energieumwandlung - KIT - Zentrum Energie

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TOPIC 7: ENERGIESYSTEMANALYSE Düsseldorf bei Nacht: Die Energiesysteme einer Großstadt sind vielfältig miteinander verknüpft. 40 DAS GANZE IM BLICK Energiesysteme sind untereinander vielfältig verknüpft und stehen in Wechselwirkung mit technischen, sozialen und ökonomischen Entwicklungen. Das Ganze im Blick zu behalten ist unabdinglich, um Zusammenhänge zu verstehen und Konzepte für die Zukunft zu entwickeln. Daher verfolgt die Energiesystemanalyse am KIT interdisziplinäre Ansätze.
Die Nachfrage nach Energie steigt, die fossilen Ressourcen sind begrenzt, das Klima wandelt sich – wie kann der Energiemix der Zukunft aussehen? Über die Forschung zu spezifischen Technologien und einzelnen Technologiefeldern hinaus befassen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am KIT-Zentrum Energie mit Gesamtsystemfragen. Die Analyse von Energiesystemen in ihrer Gesamtheit und unter wechselseitigen Einflüssen dient zum einen dazu, einen langfristigen Rahmen zu erarbeiten und stetig fortzuentwickeln, an dem sich die weitere Ausrichtung der im KIT-Zentrum Energie behandelten Themen orientiert. Zum anderen geht es darum, Modelle und Konzepte für die Energieversorgung der Zukunft zu entwickeln. In beiden Zielen inbegriffen ist das Anliegen, einen Beitrag zur gesellschaftlichen Meinungsbildung zu leisten. Wie der Energiemix der Zukunft aussehen kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören einerseits Entwicklungen in der Energietechnik selbst, aber auch in Schlüsseltechnologien wie beispielsweise Materialforschung und Nanowissenschaft, andererseits natürliche Bedingungen wie die Endlichkeit fossiler Energien und der Klimawandel. Weiterhin sind gesellschaftliche Größen wie demografischer Wandel, aufholende Entwicklung in Entwicklungs- und Schwellenländern und die Forderung nach Nachhaltigkeit einzubeziehen. Schließlich kommt auch den politischen und ökonomischen Rahmengegebenheiten wesentliche Bedeutung zu, besonders den Bedingungen, unter denen technische Innovationen sich in den Märkten umsetzen lassen. Interdisziplinäre Ansätze Eine solch komplexe Thematik erfordert interdisziplinäre Ansätze. Das KIT- Zentrum Energie bringt daher technik-, natur-, sozial- und wirtschaftswissenschaftliche Kompetenzen systematisch zusammen. So fließen Sachwissen aus verschiedenen Disziplinen und methodische Kenntnisse zur Modellierung in die Energiesystemanalyse ein. Dieses Topic Systemanalyse Ein System besteht aus in eine Struktur gefügten Elementen, die aufeinander bezogen sind und wechselseitig aufeinander wirken. Jedes System lässt sich als Einheit betrachten, ist von seiner Umwelt abgegrenzt und tauscht sich zugleich mit dieser aus. Es zeichnet sich durch Kontinuität und Stabilität, aber auch durch Dynamik aus. Systemanalyse verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz. Dabei konstruiert der Untersuchende ein Modell des Systems, indem er die relevanten Elemente und Beziehungen auswählt und damit ein abstrahiertes Abbild der Wirklichkeit schafft. Anhand eines solchen Modells lassen sich Aussagen über vergangene und zukünftige Entwicklungen des Systems in bestimmten Szenarien treffen. steht in ständigem Austausch mit den anderen Topics im KIT-Zentrum Energie. Spezielle Task Forces mit Vertretern der jeweils betroffenen Topics erarbeiten gesichertes Wissen über Potenziale einzelner Techniklinien und spezifische Energiezukünfte. Zudem besitzt das Topic „Energiesystemanalyse“ einen besonders engen Bezug zum Forschungsfeld „Energie und Gesellschaft“. Energiesystemanalyse erstreckt sich auf übergreifende Aspekte entlang der ganzen Kette der Erschließung, Umwandlung, Speicherung, Verteilung und Nutzung von Energie. Die Wissenschaftler des KIT betrachten Energiesysteme in ihrer Gesamtheit und in ihren Wechselwirkungen mit anderen Bereichen wie Rohstoffwirtschaft, Bauwesen, Industrie und Verkehr. Sie entwickeln Modelle von Energiesystemen und koppeln sie an mesoskalige Modelle von atmosphärischen Prozessen wie auch an makroökonomische Modelle, das heißt Abbildungen von gesamtwirtschaftlichen Zusammenhängen. Auch untersuchen sie die Wechselwirkungen von Energiesystemen mit Megatrends wie Digitalisierung oder Globalisierung. Zusätzlich berücksichtigen sie Sektoren wie Industrie und Verkehr hinsichtlich der CO 2 -Minderungsziele, der Reduzierung sonstiger Treibhausgase und der Schadstoffverringerung. Sie untersuchen und bewerten Konzepte zum Nachfragemanagement und ihre Auswirkungen auf Stabilität der Energiesysteme, Versorgungssicherheit und Preise. Die Interregionaler Stromaustausch im europäischen Energiesystem: Dieser ist seit der Liberalisierung der Energiemärkte signifikant angestiegen. 41
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