Energy System Analysis

In recent years, renewable energies - photovoltaics and wind power in particular - have developed rapidly thanks to falling prices and are now contributing to far-reaching changes in the energy system. In order to balance out fluctuations in power production, ways must be found of aligning supply and demand. Energy storage systems, and in particular decentralized and centralized battery storage systems, play a major role here. Sector coupling also makes a major contribution to broad decarbonization. These developments raise several research questions: How can the cost-efficient use of renewable energy resources be achieved in different regions? How can technologies be combined to best meet energy demands? At which points should such developments be supported by the state? We are working on answering these questions with sound techno-economic analyses.

Fields of Work

In the research topic "Energy System Analysis" we focus on the following fields of work:

Energy Economics of Energy Systems

Techno-Economic and Market Analyses for Energy Technologies

Decarbonization Strategies, Transformation and Sector Analyses

Resources Evaluation for the Energy Transformation

Economic and Social Analyses on Energy Technologies

Business Models, Flexibility and Marketing

Further Fields of Work on this Topic:

  • Potential Analyses of Energy Technologies

Energy System Models and Electricity Price Scenarios at Fraunhofer ISE

 

Providing a Sound Basis for Decision Makers

With our complementary model family, we are prepared to meet the demand and wishes of our customers. The model family ranges from energy system models...

R&D Infrastructure

This infrastructure is available to us at Fraunhofer ISE for our research and development activities:

 

Digital Grid Lab

  • Hardware-in-the-loop (HIL) system
  • 8 power amplifiers (100 kVA each)
  • Real grid control center
  • Test stand for smart grid control systems and communications technology
  • Extensive tool suite for IP-based communication protocols
  • Benchmark test environment for the characterization of energy management systems

Selected Research Projects

 

InteRessE

Resource Demand for the Energy Transformation: Interdisciplinary Evaluation of Scenarios to Supply Electricity and Heat

 

FlexGeber

Demonstration of Flexibility Options in the Building Sector and their Interaction with the Energy System in Germany

 

Kopernikus-Ariadne

Evidence-Based Assessment to Map Out the German Energy Transformation

 

Kopernikus-Ariadne2

Evidence-Based Assessment for Shaping the German Energy Transition on the Path to Climate Neutrality

 

 

FluSeeQ

Utilization of thermal potentials of surface waters through heat extraction by means of resilient regulation and new technology for source tapping

 

IND-E

Decarbonization and Electrification Potentials of the German Industry

 

FAME4ME

The Project for AI-based and User-Oriented Management of Energy Services

Current Publications on the Topic "Energy System Analysis"

