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. 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

Potential Analyses of Energy Technologies

Resources Evaluation for the Energy Transformation

Economic and Social Analyses on Energy Technologies

Business Models, Flexibility and Marketing

Energy System Models 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

 

C/sells

Large-Scale Showcase in the 'Solar Arch' in Southern Germany

 

Kopernikus-Ariadne

Evidence-Based Assessment to Map Out the German Energy Transformation

Current Publications on the Topic "Energy System Analysis"

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2024 Feeling the breeze? Ventilation practices and occupant requirements for mechanical ventilation in residential buildings
Berneiser, Jessica; Auerswald, Sven; Maier, Diana; Gölz, Sebastian; Carbonare, Nicolas; Pflug, Thibault
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Analyse des Gebäudesektors im Zweijahresgutachten des Expertenrat für Klimafragen (ERK)
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 How reduction of energy demand can help to reach or reinforce German mitigation targets
Jürgens, Patrick; Brandes, Julian; Kaiser, Markus; Senkpiel, Charlotte; Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2023 Ressourcen für die Energiewende - Status quo der Energiesystemmodellierung
Senkpiel, Charlotte; Gervais, Estelle; Zapp, Petra
Vortrag
Presentation
2023 Energy sovereignty in the German transformation pathways of the energy system by 2030 and 2045
Kost, Christoph; Kaiser, Markus; Brandes, Julian; Senkpiel, Charlotte; Jürgens, Patrick
Vortrag
Presentation
2023 Eckpunkte der Entwicklung des Energiesystems und eine mögliche Rolle der Kernfusion
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Grüne Wärmetransformation - Anforderungen und Technologien
Herkel, Sebastian
Vortrag
Presentation
2023 Szenarien für ein klimaneutrales Deutschland
Ragwitz, Mario; Weidlich, Anke; Biermann, Dirk; Brandes, Julian; Brown, Tom; Burghardt, Célia; Dütschke, Elisabeth; Erlach, Berit; Fuss, Sabine; Geden, Oliver; Gierds, Jörn; Jochem, Patrick; Herrmann, Ulrike; Fischedick, Manfred; Kost, Christoph; Luderer, Gunnar; Schäfer, Mirko; Wiese, Frauke; Neuhoff, Karsten; Wagemann, Kurt; Winkler, Jenny; Zachmann, Bastian; Zheng, Lin
Studie
Study
2023 Die Energy-Charts als Instrument zur Flexibilisierung des Stromverbrauchs
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2023 Pathways to a Climate-Neutral Energy System - The energy transition and the need for storage
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2023 Power-to-X Country Analyses. Site-specific, Comparative Analysis for Suitable Power-to-X Pathways and Products in Developing and Emerging Countries
Hank, Christoph; Holst, Marius; Thelen, Connor; Kost, Christoph; Längle, Sven; Schaadt, Achim; Smolinka, Tom
Studie
Study
2023 Flexibilität durch Batterien, Elektrolyse und Stromaustausch in 2030 und 2045. Systemstudie im Rahmen des Kopernikus-Ariadne Projektes
Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2023 Hydrogen in the German heating sector - An opportunity? Lessons from a bottom-up study on path options for an efficient and socially acceptable decarbonisation
Fuchs, Nicolas; Thomsen, Jessica; Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2023 Wake-Up-Call: Europäische Energy-Charts - Situation in D-A-CH & Frankreich, Italien - Einfluss der Nachbarländer (gegenseitige Wechselwirkung)
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2023 Energy policy scenarios for the German transformation pathways of the energy system by 2030 and 2045. A model analysis with the energy system model REMod
Kost, Christoph; Kaiser, Markus; Brandes, Julian; Jürgens, Patrick; Senkpiel, Charlotte
Vortrag
Presentation
2023 Development of the Future Energy System and a Possible Role of Nuclear Fusion
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Energiesicherheit und klimaneutrale Energiesysteme
