Entwicklung sozio-technischer Szenarien der Stromversorgung in Europa Yvonne Scholz, 10. Februar Symposium Energieinnovation Graz
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- Rudolph Ursler
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1 Folie 1 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Entwicklung sozio-technischer Szenarien der Stromversorgung in Europa Yvonne Scholz, 10. Februar Symposium Energieinnovation Graz
2 Folie 2 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Motivation Energiesystem - Szenarienanalyse historisch a) Heuristisch-intuitiv - Methode subjektiv erfahrungsbasiert - Zeitlich-räumlich-technologische Komplexität stark begrenzt + Ergebnisse im Rahmen der sozioökonomischen Zielsetzungen b) Modellbasiert + Methode wissenschaftlich nachvollziehbar + Zeitlich-räumlich-technologisch komplexe Zusammenhänge abbildbar - Ergebnisse einseitig zielorientiert Kombination der Vor- und Nachteile Entsubjektivierung der Heuristik in Form sozio-ökonomischer Kontextszenarien Kopplung der Kontextdeskriptoren an Modellparameter Modellanwendung mit konsistenter Parameterkombination und Parametrierung
3 Folie 3 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Kontextszenario = konsistente Kombination sozio-ökonomischer Deskriptoren 1. Experteninterviews - relevante Deskriptoren - mögliche Ausprägungen - Wechselwirkungen 2. Cross-Impact-Bilanzierung mögliche Deskriptorkombinationen = konsistente Szenarien WEIMERJEHLE, Wolfgang ; PREHOFER, Sigrid ; HAUSER, Wolfgang: Kontextszenarien der deutschen Energiewende Eine Datenerhebung zur Analyse gesellschaftlich-politischer Rahmenbedingungen einer soziotechnischen Transformation / ZIRIUS Zentrum für interdisziplinäre Risiko und Innovationsforschung, Universität Stuttgart Working Paper
4 Folie 4 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Wechselwirkungen sozio-ökonomischer Deskriptoren 39 Deskriptoren - je 2-4 Ausprägungen - Bewertung durch 2-4 Experten 39 x 39 - Matrix Aggregieren der Einflussmaße: - Summieren der Beträge der Bewertungen je Deskriptor-Paar - Teilen durch Ausprägungsanzahl - Teilen durch Expertenanzahl Summieren der Zeileneinträge Systembestimmende Deskriptoren Szenariodefinition WEIMERJEHLE, Wolfgang ; PREHOFER, Sigrid ; HAUSER, Wolfgang: Kontextszenarien der deutschen Energiewende Eine Datenerhebung zur Analyse gesellschaftlichpolitischer Rahmenbedingungen einer soziotechnischen Transformation / ZIRIUS Zentrum für interdisziplinäre Risiko und Innovationsforschung, Universität Stuttgart Working Paper
5 Folie 5 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Deskriptor Modellparameter Mapping Fragestellung: wird der sozio-ökonomische Deskriptor X vom Energiesystemmodellparameter Y abgebildet? Einzelne, unabhängige Bewertungen Diskussion der Abweichungen Matrix Modellparameter Efficiency Life time Investment costs and fixed operation costs Fuel prices CO2 certificate prices Interest rate Annual power demand of additional consumers Annual conventional power demand Electric load time series... Sozioökonomische Deskriptoren ID O. Steuerungsinstrumente im Bereich Energie O A(II). Weltmarktpreise für fossile Energieträger A(II) A(III). Zinsentwicklung A(III) A(I). Globale Entwicklung A(I) D. BIP-Entwicklung D C. Bevölkerungsentwicklung C T. Wohlstandsentwicklung T E. Arbeitsmarktentwicklung E V. Individuelles Energieverbrauchsverhalten V X. Einstellung der Bevölkerung zur Energiewende / NIMBY X
6 Folie 6 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Szenariodefinition (a): Unabhängige Parameter Modellparameter, die keinen sozio-ökonomischen Deskriptor abbilden, z.b. - Wirkungsgrade - Variable Kosten der Stromerzeugung - Installierte Kapazitäten (Stromerzeugung, -transport, -speicher) - Lebensdauern - Emissionsfaktoren -