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2026 Uncertainties in the German energy transition: detecting robust solutions under shock events in long-term transformation pathways
Grimm, Gunter; Jürgens, Patrick; Kost, Christoph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Closing the ambition gap: Germany's energy transition in line with a 1.5°C carbon budget
Jürgens, Patrick; Kaiser, Markus; Senkpiel, Charlotte; Thelen, Connor; Kost, Christoph; Henning, Hans-Martin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Benefits and Allocation Principles of Sector-coupled Energy Communities
Wanapinit, Natapon; Thomsen, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Improving the simulation-based optimization in the REMod model to deal with complexity in energy system modeling
Jürgens, Patrick; Müller, Paul; Brandhuber, Fritz; Kost, Christoph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Allocation Procedures in Life Cycle Assessment of Negative Emission Technologies
Fischer, Marie; Joseph, Wilson Charles Kumar; Hagemann, Nikolas; Herceg, Sina; Drews, Mathias; Kühnhold-Pospischil, Saskia
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Highly active and selective Ag/C catalysts for CO2 electrolysis to CO using 4-aminothiophenol as anchoring agent
Seteiz, Khaled; Grammel, Hannes; Häberlein, Josephine N.; Heizmann, Philipp A.; Metzler, Lukas; Rusitov, Dennis; Günthel, Michael; Knäbbeler-Buß, Markus; Vierrath, Severin; Disch, Joey
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Integrated cloud platform for energy management of self-sustainable island communities
Jelic, Marko; Corrêa, Dayanne Peretti; Jelic, Dea; Berbakov, Lazar; Werner, Daniel; Maruf, Md Nasimul Islam; Lázaro, Ignacio; Fernández, Izaskun; Keane, Marcus; Tomasevic, Nikola
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Bausteine eines intelligenten Stromnetzes der Zukunft
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2025 Design, simulation, and experimental evaluation of an agrivoltaic greenhouse in Turkey
Özdemir, Özal Emre; Bretzel, Tamara; Gfüllner, Leonhard Josef; Gorjian, Shiva; Katircioglu, Yasar; Dur, Berkay; Trommsdorff, Maximilian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Klimaneutral bis 2045: Klappt das in Theorie und Praxis? Entwicklungen, Prognosen und Herausforderungen in der Region
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2025 Digital System Integration for the Energy System Transition
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2025 Anforderungen an das Energiesystem und die Integration von Speichern
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2025 Das "große" Bild - Globale und nationale Entwicklungen
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2025 Stromerzeugung in Deutschland im Jahr 2024
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2025 Die deutsche Energiewende - Erreichter Stand und Einschätzung zu wichtigen Handlungsfeldern
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2025 Thermally driven ultrapure water production for water electrolysis - A techno-economic analysis of membrane distillation
Schwantes-Chavan, Rebecca; Morales, Yair; Pomp, Eric; Singer, Jan; Chavan, Kirtiraj; Saravia, Florencia
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Fakten zur Energiewende
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2025 Proportional control of a chiller-dry cooler-combination: Efficient and robust
Chaigneau, Matthieu; Hennemann, Timo; Nienborg, Björn
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Kernfusion: Realistischer Baustein eines klimaneutralen Energiesystems?
Wurbs, Sven; Henning, Hans-Martin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Techno-economic analysis of a solar calciner for CO2 emissions reduction in the Chilean cement industry
Zuleta Marín, Juan Sebastián; Bern, Gregor; Platzer, Werner; Dinter, Frank
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Stromerzeugung in Deutschland im Jahr 2024
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2025 Key Elements for the Development of the Future Energy System and the Role of Green Hydrogen
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2025 Die deutsche Energiewende: Historische Entwicklung und Szenarien bis 2045
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2025 Bidirektionale Fahrzeugflotten in Unternehmen: Ergänzung oder Bedrohung für Batteriespeicher?
Antretter, Michelle; Kühnbach, Matthias; Oberfeier, Paula; Surmann, Arne
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2025 Gesellschaftliche Unterstützung für eine erfolgreiche Wärmewende. Handbuch zur gesellschaftlichen Beteiligung in der kommunalen Wärmewende