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Das Python-Package pyam: Szenario-Analyse, Datenvisualisierung und Schnittstelle zwischen Modellen mit einheitlichem Dateiformat
Jürgens, Patrick
Vortrag
Presentation
2023 Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem: Die deutsche Energiewende im Kontext gesellschaftlicher Verhaltensweisen
Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2023 24/7 Erneuerbare Energieversorgung als Lösung
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Auf dem Weg in eine klimaneutrale Energieversorgung - Transformationspfade für die deutsche Energiewende
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Transformation of Germany’s energy system in the context of the EU Green Deal targets
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Die deutsche Energiewende: Historische Entwicklung, Szenarien bis 2045 und Auswirkungen auf die Schweiz
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2023 Eine Bestandsaufnahme zur Energiewende
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2023 Klimaneutrale Unternehmen. Teil 1: Überblick zu freiwilligen Initiativen und Aktivitäten zur Treibhausgasneutralität auf unterstaatlicher Ebene
Riedel, Franziska Sophie; Fornefeld, Felicitas; Kost, Christoph; Gorbach, Gregor; Thomsen, Jessica
Bericht
Report
2023 Integrated Water, Energy and Food Systems for economic development - learnings from an agrivoltaics project in Mali and The Gambia
Gölz, Sebastian; Berneiser, Jessica; Hanifa, Noman Abu; Bingwa, Brendon; Cheo, Emmanuel; Royes, Álvaro; Adelhardt, Nora
Vortrag
Presentation
2023 Erkenntnisse und Folgerungen aus der Energiesystem-Analyse
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Flexibilities in a sector coupled, net-zero energy system
Jürgens, Patrick; Sepúlveda Schweiger, Jael; Gaafar, Nourelden; Kaiser, Markus; Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2023 Gesamtwirtschaftliche Wirkung der Energiewende. Modellbasierte Analyse möglicher Transformationspfade hin zu Klimaneutralität
Sievers, Luisa; Grimm, Anna; Siegle, Jonathan; Fahl, Ulrich; Kaiser, Markus; Pietzcker, Robert; Rehfeldt, Matthias
Bericht
Report
2023 The need for fresh air: Is there a (mis-)match between the technical and user requirements for mechanical ventilation systems in residential buildings?
Berneiser, Jessica; Maier, Diana; Auerswald, Sven; Gölz, Sebastian
Vortrag
Presentation
2023 Erschließung von freiwilliger Endkundenflexibilität über Informationen - aus Erzeugungssicht. Stromampel der Energy-Charts
Probst, Leonhard
Vortrag
Presentation
2023 Expertenrat für Klimafragen - Aufgaben und Ergebnisse aus der Arbeit
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2023 Risk assessment of an agrivoltaic community project in Gambia
Berneiser, Jessica; Adelhardt, Nora
Vortrag
Presentation
2022 Smart mobile vaccination pickup for sustainable improvement of medical care and smart pandemic control in Southern Africa
Stortz, Felix; Went, Joachim; Koschikowski, Joachim; Maruf, Md Nasimul Islam; Schäfer, Lothar; Neumann, Frank; Lotz, Bryan; Beckett, Marc; Hamann, Maike
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Potentiale und Rahmenbedingungen für den Ausbau des Prosuming
Claussner, Michael; Huneke, Fabian; Brinkhaus, Matthis; Peper, Dominik; Kost, Christoph; Fluri, Verena
Studie
Study
2022 Electricity Trading in Local Sector-coupled Energy Communities
Wanapinit, Natapon; Tutte, Max; Thomsen, Jessica
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Quo vadis Erneuerbare Energien
Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2022 Insights from the German modeling project ARIADNE: Scenarios and pathways for Germany on its way to climate neutrality in 2045
Kost, Christoph; Luderer, Gunnar; Günther, Claudia
Vortrag
Presentation
2022 Comparing the Energy System of a Facility with Uncertainty about Future Internal Carbon Prices and Energy Carrier Costs Using Deterministic Optimisation and Two-Stage Stochastic Programming
