Arbeitsgruppen

In interdisziplinären Arbeitsgruppen (AGs) bearbeiten die Projektmitglieder konkrete Fragestellungen. Bei Bedarf werden weitere Expertinnen und Experten zur Mitarbeit eingeladen. Die AGs treffen sich zu regelmäßigen Sitzungen. Workshops, Trialoge und Fachgespräche dienen dem Austausch zwischen Fachleuten aus der Wissenschaft und Akteuren aus Politik, Wirtschaft und zivilgesellschaftlichen Organisationen.

Laufende Arbeitsgruppen


Governance für eine europäische Energieunion

Die Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung und der Pariser Klimavertrag legen fest, dass die Erderwärmung langfristig auf deutlich unter 2 Grad begrenzt und die Welt in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts treibhausgasneutral werden soll. Dafür muss die europäische Energieversorgung gemeinschaftlich umgebaut werden. Die Arbeitsgruppe untersucht den rechtlichen, politischen und ökonomischen Rahmen der europäischen Energiepolitik, vor allem im Hinblick auf bestehende Hemmnisse bei der Errichtung der europäischen Energieunion. Darauf aufbauend entwickelt sie Leitlinien für eine Governance der Energieunion, die nachhaltig, sicher und bezahlbar ist und auf eine vollständige CO2-Neutralität abzielt. Sie will aufzeigen, wie der Prozess optimal gesteuert werden könnte, wie die Aufgaben innerhalb der EU gerecht und effizient verteilt werden könnten und wie Zivilgesellschaft und Privatwirtschaft eingebunden werden sollten.

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Sabine Schlacke
  • Westfälische Wilhelms-Universität Münster
  • Institut für Umwelt- und Planungsrecht
  • Geschäftsführende Direktorin
  • Prof. Dr. Michèle Knodt
  • Technische Universität Darmstadt
  • Institut für Politikwissenschaften
  • Fachbereich Gesellschafts- und Geschichtswissenschaften
  • Jean Monnet Professorin
  • Prof. Dr. Christoph Böhringer
  • Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
  • Department für Wirtschafts- und Rechtswissenschaften
  • Lehrstuhl für Wirtschaftspolitik
  • Lehrstuhlinhaber

Weitere Informationen

*) Die Verwendung von Inhalten zu nichtwerblichen Zwecken ist mit Quellenangabe möglich. Bitte verwenden Sie als Quelle Schlacke et al. 2018, Akademienprojekt Energiesysteme der Zukunft.

Experteninterview

Wie gelingt die europäische Energie- und Klimapolitik?

Prof. Dr. Sabine Schlacke
WWU Münster

Bioenergie

Bioenergie hat einige Vorteile: Weil sie sich gut speichern lässt, kann man damit die Schwankungen von Wind- und Sonnenenergie ausgleichen oder Wärme erzeugen. Man kann aus Biomasse Kraftstoffe herstellen oder in Kombination mit der CCS-Technologie einsetzen, sodass der Atmosphäre Treibhausgase entzogen werden. Klimamodelle zeigen, dass dies in einigen Jahrzehnten erforderlich sein wird. Die Nachteile: Bleiben Nachhaltigkeitskriterien außer Acht, verursacht der Anbau von Energiepflanzen Treibhausgase, wirkt sich negativ auf Artenvielfalt und Bodenqualität aus und belastet die Gewässer. Die Arbeitsgruppe untersucht, wie man Bioenergie möglichst nachhaltig für die Energieversorgung nutzen und so zum Klimaschutz beitragen kann.

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Gernot Klepper
  • Institut für Weltwirtschaft (IfW) Kiel
  • Forschungsbereich "Umwelt und natürliche Ressourcen"
  • Nachhaltige Landnutzung
  • Senior Researcher

Experteninterview

Wie kann Bioenergie nachhaltig im Energiesystem eingesetzt werden?