7 Folie 7 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Szenariodefinition (b): Basisparameter - Identifikation der Deskriptoren mit großem gesamtsystemischem Einfluss und Abbildung durch Modellparameter z.b. EE-Ausbau, Internationale Verflechtung der Stromnetze, EU-Integration - Auswahl der Deskriptorausprägungen nach Untersuchungszweck z.b. hoher EE-Ausbau, Trend zu stärkerem EU-Stromverbund, EU-Renaissance - Kombination der Deskriptorausprägungen konsistent? = Gibt es Kontextszenarien mit der gewählten Kombination von Ausprägungen? Basisparametrierung anhand Literatur und Deskriptorausprägungen
8 Folie 8 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Szenariodefinition (c): Variable Parameter Sensitivitätsanalyse Social Descriptors Model Parameters Modellparameter mit großer Auswirkung auf das Stromsystem = Modellparameter mit großer Wirkung auf andere Modellparameter Social Descriptors Model Parameters Intra-Dependencies Inter- Dependencies Indirect Intra- Dependencies
9 Folie 9 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Anwendungsbeispiel: Basisparameter und -parametrierung in REMix RE-Shares Roadmap : 41,3% 2030: 51,2% 2050: 59,1% Sufficient Transmissions EU Integration Ten Year Network Development Plan + Free Optimization from 2030 on Firm Capacity covered within Europe
10 Folie 10 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Anwendungsbeispiel: Sensitivitätsanalyse Demand CO2 allowance prices Final Electricity Demand [TWh] Fuel prices Natural Gas Prices [ 2014 /MWh] Time [Years] Time [Year] CO 2 Allowance prices [ 2014 /t CO2 ] Coal Prices [ 2014 /MWh] Time [Year] Time [Year] Literature Max Literature Min Base Scenario High Low HLH LHL
11 Folie 11 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse (a) Zugebaute Kapazitäten Mehr Kapazität Difference in Added Capacities rel. to base scenario [GW] Base CO2PricesHigh CO2PricesLow DemandHigh DemandLow FuelPricesHigh FuelPricesLow Base CO2PricesHigh CO2PricesLow DemandHigh DemandLow FuelPricesHigh FuelPricesLow Base CO2PricesHigh CO2PricesLow DemandHigh DemandLow FuelPricesHigh FuelPricesLow Mehr konventionelle Kapazität
12 Folie 12 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse (b) Systemkosten Static Incremental Change of System Costs rel. to base scenario [%] Time [Years] Myopic Incremental Change of System Costs rel. to base scenario [%] Time [Years] Base CO2PricesHigh CO2PricesLow DemandHigh DemandLow FuelPricesHigh FuelPricesLow
13 Folie 13 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Zusammenfassung Sensitivitätsanalyse Drei Modellparameter im Rahmen der Kontextszenarien variiert: - CO2-Zertifikatspreise: geringe Sensitivität der Ergebnisse - Brennstoffpreise: Einfluss auf Kapazitätsstruktur - Strombedarf: Einfluss auf Kapazitätszubau und Systemkosten Methodik sozio-technische Szenarien - Konsistente Definition und Parametrierung von Basisparametern und Sensitivitätsparametern anhand sozio-ökonomischer Deskriptoren Einschränkung des Lösungsraums, plausible Ergebnisse - Nicht Entsubjektivierung, sondern Diversifizierung des Expertenwissens - genaue Planung und Erklärung der Experteninterviews wichtig! - Qualitative Deskriptoren Bei Parametrierung Spielraum vorhanden
14 Folie 14 > Sozio-technische Szenarien für Europa > Yvonne Scholz > Symposium Energieinnovation > Ausblick - Kontextszenarien regionalspezifisch Spezifisch europäische Kontextszenarien erforderlich (pro Land?) - Um die Reproduzierbarkeit weiter zu verbessern: - Quantitative statt qualitative Deskriptoren möglich? Z.B. CO 2 -Zertifikatspreise Z.B. Akzeptanz - Wie viele Freileitungen können zwischen zwei Ländern gebaut werden? - Wie viele Erdkabel können gebaut werden? - Oder: Methodik zur Modellparametrierung stärker standardisieren - Diversifizierung des Expertenwissens für Kopplung Deskriptoren Modellparameter verbessern Kontakt: yvonne.scholz@dlr.de
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