Gorbach, Oliver Gregor; Thomsen, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Deutschland auf dem Weg aus der Gaskrise: Wie sich Klimaschutz und Energiesouveränität vereinen lassen
Luderer, Gunnar; Bartels, Frederike; Blesl, Markus; Burkhardt, Alexander; Edenhofer, Ottmar; Fahl, Ulrich; Gillich, Annika; Herbst, Andrea; Hufendiek, Kai; Kaiser, Markus; Kittel, Lena; Koller, Florian; Kost, Christoph; Seibert, Dennis; Rehfeldt, Matthias; Pietzcker, Robert; Schreyer, Felix; Sievers, Luisa
Bericht
Report
2022 Willingness to invest in PV homestorage systems - a representative study of German homeowners
Berneiser, Jessica; Senkpiel, Charlotte; Fluri, Verena; Steingrube, Annette
Vortrag
Presentation
2022 Auf dem Weg in eine klimaneutrale Energieversorgung - Transformationspfade für die deutsche Energiewende
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2022 Der Gebäudesektor im Kontext der Energie- und Klimapolitik
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2022 Pathways to climate neutrality 2045 of the German energy system
Brandes, Julian; Haun, Markus; Jürgens, Patrick; Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2022 Review of Internal Carbon Pricing and the Development of a Decision Process for the Identification of Promising Internal Pricing Methods for an Organisation
Gorbach, Gregor; Kost, Christoph; Pickett, C.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Dekarbonisierung der Industrie - Treiber, Hemmnisse und Handlungsoptionen
Riedel, Franziska Sophie; Vogel, Moritz; Berneiser, Jessica; Kucknat, Johanna
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Role of PV for Europe’s Solar Targets
Wittwer, Christof; Kost, Christoph; Brandes, Julian
Vortrag
Presentation
2022 Find the balance: How do electricity tariffs incentivize different system services from demand response?
Wanapinit, Natapon; Thomsen, Jessica; Weidlich, Anke
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Vorstellung Zweijahresgutachten. Expertenrat für Klimafragen (ERK)
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2022 Evaluation des Projekts "WEG der Zukunft"
Berneiser, Jessica; Langer, Maximilian; Ruppert, Nina; Meyer, Robert; Triebel, Marc-André; Gölz, Sebastian
Bericht
Report
2022 Give Up Flights? Psychological Predictors of Intentions and Policy Support to Reduce Air Travel
Berneiser, Jessica; Becker, Annalena; Loy, Laura
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Bottom-Up Studie zu Pfadoptionen einer effizienten und sozialverträglichen Dekarbonisierung des Wärmesektors. Endbericht
Thomsen, Jessica; Fuchs, Nicolas; Meyer, Robert; Wanapinit, Natapon; Ulffers, Jan; Bavia Bampi, Bruno; Lohmeier, Daniel Jan; Prade, Erik; Gorbach, Gregor; Sanina, Natalia; Engelmann, Peter; Herkel, Sebastian; Kost, Christoph; Braun, Martin; Lenz, Matthias
Studie
Study
2022 Beyond good faith: Why evidence-based policy is necessary to decarbonize buildings cost-effectively in Germany
Singhal, Puja; Pahle, Michael; Kalkuhl, Matthias; Levesque, Antoine; Sommer, Stephan; Berneiser, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Energietechnologien der Zukunft - mit Technologiesouveränität zur Energiesouveränität
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2022 Why Rooftops are Key for Europe’s Solar Targets
Wittwer, Christof; Kost, Christoph; Brandes, Julian
Vortrag
Presentation
2022 Photovoltaik- und Batteriespeicherzubau in Deutschland in Zahlen - Auswertung des Markstammdatenregisters
Peper, Dominik; Längle, Sven; Muhr, Melissa Christine; Reuther, Tobias
Bericht
Report
2022 BAT4CPP - Batteriespeicher an ehemaligen Kraftwerksstandorten
Wille-Haußmann, Bernhard; Biener, Wolfgang; Brandes, Julian; Fluri, Verena; Wittwer, Christof
Studie
Study
2022 Die Attraktivität von Nachtzügen als Alternative zum Fliegen - Ergebnisse einer repräsentativen Befragung der deutschen Bevölkerung
Berneiser, Jessica; Senkpiel, Charlotte; Gölz, Sebastian
Vortrag
Presentation
2022 Tripling land use in West Africa
Berneiser, Jessica; Bingwa, Brendon
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Modelling Germany's energy transition within a 1.5°C-CO2-budget