Prof. Dr.-Ing. Daniela Thrän
UFZ
Prof. Dr. Gernot Klepper
IfW

Energieversorgung zentral/dezentral

Durch den steigenden Einsatz erneuerbarer Energien wird Strom heute nicht mehr ausschließlich in Großkraftwerken produziert, sondern auch in kleineren Erzeugungseinheiten. So speisen immer mehr Privatpersonen, Unternehmen oder Kommunen mit eigenen Wind- oder Photovoltaikanlagen Strom ins Netz ein. Viele Bürgerinnen und Bürger sehen diese Entwicklung als Chance, die Energiewende aktiv mitzugestalten. Unklar ist jedoch, wie sich der Trend zur dezentralen Energieversorgung auf das Gesamtsystem auswirkt. Erwächst daraus eine funktionsfähige neue Systemarchitektur oder führt eine Fragmentierung des Energiesystems zunehmend zu Problemen?
Die Arbeitsgruppe will aufzeigen, wie zentrale und dezentrale Elemente zu einem stabilen Versorgungssystem integriert werden können. Dazu untersucht sie technische Möglichkeiten, rechtliche Rahmenbedingungen sowie politische, ökonomische und gesellschaftliche Fragestellungen.

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Peter Dabrock
  • Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
  • Philosophische Fakultät und Fachbereich Theologie
  • Lehrstuhl für Systematische Theologie II (Ethik)
  • Lehrstuhlinhaber
  • Prof. Dr.-Ing. Jutta Hanson
  • Technische Universität Darmstadt
  • Institut für Elektrische Energiesysteme
  • Fachgebiet „Elektrische Energieversorgung unter Einsatz erneuerbarer Energien“
  • Leiterin
  • Prof. Dr. Christoph Weber
  • Universität Duisburg-Essen
  • Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
  • Lehrstuhl für Energiewirtschaft
  • Lehrstuhlinhaber

Strommarktdesign

Die regulatorischen Fragen im Strommarkt sind heute andere als bei der Liberalisierung um die Jahrtausendwende, als wesentliche Weichen im deutschen Energiemarktdesign gestellt wurden. Das Marktdesign muss daher angepasst werden. Im Hinblick auf die absehbaren Herausforderungen sollte die Entwicklung des Marktdesigns unter Berücksichtigung der bisherigen Erfahrungen grundsätzlich überdacht werden. Optimiertes Marktdesign kann Klimaschutzziele effizienter und effektiver erreichen, die Integration erneuerbarer Energien verbessern und zur Versorgungssicherheit beitragen. Die AG erarbeitet für das Zieljahr 2030, wie der Strommarkt für die Dekarbonisierung des Energiesystems gestaltet sein sollte und welche Handlungsoptionen sich ergeben. Hierzu werden das europäische Emissionshandelssystem, die Förderung erneuerbarer Energien sowie die Wechselwirkungen des Stromsektors mit den Sektoren Verkehr und Wärme beleuchtet. 

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Felix Müsgens
  • Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg
  • Fakultät Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
  • Lehrstuhl für Energiewirtschaft
  • Lehrstuhlinhaber
  • Prof. Dr. Hartmut Weyer
  • Technische Universität Clausthal
  • Institut für deutsches und internationales Berg- und Energierecht
  • Direktor

Zuverlässigkeit digitalisierter Energiesysteme

Ohne Informations- und Kommunikationstechnologien ist die Energieversorgung inzwischen undenkbar. Sie ermöglichen den Informationsfluss zwischen Erzeugern, Verbrauchern, Umspannwerken und anderen Teilsystemen, überwachen das Netz und schlagen Alarm bei Problemen. Gleichzeitig birgt die Digitalisierung Risiken wie Manipulationen, Cyberangriffe oder fehlerhafte Anwendungen. Die Energieversorgung ist eine kritische Infrastruktur (KRITIS). Ein Blackout hätte daher weitreichende Folgen für die Gesellschaft. Der Anspruch lautet: Digitale Energieinfrastrukturen müssen sowohl sicher als auch sichernd sein. Das bedeutet, sie müssen sich selbst gegen Angriffe und Ausfälle verteidigen können und gleichzeitig das Gesamtsystem funktionsfähig halten. Wo liegen dabei die Chancen und Herausforderungen? Wer sind die Hauptakteure, welche Verantwortung tragen sie? Was muss auf Regulierungsebene und in der Praxis passieren? Mit diesen Fragen setzt sich die ESYS-Arbeitsgruppe „Zuverlässigkeit digitalisierter Energiesysteme“ auseinander.

