Systemintegration

Kopernikus-Projekt ENavi

Wie müssen Strom, Gas und Wärme zusammenspielen, damit Haushalte und Industrie immer versorgt sind?

Die Transformation der Energieversorgung hat Auswirkungen auf eine Vielzahl miteinander vernetzter und gegenseitig abhängiger Systeme: das gesamte technologische System, die organisatorischen, politischen und sozialen Strukturen sowie das Verhalten von Unternehmen, Konsumenten und Bürgern. Das Energiesystem als Ganzes wird seine Funktionalität nur aufgaben- und zeitgerecht entfalten können, wenn die Integration der verschiedenen Bereiche gelingt. Neben disziplinären Fragestellungen ist es deshalb erforderlich, Wechselwirkungen und Schnittstellen zu betrachten. Das Energiesystem mit seinen Sektoren Strom, Wärme und Mobilität ist ein komplexes, vernetztes und dynamisches System.

"Die Systemintegration muss unter ganz anderen Prämissen als bisher erforscht werden. Nicht nur mit wissenschaftlichen Analysen, sondern unter Berücksichtigung von politischen und gesellschaftlichen Anforderungen. Bereitschaft zur Energiewende kann man nicht verordnen, darüber muss man nachdenken, die Akzeptanz muss man erforschen", sagte Bundesforschungsministerin Johanna Wanka am 13. Oktober 2016 in Jülich. 

Zwei Artikel über ENavi sind im Januar und im Juni 2017 in der Zeitschrift GAIA erschienen: „Ein Kompass für die Energiewende“ und „Orientierungswissen für die Energiewende“

Ausgewählte Forschungsaspekte:

  • Entwicklung von systemanalytisch konsistenten Konzepten zur Optimierung des sozio-technischen Energiesystems unter Berücksichtigung der übergeordneten Ziele, Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit, Umwelt- und Klimaverträglichkeit und Überprüfung unter Realbedingungen (Modellregionen)
  • Entwicklung von neuen Konzepten zu Organisationsformen, Markt und Marktregulierungen, Beteiligungsverfahren und Interventionen zur Beeinflussung individuellen Verhaltens
  • Betrachtung von Stand und Perspektiven zum Netzausbau, zu Speicherkapazitäten, zur Nachfrageseite und zur Erzeugung (zentral und dezentral) sowie zu den Wechselwirkungen dieser Dimensionen
  • Analyse der Potenziale und Herausforderungen für Branchen und Regionen durch den Transformationsprozess
  • Entwicklung von Konzepten zur Gestaltung eines dynamischen Verbunds von Markt und staatlicher Regulierung; Lösungen sollten laufend evaluiert und entsprechend der institutionellen Lernkurve modifiziert werden
  • Entwicklung von Steuerungssystemen (Information, Anreizsysteme, Strukturänderungen, gesetzliche Vorschriften) für die Transformation und Vernetzung der Energieversorgung
  • Zielkonflikte lösen: Einbindung gesellschaftlicher Akteure aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft in die Steuerungsprozesse
  • Rechtswissenschaftliche Begleitung zu Regulierung, Legalität und Legitimität der Umsetzung eines Navigationssystems, um die Energiewende rechtssicher zu gestalten

Das Konsortium ENavi

Kopernikus-Projekt „Systemintegration“: Energiewende-Navigationssystem (ENavi)

Mit der Energiewende hat sich Deutschland zum Ziel gesetzt, das gegenwärtige Energiesystem in ein weitgehend CO2-freies und auf erneuerbaren Energien basierendes System zu transformieren. Ein wirtschaftliches, umweltverträgliches, verlässliches und sozialverträgliches Energiesystem benötigt eine ganzheitliche Betrachtung auf Systemebene. ENavi sieht die Energiewende daher als einen gesamtgesellschaftlichen Transformationsprozess und verknüpft wissenschaftliche Analysen mit politisch-gesellschaftlichen Anforderungen.

Was ist das Ziel des Kopernikus-Projekts?