Jürgens, Patrick; Brandes, Julian; Kaiser, Markus; Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2022 Stromstudie für die Metropolregion Rhein-Neckar
Längle, Sven; Peper, Dominik; Xu-Sigurdsson, Bin; Kost, Christoph
Studie
Study
2022 Langfristige Energieszenarien: Versorgungssicherheit und höhere Erdgaspreise
Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2022 Auf dem Weg zum Energiesystem Deutschland 2045 - Technologien, Systemfragen, Transformationspfade
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2022 Integrating flexibility provision into operation planning: A generic framework to assess potentials and bid prices of end-users
Wanapinit, Natapon; Thomsen, Jessica; Weidlich, Anke
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Regionale Sozialverträglichkeit von Agri-PV im Obstbau - Ergebnisse einer Akzeptanzbefragung
Gölz, Sebastian; Larisch, Franziska
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Decarbonizing industrial small and medium enterprises: Novel solutions to the challenges
Thomsen, Jessica; Wanapinit, Natapon; Fuchs, Nicolas; Gorbach, Gregor
Vortrag
Presentation
2022 The Impact of Energy Security on a German Energy System by 2030 and 2045 and the Role of Heat Pumps
Kost, Christoph; Kaiser, Markus; Brandes, Julian; Jürgens, Patrick
Vortrag
Presentation
2022 Flexibility Capacities and Contributions in the Future German Energy System
Kaiser, Markus; Jürgens, Patrick; Wrede, Daniel; Brandes, Julian; Kost, Christoph
Vortrag
Presentation
2021 Auf dem Weg in eine klimaneutrale Energieversorgung. Transformationspfade für die deutsche Energiewende und Umsetzung im städtischen Umfeld
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2021 Open-source simulation of the long-term diffusion of alternative passenger cars on the basis of investment decisions of private persons
Senkpiel, Charlotte; Berneiser, Jessica; Baumann, D.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Systemic Challenges of Germany's Heat Transition - a Measure and Policy Roadmap for a Climate Neutral Building Stock
Köhler, B.; Bürger, Veit; Meyer, Robert; Engelmann, Peter; Sterchele, Philip; Heilig, J.; Berneiser, Jessica; Sandrock, M.; Braungardt, Simon; Hesse, T.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Wege zu einem Klimaneutralen Energiesystem. Die deutsche Energiewende im Kontext gesellschaftlicher Verhaltensweisen
Brandes, Julian; Haun, Markus; Wrede, Daniel; Jürgens, Patrick; Kost, Christoph; Henning, Hans-Martin
Studie
Study
2021 A Strategy to Increase the Resource Efficiency of Renewable Energy Technologies
Henning, Hans-Martin; Shammugam, Shivenes; Gervais, Estelle; Schlegl, Thomas
Aufsatz in Buch
Book Article
2021 Wege zu einem klimaneutralen Energiesystem 2045
Burger, Bruno
Vortrag
Presentation
2021 Getting Prices for Prosumers Right? Incentivizing Investment and Operation of Small-scale PV-Battery Storage Systems Through Prices, Charges and Levies
Thomsen, Jessica; Weber, C.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 A method of optimizing and spatially distributing heating systems by coupling an urban energy simulation platform and an energy system model
Steingrube, Annette; Bao, K.; Wieland, Stefan; Lalama, A.; Kabiro, P.; Coors, V.; Schröter, B.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Fach- und Rechtsgutachten zur Photovoltaikpflicht in Baden-Württemberg
Longo, Fabio; Stryi-Hipp, Gerhard
Bericht
Report
2021 Wege zur Erreichung eines klimaneutralen Gebäudebestandes 2050
Steinbach, Jan; Deurer, Jana; Senkpiel, Charlotte; Brandes, Julian; Heilig, Judith; Berneiser, Jessica; Kost, Christoph
Studie
Study
2021 Wärmewende im Kontext des integrierten Energiesystems
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2021 Energiewende und Klimaschutz. Wo stehen wir und was ist noch zu tun?
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2021 Maßnahmen und Instrumente für eine ambitionierte, klimafreundliche und sozialverträgliche Wärmewende im Gebäudesektor. Tl.1: Analyse der Herausforderungen und Instrumente im Gebäudesektor
