowie der nationale Luftverkehr, Eisenbahnen und die Binnenschifffahrt modelliert. Durch eine Modellerweiterung kann der internationale Flug- und Schiffsverkehr abgebildet werden. Folgende Energieträger werden dabei u.a. berücksichtigt: elektrische Energie, Wasserstoff, Biokraftstoffe, Diesel, Benzin sowie weitere fossile und synthetische Energieträger wie z.B. Kerosin für den Flugverkehr.
Das Model ist modular aufgebaut (siehe Abbildung 1) und erreicht dadurch eine hohe zeitliche und räumliche Auflösung. Das Transformationsmodul berechnet ausgehend vom Status quo den Endenergieverbrauch sowie für den Straßenverkehr die Bestände nach Jahren, Fahrzeugklassen und Energieträgern. Durch das Regionalisierungsmodul werden die Verbräuche je Fahrzeugklasse auf NUTS-3-Ebene verteilt. Zusammen mit dem Lastprofilmodul ergeben sich stündliche Lastgänge nach Fahrzeugklasse bzw. Verkehrsträger und Energieträger. Der räumliche Bilanzraum umfasst dabei die Europäische Union sowie Großbritannien, Norwegen und die Schweiz (EU27+3).
Abbildung 2 und Abbildung 3 zeigen exemplarische Modellergebnisse aus dem Projekt TransHyDE. Abbildung 2 zeigt, wie sich der Endenergieverbrauch nach Energie- und Verkehrsträgern in Europa (EU27+3) entwickelt.. Abbildung 3 stellt die Regionalisierung des Strombedarfes des gesamten Verkehrssektors auf NUTS-3-Ebene dar.
Historie
Die Grundlage für TraM auf Deutschlandebene wurde insbesondere im Projekt Dynamis und in der Dissertation „Ökologische Bewertung von Szenarien für die Energieversorgung des deutschen Verkehrssektors“ geschaffen. Ein Ausweitung der Modellierung auf Europa erfolgte im Projekt eXtremOS, aus dem die grundlegende Modellstruktur und Integration des Modells in die FfE-Modelllandschaft hervorging. Umfangreiche Anpassungen, insbesondere am Transformationsmodul wurden in den Projekten Bayernplan Energie 2040 und Energiesystemanalyse-Bayern klimaneutral vorgenommen. Eine Modellierung mit Fokus auf gesamt Europa wurde im Projekt TransHyDE durchgeführt. In weiteren Projekten erfolgten detaillierte Analysen zu einzelnen Verkehrsträgern, wie z.B. in Nefton zur Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs. Aktuell kommt TraM insbesondere im Rahmen des FfE-Trendszenarios sowie im Projekt Bid-EV zum Einsatz.
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