SEDOS – Die Bedeutung der Sektorintegration im Rahmen der Energiewende in Deutschland – Modellierung mit einem nationalen Open Source Referenz-Energiesystem

Die Begriffe Sektorintegration oder Sektorenkopplung sind in den Diskussionen der Energie- und Klimapolitik unverzichtbar geworden. Sektorintegration soll einen entscheidenden Beitrag zur Erreichung ambitionierter Klimaschutzziele leisten. Damit sind neue Herausforderungen für die systemanalytische Energieplanung verbunden, die sich nicht auf einzelne Teilsysteme fokussieren kann, sondern eine ganzheitliche Energiesystemperspektive einnehmen muss, um den neuen Anforderungen und Lösungsmöglichkeiten gerecht werden zu können.

Ziel des Forschungsvorhabens SEDOS unter Koordination des IER der Universität Stuttgart ist es, die Sektorkopplung in Energiesystemmodellen verbessert abzubilden und mittels offener Daten eine größere Vergleichbarkeit der Modelle herzustellen. Abgebildet werden sollen hierbei die Bereiche Strombereitstellung, PtX & Umwandlung, Wärmemarkt, Industrie und Verkehr. Neben der Orientierung zu Open Science hat das Vorhaben außerdem die Ziele der gemeinsamen Erarbeitung eines Referenzdatensatzes für die Berücksichtigung der Sektorintegration in Energiesystemmodellen für Deutschland und einer abgestimmten Modellstruktur für drei OS-Modelle (oemof, TIMES, FINE) mit dem Fokus auf das Energiesystem Deutschlands. Hierbei soll den Kriterien Transparenz und Nachvollziehbarkeit, Detaillierung und Vereinfachung sowie Ausgewogenheit zwischen den Teilsektoren und Lösbarkeit der Modelle gleichermaßen Rechnung getragen werden. Damit sollen die Robustheit, Transparenz und Qualität von quantitativen Analysen substanziell verbessert werden.

Teilvorhaben des Lehrstuhls für Erneuerbare und Nachhaltige Energiesysteme:

Energiesystemmodelle werden meistens nur in Expertenkreisen genutzt. Eine Anwendung in einem erweiterten Kreis scheitert an einfachen Benutzeroberflächen und klaren Angaben zum Einsatz der Modelle. Deswegen beteiligt sich die TUM im zweiten Arbeitspaket an der Aufgabe, eine einfache Benutzeroberfläche zu erstellen, die einem erweiterten Nutzerkreis a) die Nutzung eines fertigen Modells, b) einfache Veränderungen an den Eingabedaten zulässt und nach Möglichkeit c) einfache Veränderungen der Modellstruktur erlaubt.

In dem von der TUM geleiteten dritten Arbeitspaket wird eine übergeordnete Modellstruktur erarbeitet, die unter anderem folgende Aspekte berücksichtigt:

• Definition von Systemgrenzen und Schnittstellen zwischen den Teilsystemen
• Erstellung eines formalen Referenzenergiesystems mit Fokus auf Konsistenz zu der Datenbankstruktur und einer bereits vorhandenen Ontologie für Energiesysteme (OEO)
• Festlegung exogener Größen, sodass die Freiheitsgrade im Modell den zugrundeliegenden Fragestellungen entsprechen

Des Weiteren muss als zentrales Element dieses Arbeitspakets die klassische Aufteilung in Sektoren, sowie die räumliche und zeitliche Aufteilung der Energiesystemmodelle in Frage gestellt werden, um die Sektorkopplung verbessert abbilden zu können. Deswegen steht für die TUM im Zentrum der Untersuchungen, unabhängig von den einzelnen Modellgeneratoren, eine Methode zu entwickeln mit der eine bestmögliche Aufteilung bzw. Aggregation in sektoraler, räumlicher und zeitlicher Auflösung bestimmt werden kann.