Berneiser, Jessica; Burkhardt, Alexander; Henger, Ralph; Köhler, Benjamin; Meyer, Robert; Sommer, Stephan; Yilmaz, Yasin; Kost, Christoph; Herkel, Sebastian
Bericht
Report
2021 Lösungsansätze für einen klimaneutralen Gebäudesektor
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2021 Modeling of Persistence, Non-acceptance and Sufficiency in Long-term Energy Scenarios for Germany
Kost, Christoph; Brandes, Julian; Senkpiel, Charlotte; Sterchele, Philip; Wrede, Daniel; Henning, Hans-Martin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Impact of Internal Carbon Prices on the Energy System of an Organisation's Facilities in Germany, Japan and the United Kingdom Compared to Potential External Carbon Prices
Gorbach, Gregor; Saad Hussein, Noha; Thomsen, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 The role of norms and collective efficacy for the importance of techno-economic vehicle attributes in Germany
Berneiser, Jessica; Senkpiel, Charlotte; Steingrube, Annette; Gölz, Sebastian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Raw Material Needs for the Large-Scale Deployment of Photovoltaics - Effects of Innovation-Driven Roadmaps on Material constraints until 2050
Gervais, Estelle; Shammugam, Shivenes; Friedrich, Lorenz; Schlegl, Thomas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Photovoltaikzubau in Deutschland in Zahlen - Auswertung des Markstammdatenregisters und der EEG-Anlagenstammdaten
Peper, Dominik; Längle, Sven; Kost, Christoph
Bericht
Report
2021 Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien
Kost, Christoph; Shammugam, Shivenes; Fluri, Verena; Peper, Dominik; Davoodi Memar, Aschkan; Schlegl, Thomas
Studie
Study
2021 Auf dem Weg zu hochgradig erneuerbar versorgten Gebäuden und Quartieren
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2021 Pathways to a Climate-Neutral Energy System - The German Energy Transition and the Need for Energy Storage
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2021 Effect of the Foresight Horizon on Computation Time and Results using a Regional Energy Systems Optimization Model
Thomsen, Jessica; Saad Hussein, Noha; Dolderer, A.; Kost, Christoph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Energiewendeszenarien - Technologisch-ökonomische Bewertung des Gesamtsystems
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2021 Synergies Between Renewable Energy and Flexibility Investments: A Case of a Medium-Sized Industry
Wanapinit, Natapon; Thomsen, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Food industry case study on the influence of CO2 pricing on the decarbonization and investment strategies into energy supply technologies
Fuchs, N.; Thomsen, Jessica
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Elektronen und Moleküle. Die Energiewende im Spannungsfeld zwischen Elektrifizierung und stofflichen Energieträgern
Henning, Hans-Martin
Vortrag
Presentation
2021 Give up Flights? The Effect of Justice Concerns on individual air Travel Intentions and Policy Support
Berneiser, Jessica; Becker, A.
Vortrag
Presentation
2021 An MILP Model for Evaluating the Optimal Operation and Flexibility Potential of End-Users
Wanapinit, Natapon; Thomsen, Jessica; Kost, Christoph; Weidlich, A.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 What we can learn from behavioral science for developing agrivoltaics in Mali and the Gambia
Berneiser, Jessica
Vortrag
Presentation
2021 Key Features of Climate-Neutral Energy Systems for Municipalities in Different Climate Zones
Stryi-Hipp, Gerhard; Steingrube, Annette; Triebel, M.-A.; Albert-Seifried, Vicky Bo Ki
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Multidimensional Criticality Assessment of Metal Requirements for Lithium-ion Batteries in Electric Vehicles and Stationary Storage Applications in Germany by 2050
Bongartz, L.; Shammugam, Shivenes; Gervais, Estelle; Schlegl, Thomas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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