Der neuartige Ansatz reduziert den Aufwand bei der Modellierung der Energiesysteme vieler Länder. In ihrer Masterarbeit entwickelte Stephany ein standardisiertes Regelwerk zur Modellierung typischer Energiesysteme, die Länder mit ähnlichen Herausforderungen gruppieren, sogenannte Archetypen. Die Archetypen bieten einen geeigneten Ausgangspunkt dafür, eine Reihe angemessener Lösungen für die Dekarbonisierung der Stromsysteme mehrerer Länder zu entwickeln.
Um die Klimaziele zu erreichen, ist es wichtig, kosteneffiziente Dekarbonisierungspfade für alle Länder der Welt zu entwickeln. Dies ist keine triviale Aufgabe: der Prozess ist datenintensiv und zeitaufwändig, insbesondere bei der Anwendung eines globalen Geltungsbereichs. Darüber hinaus fehlen in vielen Ländern öffentlich verfügbare Daten über das Energiesystem und seine Herausforderungen.
In Studien der IEA beispielsweise werden Länder in geografische Regionen zusammengefasst und so eine regionale und globale Storyline zur Dekarbonisierung aufgebaut. Die Ergebnisse für eine Region sind jedoch möglicherweise nicht für alle Länder innerhalb dieser Region repräsentativ, und einige Länder sind möglicherweise nicht in der Lage, die Ergebnisse direkt auf ihre Situation anzuwenden.
Um dieses Problem anzugehen, entwickelte Martin Kueppers vom Team Energiesystemmodellierung bei Siemens in seiner Dissertation die Idee, Länder in Archetypen zu klassifizieren. Die Idee impliziert, Länder unabhängig von ihrer geografischen Lage auf der Grundlage sozioökonomischer, klimatischer/geografischer und energiebezogener Daten zu gruppieren. Auf diese Weise repräsentieren die Archetypen Energiesysteme, die für alle UN-Mitgliedsländer gelten.
Darüber hinaus bietet das Clustering einen Überblick über verschiedene Länder mit ähnlichen Herausforderungen und die Schaffung einer übertragbaren Datenbank zwischen ihnen. Dies ermöglicht es, zu vergleichen, wie ähnliche Länder gemeinsame Herausforderungen angegangen sind. Wenn ein Land beispielsweise eine Ausstiegsstrategie gestartet hat, könnten andere Länder desselben Archetyps von seinem Beispiel lernen. Darüber hinaus stellten wir fest, dass die Länder in jedem Archetyp ähnliche Technologien für ihre Dekarbonisierung benötigen würden. Länder mit hoher PV-Durchdringung haben z.B. einen ähnlichen Speicherbedarf.
Nachdem die Archetypen festgelegt waren, stellten sich zwei Fragen:
- Wie können wir basierend auf den gesammelten Daten ein Energiemodell für die Archetypen erstellen?
- Sind die Ergebnisse des Modells repräsentativ für die darin enthaltenen Länder?
Mit diesen Fragen hat Stephany in ihrer Masterarbeit gearbeitet. Darin entwickelte sie einen Rahmen und eine Reihe standardisierter Regeln, um das Energiesystem jedes Archetyps zu modellieren und seine Leistung anhand spezifischer Länderergebnisse zu bewerten. Insgesamt bestätigten die Ergebnisse, dass Archetypen ein angemessener Ansatz sind, um eine Reihe von Lösungen für die Dekarbonisierung mehrerer Länder abzuleiten, und deutlich bessere Ergebnisse erzielen können als eine geografische Clusterung in Regionen.
Wenn Sie mehr über das Konzept erfahren möchten, lesen Sie das veröffentlichte Paper im Applied Energy Journal von Elsevier oder die frei zugängliche Pre-Print-Version bei TechRxiv.