Das Projekt ENavi zielt darauf ab,

  • ein tieferes Verständnis des komplex vernetzten Energiesystems im Energiebereich und den damit verbundenen Bereichen wie Industrie und Konsum zu gewinnen,
  • Handlungsoptionen aufzuzeigen, wie die Komponenten des zukünftigen Energiesystems unter Berücksichtigung der energiepolitischen Ziele und (u. a. rechtlichen Rahmen-) und Randbedingungen systemisch integriert werden können,
  • so präzise wie möglich abzuschätzen, welche Folgen eine bestimmte Maßnahme kurz-, mittel- und langfristig auf das Energiesystem haben würde und schließlich
  • im transdisziplinären Diskurs Optionen für wirksame Maßnahmen zu generieren.

Eines der zentralen Produkte des Projekts ist ein Navigationsinstrument, mit dem die Forscher die Wirkungen und Nebenwirkungen von wirtschaftlichen oder politischen Maßnahmen im Voraus abschätzen wollen. Es soll dabei helfen, die entscheidenden Fragen zu beantworten: Wie kann man dafür sorgen, dass die Energiewende die einkommensschwachen Gruppen in Deutschland nicht zu stark belastet? Mit welchen Maßnahmen kann man effektiv und effizient die Elektromobilität in Deutschland fördern? Oder: Wie können mehrere zehntausend Lieferanten von Solarstrom auf privaten Dächern sinnvoll synchronisiert werden?

Die Analyse von Maßnahmen über verschiedene Modellregionen hinweg unterstützt zusätzlich das bessere Verständnis der Erfolgsfaktoren für den Umbau des Energiesystems.

Was macht das Konsortium so attraktiv?

Das Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) ist eine international anerkannte Forschungseinrichtung mit Schwerpunkt auf den Gebieten Transformation und Nachhaltigkeit. Unter seiner Federführung arbeiten mehr als 80 hoch qualifizierte Kooperationspartner aus relevanten Handlungsfeldern der Wissenschaft, Industrie und Zivilgesellschaft gemeinsam daran, durch sozio-ökonomische Forschung einen wesentlichen Beitrag zum Gelingen der Energiewende zu leisten (s. untenstehende Partnerliste: „Wer ist an ENavi beteiligt?“).

Beitrag zum Energiesystem

Das Projekt soll dazu beitragen, die Energiewende nachhaltig und mit größtmöglicher Akzeptanz voran zu treiben. Die potentiellen Erkenntnisse zu nachhaltigen Transformationspfaden sind von großem strategischem Interesse für die Abschätzung des Marktpotentials verschiedener Technologien. Im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung werden Stand und Perspektiven vor allem des Netzausbaus, der Speicherkapazitäten, der Nachfrageseite und der Erzeugung (zentral und dezentral) sowie die Wechselwirkungen dieser Dimensionen in den Blick genommen. Darüber hinaus liefert das Projekt auch konkrete, technische Konzepte, wie z. B. im Bereich der energiebezogenen Kommunikationsinfrastruktur (IKT), sowie rechtliche Analysen. Die Chancen der Energiewende betreffen sowohl technische Systemlösungen als auch die Entwicklung möglicher neuer Geschäftsmodelle und Dienstleistungen.

Eine Gestaltungsaufgabe des Kopernikus-Projektes ENavi liegt darin, die Expertise aus den unterschiedlichen Bereichen Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft zu bündeln. Mit dem Start des Projektes wird auch ein Prozess verbunden, der konkrete Fragestellungen der unterschiedlichen Akteure sammelt und mit den Forschungsarbeiten verknüpft. Dabei spielen die Ergebnisse und Ziele anderer Kopernikus-Themenfelder eine besondere Rolle. Hierbei werden Elemente aus anderen Projektideen integriert.

Ansprechpartner:

Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS), Ansprechpartner: Prof. Dr. Ortwin Renn

Koordinatoren

 Weitere Partner

Assoziierte Partner