Gölz, Sebastian; Berneiser, Jessica; Finklenburg, Hannah; Kucknat, Johanna
Buch
Book
2025 Impuls zur deutschen Klimaschutzpolitik nach der Bundestagswahl
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2025 Paths to a Climate-Neutral Energy System in Germany
Thelen, Connor; Ganter Naess, Lina; Nolte, Hannah; Kaiser, Markus; Jürgens, Patrick; Müller, Paul; Senkpiel, Charlotte; Kost, Christoph
Studie
Study
2025 Sensor-based on-the-fly laser processing
Hoppe, Georg
Vortrag
Presentation
2025 Evaluating low-temperature heat sources for large-scale heat pump integration: A method using open-source data and indicators
Fuchs, Nicolas; Yanez Vazquez, Luis Guillermo; Nkongdem, Bertrand; Thomsen, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Herausforderungen und Chancen dynamischer Stromtarife
Fluri, Verena; Kost, Christoph; Sassen, Christian; Derzbach, Robin; Thomsen, Jessica; Ganter Naess, Lina; Ameling, Justus; Haas, Klemens; Frey, Hellmuth; Lendowski, Eva
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Germany - Insights on Climate Action Ten Years after the Paris Climate Agreement
Senkpiel, Charlotte; Schlomann, Barbara; Henning, Hans-Martin; Knopf, Brigitte; Hans, Nicolai; Schmidt, Cynthia
Aufsatz in Buch
Book Article
2025 Die Rolle des Wasserstoffs für die Transformation des Energiesystems in BaWü
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2025 Energiewende in Baden-Württemberg
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2025 Auf dem Weg in eine klimaneutrale Wärmeversorgung
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2025 Smart Grids - Die Digitalisierung des Energiesystems
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2025 Die Dekarbonisierung der energieintensiven Industrie - Ergebnisse einer Unternehmensbefragung
Berneiser, Jessica; Fornefeld, Felicitas
Bericht
Report
2025 Bidirectional battery electric vehicle fleets in commercial applications: Exploring synergies and substitutions with stationary battery storage
Antretter, Michelle; Oberfeier, Paula; Surmann, Arne; Schäfer, Mirko; Kühnbach, Matthias
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 The Future Energy System - System Architecture and Key Technologies
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2025 Bidirektionale Fahrzeugflotten in Unternehmen: Ergänzung oder Bedrohung für Batteriespeicher?
Antretter, Michelle; Oberfeier, Paula; Surmann, Arne; Kühnbach, Matthias
Poster
2025 Transformationsprozess in der Energiewirtschaft - Die Energy Charts als solide Datenbasis
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2025 Socio-technical perspectives for mechanical ventilation systems in buildings: predictors of attitude and user satisfaction
Berneiser, Jessica; Maier, Diana; Gölz, Sebastian; Auerswald, Sven; Dinkel, Arnulf
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Resiliente Netze - wie die Transformation der Netze gelingen kann
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2025 Technologien, Ausbauoptionen und Systemintegration für die Transformation des Energiesystems
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2025 Transformationspfade der Industrie: Energiesysteme, Flexibilität und Akteure
Senkpiel, Charlotte; Kaiser, Markus; Berneiser, Jessica; Kucknat, Johanna; Reuther, Tobias; Thomsen, Jessica; Kost, Christoph; Heinemann, Christoph; Koch, Matthias; Vogel, Moritz; Haller, Markus; Qussous, Ramiz; Wulfert, Hendrik; Weidlich, Anke; Kim, Hanhee; Sandhaas, Anna; Hartmann, Niklas
Bericht
Report
2025 Direct and indirect electrification in the German industry from a sector-coupled energy system modeling perspective
Kaiser, Markus; Senkpiel, Charlotte; Henning, Hans-Martin; Kost, Christoph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Stromerzeugung in Hüfingen - Ist-Zustand und Ausblick
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2024 Potenziale von Stellplätzen an Wohn- und Nichtwohngebäuden zur Bereitstellung privater Ladeinfrastruktur
Kühnbach, Matthias; Plötz, Patrick; Stephan, Annegret; Kähler, Janis; Surmann, Arne; Biener, Wolfgang; John, Robert
Studie
Study
2024 Energiegemeinschaften und Sharing-Konzepte aus systemischer Perspektive - Potenziale, Herausforderungen, Lösungsansätze
Thomsen, Jessica
Vortrag
Presentation
2024 Saudi Arabia’s Net-Zero World Narrative
Braun, Jan Frederik
Studie
Study
2024 Gemeinschaftliche Gebäudeversorgung - der Schlüssel zur Eigenversorgung im Mehrfamilienhaus?
Oberfeier, Paula; Surmann, Arne; Ernsting, Fabian; Kühnbach, Matthias
