Energieprozessmodell

Ein Energieprozessmodell ist ein technisches, prozessorientiertes Modell. Es handelt sich hierbei um ein sogenanntes Bottom-Up-Modell. Energieprozessmodelle haben einen hohen Disaggregationsgrad, d. h. sie bilden Energietechnologien, Energieprozesse und Energiesysteme detailliert ab. Typische Betrachtungsräume reichen von der Modellierung einzelner Energieanlagen bzw. einzelner Objekte, über die Modellierung von Stadtquartieren bis zu der Modellierung von Ländern oder internationalen Kontexten. Unabhängig von den genannten Betrachtungsräumen bildet der Energiebereich die Systemgrenze in Energiemodellen. Gesamtwirtschaftliche Strukturen und Zusammenhänge sind kein Teil von Energieprozessmodellen, sondern werden als exogene Rahmenbedingungen modelliert. Energieprozessmodelle beinhalten einen oder mehrere Energiesektoren, beispielsweise Stromsektor, Gassektor, Wärmesektor, Kältesektor und Mobilitätssektor. Am häufigsten ist der Stromsektor Untersuchungsgegenstand in Energieprozessmodellen.

Energieprozessmodelle können nach ihrem zeitlichen Horizont in Kurzfristmodelle und Langfristmodelle unterteilt werden. Eine weitere Unterteilung von Energieprozessmodellen kann nach ihrer typischen Planungsaufgabe einem Modell zur Einsatzplanung und einem Modell zur Investitionsplanung erfolgen. Ein Kurzfristmodell wird typischerweise für die Einsatzplanung eingesetzt. Dagegen wird ein Langfristmodell typischerweise für die strategische Investitionsplanung genutzt.

Energieprozessmodelle können außerdem nach Modelltyp in die Kategorien Optimierungsmodell und Simulationsmodell eingeteilt werden. Bei Simulationsmodellen wird das Verhalten des Energiesystems und seiner Komponenten anhand von Entscheidungsregeln simuliert. Dagegen wird bei Optimierungsmodellen das Verhalten des Energiesystems und seiner Komponenten von dem dazugehörigen Optimierungsalgorithmus festgelegt unter Vorgabe einer zu erreichenden Zielfunktion und restriktiven Nebenbedingungen

Eine weitere Unterscheidung von Energieprozessmodellen erfolgt in Bezug auf den Umgang mit der Unsicherheit zukünftiger Eingangsparameter in die Kategorien deterministisches Modell und stochastisches Modell. Bei deterministischen Modellen wird ein konkretes Eingangsparameterset als gegeben vorausgesetzt. Der Einfluss der Änderung von Eingangsparametern auf die Modellergebnisse kann mit Hilfe einer Sensitivitätsanalyse bestimmt werden. Bei stochastischen Modellen wird dagegen die Unsicherheit von den angenommenen Eingangsparametern in dem Modell explizit mit abgebildet. Bei Optimierungsmodellen werden zudem die Modellierungsansätze Perfekte Voraussicht, Rollierender Horizont und Myopischer Ansatz unterschieden, je nachdem wieviel im zu optimierenden Zeithorizont über zukünftige Zeithorizonte bekannt ist.

Besonders wichtige und häufig eingesetzte Modelltypen sind das Strommarktmodell und das Stromnetzmodell beziehungsweise kombinierte Modelle, die sowohl den Strommarkt als auch das Stromnetz abbilden.

Teilweise wird der Begriff Energiesystemmodell als Synonym für das Energieprozessmodell verwendet. Teilweise wird der Begriff Energiesystemmodell jedoch auch als übergeordnete bzw. untergeordnete Kategorie für das Energieprozessmodell verwendet.

Englische Übersetzung(en):

energy-process model