Open source Investitionsentscheidungsmodell für neue Technologien

Untersuchungsschwerpunkte  

• Analyse der Kaufintention privater Investoren sowie korporativer Unternehmungen
• Analyse und Simulation der Marktentwicklung von Technologien  für die Schwerpunktthemen Elektrofahrzeuge (Privatakteur), PV-Heimspeicher (Privatakteur) und Power2Gas Anlagen (korporative Akteure)
• Bewertung des Einflusses des politischen Rahmens auf die Marktentwicklung
• Abschätzung der Erreichung eines möglichen Zielkorridors (Gapanalyse)

Hintergrund der Modellanwendung

Im Bereich der Energiesystemanalyse gibt es eine Reihe von Modellen, die Antworten darauf geben, wie das Energiesystem in Zukunft aussehen kann, wenn die CO₂-Emissionsreduktionsziele der Bundesregierung erreicht werden. Ein Beispiel hierfür ist das Modell REMod.  Das bedeutet, dass das Ziel, z.B. die CO₂-Reduktion, eine Eingangsbedingung für das Modell darstellt. Im Gegensatz dazu zielt das Modell InvE₂St als Diffusionsmodell darauf ab, basierend auf dem heutigen Technologiebestand explorativ zu simulieren, wie Technologien den Markt durchdringen.

Das Modell zeigt auf, ob die Zielkorridore einzelner Technologien, die sich durch die Modellierung zukünftiger Energiesysteme ergeben, unter gegebenen Rahmenbedingungen erreicht werden können oder davon abweichen. Dabei können die jeweiligen Rahmenbedingungen variiert werden, um Rückschlüsse auf deren Einfluss auf die Technologiediffusion ableiten zu können und zu prüfen, welche Rahmenbedingungen in welcher Weise verändert werden müssen, um einem Zielkorridor näher zu kommen.

Die Modellierung basiert auf den wichtigsten Faktoren und deren Gewichtung untereinander, die eine Investitionsentscheidung beeinflussen. Je Technologie wird zunächst grundsätzlich zwischen zwei Akteursgruppen unterschieden: Zum einen private Akteure, die eine persönliche Investitionsentscheidung treffen, wie zum Beispiel die Investition in ein solar gespeistes Batteriesystem oder in ein privates Elektrofahrzeug. Hierfür werden Methoden der Sozialwissenschaften und Psychologie verwendet, um die Faktoren zu bestimmen, die eine Kaufintention beeinflussen. Hierfür wurden für die Schwerpunktthemen PKW und PV-Heimspeichersysteme repräsentative Daten erhoben. Zum anderen korporative Akteure, die als Teil ihres Geschäftsplans Investitionen tätigen, um Gewinne zu erwirtschaften. Hierfür werden neben wirtschaftlichen Aspekten Methoden der Sozialwissenschaften angewandt, um Investitionsentscheidungsprozesse zu beschreiben und diese in einem Entscheidungsmodell abbilden zu können.

Mit dem Wissen über die entscheidungsbeeinflussenden Faktoren und deren mögliche zukünftige Entwicklung kann simuliert werden, wie die Technologie unter den angenommen Rahmenentwicklungen den Markt durchdringt und ob Anpassungen der Rahmenbedingungen notwendig sind, um ein gewünschtes Ziel zu erreichen.

Das Modell deckt zum jetzigen Stand die drei Schwerpunktbereiche PKW, PV-Heimspeicher und Power2Gas ab. Der Code, Dokumentation und Daten sind öffentlich verfügbar. Das Modell wurde im Rahmen des Projektes sozio-E2S entwickelt, nähere Informationen finden sich hier. 

 

Modelleigenschaften

Folgende Merkmale beschreiben das Modell InvE₂St:

• Ziel: Konzeption und Evaluierung explorativer Entwicklungspfade energiesystemrelevanter Technologien auf Basis von Investitionsentscheidungen bis zum Jahr 2050
• Art des Energiesystemmodells: Bottom-up Simulation von Investitionsentscheidungen
• Technologien: PV-Batteriesysteme, PKW (Privatsektor) & Power2Gas
• Sektoren: Elektrizität, Wärme, Verkehr, Industrie
• Investorengruppen: Private Entscheider, Korporative Entscheider
• Räumliche Ebene: Deutschland
• Zeitliche Disaggregation: Jährlich bis 2050
• Programmiersprache: Python, modularer Aufbau, open source

Kunden       

• Wissenschaftler*innen
• Industrie
• Energieunternehmen
• Politische Entscheidungsträger*innen
• Einzelne Interessengruppen

Quellen

Projekte:

• »Open source Energiesystemmodellierung« Einfluss von soziokulturellen Faktoren auf Transformationspfade des deutschen Energiesystems (Sozio-E2S), gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) 2017-2019
• Erneuerbare Energien Szenarien (E2S) Modellierungs-Tool: Eigenforschungsprojekt Fraunhofer ISE, 2011-2014

Veröffentlichungen:

• Senkpiel, C., Berneiser, J., Steingrube, A., Biener, W., & Gölz, S. Modeling investments in renewable energy technologies? An introduction to simulating technology diffusion including social-psychological variables. In Umweltpsychologie (23. Jahrgng, Heft 2(45), pp. 38–57).
• Jülch, Verena; Senkpiel, Charlotte; Kost, Christoph; Hartmann, Niklas; Schlegl, Thomas (2018): Meta Study on Future Crosssectoral Decarbonization Target Systems in Comparison to Current Status of Technologies. Hg. v. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE. Freiburg. Online verfügbar unter https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/en/documents/publications/studies/Meta_Study_Crossectoral_Decarbonization_Target_Systems.pdf, zuletzt geprüft am 26.04.2018.
• Schrage, Alexander; Wassermann, Sandra; Berneiser, Jessica; Gölz, Sebastian: Sozialwissenschaftliche Determinanten von Investitionsentscheidungen in erneuerbare Energietechnologien. In: Stuttgarter Beiträge zur Risiko und Nachhaltigkeitsforschung, Bd. 36. Online verfügbar unter https://elib.uni-stuttgart.de/bitstream/11682/9607/1/%c3%9cberblickstudie_Schrage%20et%20al%202018.pdf, zuletzt geprüft am 08.02.2018.
• Senkpiel, Charlotte; Wassermann, Sandra; Berneiser, Jessica; Hofmaier, Christian (2018): Concept on modelling the adoption of energy-related technologies on the basis of investment decisions of. Hg. v. Markus Hackenfort, Vicente Carabias-Hütter, Cathérine Hartmann, Marcel Janser, Natalie Schwarz und Peter Stücheli-Herlach (Behave 2018, 5th-7th september 2018, Zürich, Switzerland - Book of abstracts). Online verfügbar unter https://www.zhaw.ch/storage/hochschule/ueber-uns/veranstaltungen/behave-2018-proceedings.pdf, zuletzt geprüft am 01.10.2018.
• Senkpiel, Charlotte., Hartmann, Niklas., Taumann, Michael., Schlegl, Thomas.: Der Weg zu einer erneuerbaren Stromversorgung in Deutschland – ein investorenbasierter Ansatz. In: Energiewirtschaftliche Tagesfragen, 64. Jg. (2014) Heft 5, S. 49-52.
• Taumann, Michael., Senkpiel, Charlotte., Kost, Christoph., Schlegl, Thomas.,: Long-term development of regional distribution and ownership of renewable energy projects in German electricity sector, IARES Conference 2013, Düsseldorf, International association for energy economics, August 2013, presentation