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2024 The Role of Biomass and Synthetic Energy Carriers in the Buildings Sector - From a Sectoral to a Cross-sectoral Perspective
Senkpiel, Charlotte; Thelen, Connor; Nolte, Hannah; Kost, Christoph; Steinbach, Jan; Deurer, Jana
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2024 Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien
Kost, Christoph; Müller, Paul; Sepúlveda Schweiger, Jael; Fluri, Verena; Thomsen, Jessica
Studie
Study
2024 Navigating social acceptability and regulatory frameworks for a successful implementation of agrivoltaics
Gölz, Sebastian; Zoll, Felix; Doernberg, Alexandra; Trommsdorff, Maximilian; Siebert, Rosemarie
Vortrag
Presentation
2024 Auf dem Weg in eine klimaneutrale Energieversorgung
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2024 Zukunftswerkstatt: Die Energiewende mitgestalten - Impuls Energiespeicher
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2024 Heating the Future: Overcoming Challenges and Gaining Stakeholder Support for District Heating Transformation
Köhler, Benjamin; Berneiser, Jessica; Bürger, Veit; Herbstritt, Caren; Hünecke, Katja
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2024 Ladeinfrastrukturpotenziale an Mehrfamilienhäusern & Nichtwohngebäuden
Kühnbach, Matthias
Vortrag
Presentation
2024 Instrumente und Maßnahmen zur Stärkung der Akzeptanz und gesellschaftlichen Trägerschaft der leitungsgebundenen Wärmeversorgung. Teilbericht im Projekt: Sozio-technische und verhaltensbasierte Aspekte der Energieeffizienzsteigerung im Wärmesektor
Köhler, Benjamin; Bürger, Veit; Berneiser, Jessica
Bericht
Report
2024 Gutachten zur Solargründach-Pflicht in Hamburg
Stryi-Hipp, Gerhard; Steingrube, Annette; Mann, Gunter; Mollenhauer, Felix; Trachsel, Evelyn
Bericht
Report
2024 Recommendations for a positive energy district framework - Application and evaluation of different energetic assessment methodologies
Gondeck, Marie; Triebel, Marc-André; Steingrube, Annette; Albert-Seifried, Vicky Bo Ki; Stryi-Hipp, Gerhard
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Technology innovations for a renewable energy system
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2024 System Integration in Energy Transition
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2024 Implementing Community-based Agrivoltaic Systems in SSA: Challenges and Mitigation Strategies
Berneiser, Jessica
Vortrag
Presentation
2024 Photovoltaik in Gewerbe und Industrie - Solarenergie erfolgreich einsetzen
Uhland, Thomas; Fuchs, Nicolas; Fluri, Verena; Reuther, Tobias; Kost, Christoph; Gordt, Antonia; Vogtmann, Michael
Bericht
Report
2024 Schlüsselbausteine zur Entwicklung des künftigen Energiesystems und die Rolle von Wasserstoff
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2024 The German PV and Battery Storage Market - Regional Market Development of Solar PV in Germany
Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2024 Key Features of the Future Energy System
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2024 Fahrzeugflotten bidirektional laden
Kohrs, Robert
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Modelling balancing service provision in 5th gen district heating systems
Fröhlich, Erik; Öncel, Kerem; Steingrube, Annette
Vortrag
Presentation
2024 Kurzstudie: Einführung eines umfassenden bundesweiten Solarstandards - Wie vor allem Bewohner*innen und insbesondere Mietende durch PV-Anlagen auf Mehrfamilienhäusern profitieren können
Fluri, Verena; Sepúlveda Schweiger, Jael; Kost, Christoph
Studie
Study
2024 Integrierte, sektorgekoppelte Energieversorgung von Unternehmen: Die Rolle von grünem Strom, Wasserstoff und Wärme
Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2024 Future Photovoltaic Technology
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2024 Bottom-Up-Ansatz zur Modellierung von Prosumenten im Energiesystem
Fluri, Verena
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Maßnahmenkonzepte für einen klimaneutralen Gebäudebestand bis 2045
Deurer, Jana; Steinbach, Jan; Bei der Wieden, Malte; Braungardt, Sibylle; Bürger, Veit; Senkpiel, Charlotte; Berneiser, Jessica; Thelen, Connor; Nolte, Hannah; Kost, Christoph
Studie
Study
2024 Capacity-building for agrivoltaics in Namibia: An evaluation of a training program
Berneiser, Jessica; Bingwa, Brendon; Hörnle, Oliver; Steinhüser, Andreas; Scholz, Frances
Vortrag
Presentation
2024 Schlüsselbausteine zur Entwicklung des künftigen Energiesystems
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2024 Actor analysis with focus on decarbonization of energy-intensive industries in Germany
