Energieszenarien und Technologiebewertung
Die Implementierung neuer Schlüsseltechnologien zur effizienten Erzeugung, Speicherung und Nutzung erneuerbarer Energien ist die Grundvoraussetzung für ein nachhaltiges Energiesystem. Gleichzeitig muss der heutige fossile Energieeinsatz beendet werden. Diese Transformation bringt große Veränderungen auf sozialer, ökonomischer oder infrastruktureller Ebene mit sich. Dabei sind auch unerwünschte Nebenfolgen möglich, die sogar im Widerspruch zu den beabsichtigten Zielen stehen können, etwa mit Blick auf die Verwendung kritischer Rohstoffe, hohe Investitionskosten, Umwelteffekte oder die gesellschaftliche Akzeptanz. Vor diesem Hintergrund analysiert die Forschungsgruppe Energieszenarien und Technologiebewertung alternative Optionen und Pfade für die Transformation hin zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft. Das Ziel ist eine ganzheitliche Bewertung über den kompletten Lebenszyklus der Technologien hinweg.
Um Aussagen zur Nachhaltigkeit einzelner Technologien treffen zu können, verwenden wir Ansätze des Life Cycle Sustainability Assessments. Mögliche Bewertungskriterien sind die Klimawirkungen einer Technologie, ihr Bedarf an kritischen Ressourcen, ihr Einfluss auf Land- und Wassernutzung, die Investitionen und Betriebskosten, ihre Wertschöpfungs- und Arbeitsplatzpotenziale sowie vermeintlich weiche Faktoren wie Behaglichkeit und Komfort. Im Fokus steht dabei insbesondere, wie sich eine Technologie zukünftig unter veränderten Rahmenbedingungen bezüglich ökologischer Aspekte entwickeln wird. Bei diesem sogenannten „prospektiven Life Cycle Assessment“ (pLCA) greifen wir unter anderem auf Szenarioanalysen, Lernkurven und Experteninterviews zurück. Ziel ist es, Methoden und Open Source Tools für pLCA kontinuierlich weiterzuentwickeln und Energieszenarien und -modelle mit diesen zu verknüpfen. Anwendung finden die Bewertungsmethoden etwa in der Entwicklung von Solarzellen oder stationären Energiespeichern, in der Bereitstellung alternativer Kraftstoffe sowie in Antriebs- und Energieversorgungskonzepten für Schiffe und Flugzeuge.
Ausgehend von einer umfassenden Charakterisierung von Schlüsseltechnologien für das Energiesystem erfolgt die modellgestützte Entwicklung und multidimensionale Bewertung von Szenarien für einzelne Sektoren oder Gesamtsysteme. Hierbei werden Implementierungspfade unter Berücksichtigung von techno-ökonomischen Potenzialen und unter definierten politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Randbedingungen analysiert. Zudem werden detaillierte Technologiemodelle zur Simulation von Auslegung und Betrieb integrierter Anlagen aus Betreibersicht erarbeitet. Die Forschungsgruppe entwickelt hierfür Tools und Analysen, mit denen neues Orientierungswissen für die Strategiebildung entsteht und Investitionsentscheidungen begleitet werden können. Im Fokus der angewendeten Bewertungsverfahren stehen zum einen die Wirksamkeit und Effizienz der Emissionsreduktion in verschiedenen Sektoren (Verkehr, Industrie, Gebäude, Energie), zum anderen weitere Umwelteffekte, der Ressourcenbedarf sowie gesellschaftliche Auswirkungen und Risiken.
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