Multikriterielle Optimierung: Auswirkungen von Recyclingpotentialen, kritischen Rohstoffen und Lieferkettenrisiken auf die Energiewende, Teilvorhaben: Rohstoffverfügbarkeit für die deutsche Energiewende - Angebot, Märkte, Versorgungsrisiken

Description: Die Energiewende ist rohstoffintensiv. Unser Hauptziel ist es zu untersuchen wie sich die Verfügbarkeit kritischer Rohstoffe - und deren Versorgungsrisiko sowie Recyclingpotenzial - auf mögliche Umsetzungspfade für die deutsche Energiewende auswirkt. Zu diesem Zweck werden die Rohstoffverfügbarkeiten sowie die Rohstoffanforderungen von Energietechnologien in ein Energiesystemmodell integriert, um aus Rohstoffbedarfssicht nicht realisierbare Pfade verwerfen und robuste Pfade identifizieren zu können. Genauer gesagt, wird der prospektive Lebenszyklus-Rohstoffbedarf in einem Modell für die Ausbauplanung explizit modelliert (endogenisiert). Es kann erwartet werden, dass die sich aus der Modellierung ergebenden Energiesysteme resilienter beispielsweise gegenüber gestörten Lieferketten sind, wenn die Verfügbarkeit kritischer Rohstoffe Modellentscheidungen beeinflusst. Dabei wird das Design des Energiesystems nicht nur auf die zu erwartenden Versorgungskosten, sondern im Zuge einer Mehrzieloptimierung auch bezüglich des Versorgungsrisikos und der Rohstoffkritikalität ausgelegt. Diese Aspekte sind von besonderer Relevanz, da Optimierungsmodelle demzufolge so weiterentwickelt werden, dass deren Zielfunktion erstmals das Zieldreieck der Energieversorgung aus Kosteneffizienz, Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit widerspiegelt. Um die Rechenlast einer solch komplexen Planungsaufgabe in einem angemessenen Rahmen zu halten, ist die Entwicklung einer intelligenten Methode zur Erforschung von Kompromisslösungen (Pareto-Fronten) ein zentraler Teil des Vorhabens. Weiterhin wird ein visuelles Analysewerkzeug entwickelt und angewendet, um Entscheidungsprozesse von Stakeholdern bei solch hochdimensionalen Problemen zu verbessern.

SupportProgram

Origins: /Bund/BGR /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Energiewende ? Rohstoffkritikalität ? Energieversorgung ? Kritischer Rohstoff ? Energiesystem ? Energietechnik ? Interessenvertreter ? Recyclingpotenzial ? Modellierung ? Rohstoffreserve ? Kosteneffizienz ? Entscheidungsprozess ? Lieferkette ?

Region: Niedersachsen

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Betreiber*in)
• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Hessisches Landesprüfungs- und Untersuchungsamt im Gesundheitswesen (Mitwirkende)
• Krebsregister Schleswig-Holstein (Mitwirkende)
• Lincoln University (Mitwirkende)
• P+B Neuss GmbH & Co. KG (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-09-01 - 2025-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Raw material availability for the German energy transition - supply, markets, supply risks
  Description: The energy transition is raw material intensive. Our main objective is to investigate how the availability of critical raw materials – and their supply risk and recycling potential – affects possible implementation paths for the German Energiewende. For this purpose, raw material availability as well as raw material requirements of energy technologies are integrated into an energy system model in order to discard paths that are not feasible from a raw material demand perspective and to identify robust paths. More specifically, prospective life-cycle resource requirements are explicitly modeled (endogenized) in an expansion planning model. Energy systems resulting from the modeling can be expected to be more resilient to, for example, disrupted supply chains when the availability of critical raw materials influences model decisions. In this context, the design of the energy system is not only based on expected supply costs, but also with respect to supply risk and commodity criticality in the course of multi-objective optimization. These aspects are of particular relevance, as optimization models are consequently further developed in such a way that their objective function for the first time reflects the energy supply target triangle of cost efficiency, supply security and sustainability. In order to keep the computational burden of such a complex planning task within reasonable limits, the development of an intelligent method to explore trade-off solutions (Pareto fronts) is a central part of the project. Furthermore, a visual analysis tool will be developed and applied to improve decision-making processes of stakeholders in such highly dimensional problems. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1129595

Status

Aktiv

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