AG-Leitung

Energieinfrastrukturen

Deutschland baut sein Energiesystem grundlegend um: Mittlerweile decken erneuerbare Energien ein Drittel des Strombedarfs. Durch den Zuwachs an Windkraft- und Solaranlagen werden immer weniger zentrale Kraftwerke gebraucht. Außerdem ergänzen neue Verbraucher wie Elektroautos und Wärmepumpen, Speicher für Elektrizität und Wärme sowie neue Technologien wie Elektrolyseure und Power-to-Gas-Anlagen das System. Dadurch ändern sich die Anforderungen an die Versorgungsinfrastrukturen in Deutschland und Europa. Doch wie viele Ladesäulen brauchen wir in Zukunft, wie stark muss das Stromnetz ausgebaut werden, und was passiert mit dem Gasnetz? Mit welchen Kosten ist dieser Umbau verbunden, und können einzelne Infrastrukturen kombiniert werden, um die Kosten zu senken? Die ESYS-Arbeitsgruppe „Infrastrukturen“ untersucht diese Fragestellungen aus technischer, rechtlicher, ökonomischer und sozialer Perspektive.

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Wolfgang Buchholz
  • Universität Regensburg
  • Institut für Volkswirtschaftslehre und Ökonometrie
  • Lehrstuhl für Finanzwissenschaft, insbes. Umweltökonomie
  • Lehrstuhlinhaber

Abgeschlossene Arbeitsgruppen


Pfadabhängigkeiten im Verkehrssektor

Da gerade neue Energieinfrastrukturen lange im Voraus geplant werden müssen und hohe Investitionen erfordern, lassen sich einmal eingeschlagene Wege oft nur schwer wieder verlassen – es entstehen Pfadabhängigkeiten. Andererseits weiß heute noch niemand genau, welche Technologien 2050 verfügbar sein und was sie kosten werden. Wie kann man also heute schon sinnvolle Entscheidungen für das Energiesystem 2050 treffen? Dieser Frage geht die Arbeitsgruppe anhand der Beispiele „urbane Mobilität“ und „Güterverkehr“ nach. 

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Armin Grunwald
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
  • Leiter des ITAS und Professor für Technikphilosophie und Technikethik am KIT

Publikationen

Sektorkopplung

Um das politische Ziel von 80 bis 95 Prozent CO2-Einsparung zu erreichen, genügt es nicht, nur die Stromerzeugung auf erneuerbare Energien umzustellen. Auch Wärmeversorgung und Verkehr müssen klimafreundlicher werden. Um das zu erreichen, werden die einzelnen Sektoren stärker miteinander vernetzt. Einen Ansatzpunkt bietet die Elektrifizierung: Elektroautos und Wärmepumpen können künftig ausschließlich mit Strom aus regenerativen Quellen betrieben werden. Power-to-X-Technologien wiederum kann man nutzen, um synthetisches Gas und Kraftstoffe herzustellen. Die Arbeitsgruppe analysiert mögliche Entwicklungspfade für eine stärkere Vernetzung der Sektoren und arbeitet heraus, welche Konsequenzen sich daraus für die Energieversorgung der Zukunft ergeben würden.

AG-Leitung

Publikationen

Experteninterviews

Wie schafft Deutschland die nächste Phase der Energiewende?

Prof. Dr. Karen Pittel
ifo Institut
Prof. Dr. Eberhard Umbach
acatech

Welche Bedeutung hat ein CO2-Preis für die Energiewende?

