vgbe energy journal 11 (2022) - International Journal for Generation and Storage of Electricity and Heat

Future Energy Systems
4 Summary
This meta-analysis of 40 studies aims to
identify current trends in energy system
studies. The focus is on topics such as the assumed
developments of system parameters
for the period 2030 to 2050 and an analysis
of the influence of the scenario definition on
the results. The government’s updated targets
are much more in line with the assumptions
and calculations of current studies
than they were a few years ago. The reason
for this is, on the one hand, the topicality
and presence of the issues in the population
and thus the increasing pressure on politics.
Additionally, the database on which policymakers
can base their decisions is also growing
steadily.
In summary, the analysis of the results and
assumptions of current system studies shows
that achieving the climate targets is technically
possible. In this context, the studies
identify several paths that enable the climate
neutrality of the German energy system.
Regardless of the study, the focus is always
on electricity generation via renewable
energies. However, ambitious decisions are
still required, particularly regarding the mobility,
heat and industry sectors, in order to
initiate the transformation. This includes an
increasing demand for synthetic energy carriers
in these sectors. Conventional power
plants will continue to be used for the transformation
path. Initially natural gas-fired, in
the later course based on power-to-X products.
In particular, the need for power-to-X
applications and the direct electrification of
technologies that today are still fossil-based
will cause a sharp increase in Germany’s
electricity demand. This is also the biggest
difference to older studies, in which an almost
constant demand for electrical energy
was assumed for the coming decades.
The definition of the scenarios has a major
influence on the results, whereby the definition
must be equated with the respective assumptions
and boundary conditions. Especially
the level of ambition and societal acceptance
play a major role. Without society
backing political decisions, the shift towards
climate neutrality will not succeed. Likewise,
model boundary conditions that are as
open to results as possible should be chosen.
Energy system studies were and still are abstractions
of reality. Due to the complexity
of the energy system, no change in this direction
is expected in the foreseeable future.
Nevertheless, topics such as the influence of
extreme events, life cycle assessment or simplifications
of the grid representation should
be considered in more detail. Similarly, only
in very few cases the required installed capacity
is considered beyond pure demand
response, for example control power or cold
start capability. In addition, the need for
meta-analyses is increasing, particularly due
to the sharp rise in the number of studies on
a wide range of topics. Especially the focus
on the transformation of the industrial sector
or the general applications of synthetic
energy carriers and storage systems needs
further investigation.
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