Schneider-Strehl, Leonard; Berneiser, Jessica; Gölz, Sebastian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Operative Benefits of Residential Battery Storage for Decarbonizing Energy Systems: A German Case Study
Wanapinit, Natapon; Offermann, Nils; Thelen, Connor; Kost, Christoph; Rehtanz, Christian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Photovoltaics at Fraunhofer ISE: Research, Transfer, Testing, and Recycling
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2024 Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem - Bundesländer im Transformationsprozess
Thelen, Connor; Nolte, Hannah; Kaiser, Markus; Jürgens, Patrick; Müller, Paul; Senkpiel, Charlotte; Kost, Christoph
Studie
Study
2024 Energy Communities als Teil des Bilanzkreismanagements 2.0
Surmann, Arne; Verkely, Jannik
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Development of Water-in-Oil Phase Change Slurries for Cold Transport and Storage Below 0 °C
Kick, Moritz; Lefkir, Chakib; Gschwander, Stefan
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2024 Dezentrales vs. zentrales Lademanagement von Elektroautos im Quartier
Oberfeier, Paula; Surmann, Arne; Hain, Niklas; Rothenhäusler, Anna Christin; Groß, Arne; Köpfer, Benedikt; Kühnbach, Matthias
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2024 Decarbonizing energy-intensive industries: Empirical insights into the aspirations for electrification and flexibilization of industrial processes
Berneiser, Jessica; Kucknat, Johanna; Fornefeld, Felicitas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2024 Deconstructing corporate net-zero and climate neutrality targets in the German chemical industry
Riedel, Franziska Sophie
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 The German PV and Battery Storage Market
Reuther, Tobias; Fluri, Verena; Sepúlveda Schweiger, Jael; Nolte, Hannah; Wanapinit, Natapon; Kost, Christoph
Studie
Study
2024 Increasing Spatial Resolution of a Sector-coupled Long-term Energy System Model: The Case of the German States
Brandes, Julian; Jürgens, Patrick; Kaiser, Markus; Kost, Christoph; Henning, Hans-Martin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Gesellschaftliche Unterstützung für eine erfolgreiche Wärmewende
Gölz, Sebastian
Vortrag
Presentation
2024 Analyse von Wärmequellen für den Einsatz von Großwärmepumpen in Wärmenetzen
Paitazoglou, Reuven; Hanßke, Anja; Fuchs, Nicolas; Jentsch, Andrej
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Risk analysis for agrivoltaic projects in rural farming communities in SSA
Adelhardt, Nora; Berneiser, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 System Integration for the Transformation of the Energy System
Wittwer, Christof
Vortrag
Presentation
2024 Flexibilitätsbeitrag verschiedener Technologien im deutschen Energiesystem bis 2045
Sepúlveda Schweiger, Jael; Jürgens, Patrick; Kost, Christoph; Gaafar, Nourelden
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2024 Synthesis and Characterization of Carbon-Based Heterogeneous Catalysts for Energy Release of Molecular Solar Thermal Energy Storage Materials
Magson, Lucien; Hölzel, Helen; Aslam, Adil S.; Henninger, Stefan; Munz, Gunther; Moth-Poulson, Kasper; Knäbbeler-Buß, Markus; Funes-Ardoiz, Ignacio; Sampedro, Diego
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Wasser-in-Öl-Dispersionen für Kälteanwendungen - Potentiale zur Kältespeicherung und -transport
Kick, Moritz; Gschwander, Stefan
Vortrag
Presentation
2024 Vor-Ort-Systeme im Fokus
Oberfeier, Paula; Kühnbach, Matthias; Surmann, Arne; Mehling, Hannah; Flemming, Sebastian; Timofeeva, Elena; Drechsler, Björn; Liesenhoff, Fabian; Pelka, Sabine; Selzam, Patrick; Dörre, Elias
Paper
2024 System Flexibility in the Context of Transition towards a Net-zero Sector-coupled Renewable Energy System - Case Study of Germany
Gaafar, Nourelden; Jürgens, Patrick; Sepúlveda Schweiger, Jael; Kost, Christoph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Photovoltaik: Schlüssel für eine nachhaltige und resiliente Energiebereitstellung
Bett, Andreas W.
Vortrag
Presentation
2024 Learnings aus einem Leuchtturmprojekt der Energiewende - EnStadt:Pfaff
Kucknat, Johanna; Lastrico, Raffaello; Gölz, Sebastian
Vortrag
Presentation
2024 Vor-Ort-Lösungen für die Energiewende
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2024 Flexibilität im deutschen Energiesystem bis 2045: Beitrag verschiedener Technologien auf dem Weg zur Klimaneutralität
Jürgens, Patrick; Sepúlveda Schweiger, Jael; Gaafar, Nourelden; Kost, Christoph
Studie
Study
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

This list has been generated from the publication platform Fraunhofer-Publica