Prof. Dr. Christoph M. Schmidt
RWI

Risiko und Resilienz

Bricht die Energieversorgung zusammen, drohen Schäden für Wirtschaft und Gesellschaft. Daher sollte das Energiesystem möglichst robust sein. Idealerweise „lernt“ es sogar aus Störfällen und ist danach besser auf künftige Ereignisse vorbereitet. Wie also kann eine sichere Energieversorgung auch dann gewährleistet werden, wenn mehrere unvorhergesehene Ereignisse zusammenkommen? Und welchen Einfluss hat die Energiewende auf die Widerstandskraft des Systems? Eine Arbeitsgruppe hat dazu beispielhafte „Bedrohungsszenarien“ entworfen und in einer Analyse beschrieben. Für die darauf aufbauende Stellungnahme hat sie Maßnahmen für ein resilientes Energiesystem der Zukunft herausgearbeitet.

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Ortwin Renn
  • Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS)
  • Vorstand
  • Wissenschaftlicher Direktor

Publikationen

Verbraucherpolitik

Um den Endenergiebedarf zu reduzieren, müssen auch Privatverbraucher sparsamer mit Energie umgehen. Eine hohe Stromrechnung führt jedoch nur selten dazu, dass Bürgerinnen und Bürger ihr Energieverbrauchsverhalten aktiv ändern. Auf Basis verhaltenswissenschaftlicher Erkenntnisse hat eine Arbeitsgruppe unter anderem analysiert, welche Anreize Privathaushalte zum Energiesparen motivieren können.

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Ortwin Renn
  • Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS)
  • Vorstand
  • Wissenschaftlicher Direktor

Publikationen

Ressourcen

Die Energiewende beeinflusst den Rohstoffbedarf: Während der Verbrauch von Kohle, Öl und Gas langfristig sinken soll, kann Bioenergie dazu beitragen, die schwankende Einspeisung aus Wind- und Solarenergie auszugleichen. Gleichzeitig werden mehr Metalle benötigt, um Erneuerbare-Energieanlagen, Speicher und Netze auszubauen. Die Arbeitsgruppe hat untersucht, wie Deutschland unabhängiger von Rohstoffimporten werden kann und welche Maßnahmen dazu beitragen, die Versorgung langfristig zu sichern.

AG-Leitung

Publikationen

Energieszenarien

Energieszenarien dienen häufig als Grundlage für politische Entscheidungen. Umso wichtiger ist es, dass die Ergebnisse nachvollziehbar und transparent sind. Viele beauftragte Institute legen ihre Rechenmodelle jedoch nicht offen. Auch wird nicht immer deutlich, ob Vorgaben der Auftraggeber die Ergebnisse beeinflussen. Um mehr Transparenz zu schaffen, hat die Arbeitsgruppe Leitlinien für die Arbeit mit Energieszenarien entwickelt.

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Armin Grunwald
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
  • Leiter des ITAS und Professor für Technikphilosophie und Technikethik am KIT

Publikationen

Flexibilitätskonzepte

Die Einspeisung aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen schwankt in Abhängigkeit vom Wetter. Flexibilitätstechnologien müssen diese Schwankungen ausgleichen – mit flexiblen Kraftwerken, Speichern und Lastmanagement, das den Verbrauch mit dem Angebot in Einklang bringt. Doch welche Technologien verbinden Stabilität mit Nachhaltigkeit, Kosteneffizienz und gesellschaftlicher Akzeptanz? Eine Arbeitsgruppe hat mithilfe eines eigens entwickelten Rechenmodells rund 130 Systemkonstellationen verglichen.

AG-Leitung

  • Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer
  • RWTH Aachen
  • Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA)
  • Lehrstuhl für Elektrochemische Energieumwandlung und Speichersystemtechnik
  • Lehrstuhlinhaber

Publikationen

Integration

Um die globale Erderwärmung zu begrenzen, müssen die Energieversorgungssysteme möglichst vieler Länder nachhaltiger werden. Daher wäre es sinnvoll, die deutsche Energiewendepolitik stärker mit der europäischen Energie- und Klimapolitik zu verzahnen. Eine Arbeitsgruppe hat die Voraussetzungen für ein international anschlussfähiges europäisches Modell herausgearbeitet und dabei insbesondere den europäischen Emissionshandel, die Förderung erneuerbarer Energien und den Strombinnenmarkt beleuchtet. 

AG-Leitung

Publikationen