Energie und Mobilität sind die Hauptverursacher anthropogener Treibhausgasemissionen sowie weiterer Umwelteffekte (z. B. Flächenverbrauch). In beiden Bereichen stehen in den nächsten Jahrzehnten deutschland- und europaweit erhebliche Strukturveränderungen an. Im Energiebereich sind dies die fast vollständige Erneuerung des Kraftwerksparks sowie der Transport- und Verteilungsnetze und die energetische Sanierung des Gebäudebestands. Im Verkehrsbereich betrifft dies u. a. Entscheidungen darüber, ob, wann und wie aus Klimaschutzgründen und zur Risikostreuung das Verkehrssystem verstärkt mit elektrischer Energie betrieben werden kann und bzw. oder neue Kraftstoffe in den Markt eingeführt werden können.
Mit den Veränderungsprozessen im Energie- und Verkehrssektor sind hohe Investitionen mit großer zeitlicher Reichweite verbunden, die eine solide Entscheidungsbasis erfordern. Dafür erarbeitet die Forschungsgruppe robuste Entwicklungspfade sowohl auf nationaler wie auf internationaler Ebene. Die Forschungsgruppe befasst sich vor diesem Hintergrund insbesondere mit den Fragen: - Welche ökologischen, ökonomischen und sozialen Anforderungen sind an zukunftsfähige, d.h. vor allem klimaverträgliche und ressourcenschonende Energie- und Mobilitätsstrukturen und ihre Gestaltung zu stellen? (Zielbestimmung)
- Mit Hilfe welcher zeitlichen und räumlichen Kombination von Technologien, Infrastrukturen und anderen Systemelementen, kann der Übergang in solche Strukturen erfolgen? (Analyse Transformationspfad)
- Welche Implikationen und ggf. unerwünschten ökologischen, ökonomischen, systemischen oder gesellschaftlichen Nebenwirkungen sind mit dem Transformationsprozess verbunden? (Wirkungsanalyse)
- Welche Konsequenzen und Handlungsoptionen ergeben sich daraus für die jeweiligen Akteure in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft für die Umsetzung von Transformationspfaden? (Konzeption)
Ziel der Forschungsgruppe ist es, Orientierungswissen über zukunftsfähige Strukturen auf lokaler, nationaler und internationaler Ebene zu generieren. Dieses Wissen wird gesellschaftlichen Akteuren aus Politik, Zivilgesellschaft und Wirtschaft zur Verfügung gestellt. Hierfür werden quantitativ hinterlegte Zielvorstellungen, abgeleitet und die sich daraus ergebenden notwendigen Systemtransformationen in Strategien, Konzepte und Handlungskorridore überführt. Als relevante Methoden werden z. B. Multikriterienanalyse, Lebenszyklusanalyse, Szenarioanalyse und perspektivisch agentenbasierte Modellierung eingesetzt.
Darüber hinaus ist es das Ziel, vor allem auch die zahlreichen Wechselwirkungen zwischen Energie- und Mobilitätsstrukturen auf der Systemebene besser verstehen zu lernen (System- und Systemveränderungsverständnis). Integrative Fragestellungen, die beide Sektoren betreffen, haben deshalb ein hohes Gewicht, dies gilt z. B. für: - die Analyse der Einführung neuer Energieträger (Strom oder Kraftstoffe) inklusive des Aufbaus neuer Infrastrukturen und deren Bereitstellungsoptionen. Siehe Thema Online "Alternative Kraftstoffe und Energieträger".
- die Identifikation des notwendigen Beitrags der einzelnen Sektoren (z. B. Verkehr, Haushalte, Industrie) für den Klimaschutz unter besonderer Berücksichtigung nachfrageseitiger Maßnahmen (Energieeffizienzsteigerung);
- die Möglichkeiten auf technologischer Ebene Synergieeffekte auszuschöpfen (z. B. Brennstoffzelle) um dadurch Markteinführungsprozesse zu erleichtern.
Die FG 1 bearbeitet derzeit drei Forschungsschwerpunkte: - Im Schwerpunkt "Entwicklungsperspektiven komplexer Low-Carbon-Energie- und Verkehrssysteme" werden Low-Carbon-Transformationspfade analysiert und entwickelt. Aktuell werden z.B. Forschungsprojekte zur Erstellung bzw. vergleichenden Analyse langfristiger, nachhaltiger Low-Carbon-Strategien für die EU, Deutschland und andere Länder (z. B. Tschechien, Iran, Tunesien, Türkei) durchgeführt. Die Problemanalyse und Visionsentwicklung erfolgt sowohl auf nationaler Ebene als auch auf der Ebene von Großstädten (z. B. München, Düsseldorf oder Wuxi, China) aber auch auf Branchenebene. Vgl. Thema Online "Langfrist-Klimaschutzszenarien".
- Im Rahmen des Schwerpunktes "Low-Carbon-Technologien" werden zentrale technisch orientierte Klimaschutzstrategien identifiziert und insbesondere in Bezug auf die systemischen Rahmenbedingungen sowie ihre spezifischen Wechsel- bzw. Nebenwirkungen im Transformationsprozess diskutiert und bewertet. Ein Beispiel ist die Kohlendioxidabscheidung und -lagerung (CCS) als potenziell relevante Klimaschutztechnologie (vgl. Thema Online "Carbon Capture and Storage"). Eine andere Strategie - mit starken Interdependenzen zwischen Energie- und Verkehrssystem - ist die Elektromobilität.
- Aufgrund der bereits erreichten Integration erneuerbarer Energien in das Energie- und Mobilitätssystem stellt sich verstärkt die Frage nach der vollständigen Umstellung dieser Systeme auf eine erneuerbare Basis. wandeln. In diesem Zusammenhang spielen infrastrukturelle Fragen sowie Lösungsoptionen eine wichtigere Rolle. Um diese Aspekte geeignet in den Kontext langfristiger und nachhaltiger Low-Carbon-Strategien einbetten zu können, werden in dem neuen, noch explorativen Forschungsschwerpunkt "Infrastrukturen für Low-Carbon-Systeme" eigene räumlich und zeitlich differenzierte Simulationen durchgeführt.
Die Perspektive der Forschungsgruppe ist sowohl national wie international, sie kann dabei auf vielfältige Erfahrungen aus erfolgreich abgeschlossenen Drittmittelprojekten aufbauen. Für die Untersuchungen steht ein differenziertes Methodengerüst zur Verfügung. Dies umfasst z. B. Multikriterienanalyse und Lebenszyklusanalyse, verschiedene Szenarioansätze, Analysetools für dynamische Potential- und Einsatzeffizienzbetrachtungen, Modelle zur Abschätzung der Nachfrage nach Energie- bzw. Verkehrsdienstleistungen sowie Demographie-, Infrastruktur- und Lernkurvenmodelle. |
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