OPTIMA – Open Toolbox for Modeling and Integration of dynamic-recursive MGA in Energy System Models

Kurzbeschreibung

Die Transformation des Energiesystems erfordert langfristige Entscheidungen unter hoher Unsicherheit. Energiesystemmodelle werden häufig genutzt, um mögliche Entwicklungspfade zu analysieren, liefern jedoch meist nur eine einzelne kostenoptimale Lösung. In der Praxis existieren oft mehrere nahezu gleich gute Handlungsoptionen, die sich hinsichtlich Technologiemix, Infrastrukturbedarf, Kosten, Resilienz oder Umsetzbarkeit unterscheiden.

Das Forschungsprojekt OPTIMA entwickelt neue Methoden, um diese Alternativen systematisch sichtbar und für Entscheidungsträger nutzbar zu machen. Hierzu wird der Ansatz „Modeling to Generate Alternatives“ (MGA) erstmals mit dynamisch-rekursiven Energiesystemmodellen kombiniert. Dadurch können alternative Transformationspfade über mehrere Jahrzehnte hinweg analysiert und Pfadabhängigkeiten sowie mögliche Lock-in-Effekte berücksichtigt werden.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Reduktion der Komplexität großer Alternativenmengen. Mithilfe datengetriebener und partizipativer Verfahren werden viele Modelllösungen zu wenigen gut interpretierbaren Pfad-Archetypen verdichtet. Praxispartner werden dabei aktiv in die Entwicklung von Kriterien und Nebenbedingungen eingebunden, um die Anwendbarkeit der Ergebnisse für reale Planungs- und Entscheidungsprozesse sicherzustellen.

Die entwickelten Methoden werden als Open-Source-Toolbox bereitgestellt und in mehreren Fallstudien demonstriert. Diese reichen von europäischen Transformationspfaden über die kommunale Wärmeplanung bis hin zu Infrastruktur- und Campusanwendungen. Ziel ist es, Transparenz über Zielkonflikte und Handlungsspielräume zu schaffen und damit robuste Entscheidungen für die Energiewende zu unterstützen.

Forschungspartner

• FernUniversität in Hagen (Koordination)
• Ruhr-Universität Bochum (RUB)
• Technische Universität Berlin (TU Berlin)
• Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln (EWI)

Praxispartner

• Bundesnetzagentur und Übertragungsnetzbetreiber (50Hertz, Amprion, TenneT, TransnetBW)
• Energie- und Wärmeverbände (BDEW, VKU, AGFW, KWW)
• Kommunale und regionale Praxispartner (u. a. Ruhr-Universität Bochum – Dezernat Bau- und Gebäudemanagement, Unique Wärme, Ingenieurbüro GROSS)

Laufzeit

2026–2029 (36 Monate)

Gefördert durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) im Rahmen des 8. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung.