EnergieForschung Saar (EnFoSaar)
Energie neu denken. Lösungen entwickeln. Zukunft gestalten

Das Projekt

Die Energiewelt verändert sich rasant und mit ihr die Herausforderungen, vor denen Unternehmen, Politik und Gesellschaft stehen. Moderne Energieforschung ist heute weit mehr als technische Entwicklung. Sie verbindet Ingenieurwissenschaften, Wirtschaft, Sozialwissenschaften und politische Rahmenbedingungen zu einem ganzheitlichen Verständnis.

Im Fokus der Forschungsarbeit des Konsortiums stehen insbesondere der Fachkräftemangel im Bereich der Energiewirtschaft. Diesem soll durch die Forschungsarbeit begegnet werden, indem wir zukünftige Fach- und Führungskräfte sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in diesem für das Saarland (über-)lebenswichtigen Kontext ausbilden. Dabei unterstützt die gemeinsame kongenialer wie komplementärer Forschungsexpertise der beiden Hochschulen htw saar und Universität des Saarlandes, IZES, DFKI, Fraunhofer IZFP und saarene, die schon heute und mit routinierter Historie einen signifikanten Beitrag zur Energie-relevanten Forschungslandschaft im Saarland trägt.

 

Die Forschungsarbeit basiert auf einer Verzahnung von 5 Kompetenzfeldern:

Multi-Energiesysteme (Kompetenzfeld 1), hier stehen sektorübergreifende Systemkopplung, KI-basierte Steuerungslogiken, digitale Zwillinge sowie thermische und elektrische Speicherintegration im Fokus.

Energie-Infrastrukturen (Kompetenzfeld 2), adressiert zentrale Herausforderungen der Energiewende auf Netz- und Materialebene – insbesondere im Hinblick auf die Transformation bestehender Infrastrukturen für eine künftige Wasserstoffwirtschaft.

Energie-Systemanalyse (Kompetenzfeld 3), analysiert robuste und resiliente Transformationspfade der Energiewende. Dabei werden immer die politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, sowie die potenziellen Geschäftsmodelle der Energiewirtschaft berücksichtigt.

Energiematerialien (Kompetenzfeld 4), forscht an nachhaltigen Energie- und Ressourcenkreisläufen.

Akzeptanz (Kompetenzfeld 5), beschäftigt sich mit der Akzeptanz und Einstellung der wichtigsten saarländischen Stakeholder gegenüber der Energiewende und den damit verbundenen Chancen und Herausforderungen.

 

Diese 5 Kompetenzfelder bilden zusammen die drei wesentlichen Teilbereiche der Energiewirtschaft auf Datenebene abbildet:

Energieproduktion (Kompetenzfeld 1), Energietransport, -speicherung und -verteilung (Kompetenzfeld 2) sowie Energiekonsumption (Kompetenzfeld 3). Diese Struktur wird ergänzt durch den Querschnittbereich der Energiematerialien (Kompetenzfeld 4) auf der physischen Ebene sowie durch ein weiteres übergeordnetes Kompetenzfeld (Kompetenzfeld 5), das die gesamte Governance des Projektes inklusiv Akzeptanzforschung und Dissemination verantwortet.

 

IZES im Projekt EnFoSaar

IZES bearbeitet gemeinsam mit der htw saar das Kompetenzfeld 3, wobei gemeinsam Energiesystemmodelle (weiter)entwickelt werden, sowohl auf Basis linearer Optimierung (htw saar) sowie exploratives Agentenmodell (izes & htw saar). Hierzu wird seitens IZES das agentenbasierte Energiesystemmodell AMoRE (Agent based Model for Renewable Enrgies) weiterentwickelt, um künftig Entscheidern in Unternehmen, Kommunen und Politik in strategischen Fragestellungen zu unterstützen. Energiesystemmodelle können Sensitivitäten von ökonomischen und (geo-)politischen Entscheidungen bzw. Entwicklungen abbilden, womit sie die Robustheit unternehmerischer ober politischer Entscheidungen testen. Gerade agentenbasierte Modelle sind dazu geeignet die Wirkung aktueller Rahmenbedingungen in die Zukunft zu projizieren.

Im Zuge der Transformation der Energiewirtschaft werden Haushalte von reinen Energiekonsumenten zu Produzenten, die Sektoren Wärme und Verkehr werden durch die

Elektrifizierung mit dem Stromsektor gekoppelt. Auch die Industrie stellt auf Stromnutzung um oder wird Wasserstoff und Kohlenstoff in Prozessen nutzen, in denen es notwendig ist. Vor diesem Hintergrund untersucht das Kompetenzfeld Energie-Systemanalyse die unterschiedlichen Verbrauchergruppen und Energiesektoren in einer integrierten Gesamtsystembetrachtung mit dem Ziel der Ermittlung erfolgreicher und robuster Transformationspfade. Die Energie-Systemanalyse fokussiert dabei auf ein effizientes und wirtschaftliches Energiesystem unter den Prämissen der Nachhaltigkeit und Sicherheit. Es werden die effizientesten und unter gegebenen politischen

Rahmenbedingungen umsetzbaren Transformationspfade ermittelt. Die politischen Maßnahmen und Rahmenbedingungen (Marktdesign, Förderung, Steuern, Umlagen, etc.) müssen auf Ihre Wirksamkeit in Bezug zu den Investitionen der sehr heterogenen Akteurslandschaft untersucht werden. Die Wirksamkeit der Rahmenbedingungen misst sich dabei an der erreichten Transformationstiefe des Energiesystems, den damit verbundenen Treibhausgasreduktionspotenzialen und der ökonomischen Situation der Akteure. Dieses komplexe sozio-technisch-ökonomische System wird mit Hilfe eines zu entwickelnden agentenbasierten Modells abgebildet und untersucht. Dabei wird analysiert, wie Investitionen und der Betrieb von Verbrauchs- und Erzeugungsanlagen (inklusive Flexibilitäten und Speicher) und damit deren

Wirtschaftlichkeit sowie die Systemdienlichkeit unter Berücksichtigung von betrachteten Rahmenbedingungen ausfällt. Die Integration von verhaltensökonomischen Theorien, Unsicherheiten und Lernalgorithmen in das Modell bietet dabei Erkenntnisse über den  konventionellen Ansatz des Homo-Öconomicus hinaus und macht u.a. nicht-technische Hindernisse bei der Umsetzung der Energiewende sichtbar.

Die Langzeitwirkung der betrachteten (und teils im Projekt weiterentwickelten) Technologien können mittels Multikriterienanalysen untersucht werden und der Rohstoff- und Energieverbrauch sowie die Umweltwirkungen in den Modellen berücksichtigt werden. Die Modelle erlauben die Betrachtung von Entwicklungen, die zu irreversiblen

Kosten (Sunk Cost) führen können und die Analyse, welche regulatorischen Anpassungen diese  verhindern könnten. Da auch weiterhin Kohlenstoff in der Industrie benötigt wird, sollen im Kompetenzfeld Energie-Systemanalyse das Potenzial langfristiger Kohlenstoff-Quellen und -Abnehmer untersucht und Handelsmengen für Kohlenstoff ermittelt werden.

Das Kompetenzfeld 3 nutzt dazu Daten der Kompetenzfelder Multi-Energiesysteme, Energie[1]Infrastrukturen und Energiematerialien. Daten zu Flexibilitätspotenzialen, optimalen Anlagenbetrieb und ähnliches dienen dabei als Input für die Computermodelle. Zur Evaluation der ermittelten Transformationspfade werden Szenarios – auch in Zusammenarbeit mit Kompetenzfeld 5 – erstellt, die sowohl erwartbare Entwicklungen als auch unerwartete (extrem) Ereignisse widerspiegeln. Die Szenarios werden in den Modellen simuliert und erlauben eine Bewertung der Transformationspfade hinsichtlich deren Resilienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit.

 

EnFoSaar Jahrestagung

Als zentrale Plattform für Wissenstransfer, Vernetzung und den Dialog zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik veranstaltet das Konsortium jährlich eine Tagung. Im Mittelpunkt stehen aktuelle Herausforderungen und Lösungsansätze der Energiewende und hierin der industriellen Transformation sowie deren Bedeutung für Wettbewerbsfähigkeit. Der jährlich wiederkehrende Tagung bringt wissenschaftliche Erkenntnisse, industrielle Praxiserfahrungen und politische Strategien zusammen und schafft Raum für neue Kooperationen und konkrete Transferansätze.

Informationen zur 1. Jahrestagung EnFoSaar: https://izes.eu/events/jahrestagung-enfosaar-am-21-oktober-2026/

 

Interesse an einer Zusammenarbeit?

Unternehmen können konkrete Herausforderungen der Energiewende sowie Themen der Energieeffizienz in das Projekt einbringen und gemeinsam mit EnFoSaar mögliche Use Cases und Forschungsansätze entwickeln.

Projektleitung EnFoSaar im IZES:

Juri Horst & Prof. Dr. Marc Deissenroth-Uhrig

horst@izes.de

Projekthomepage: https://enfosaar.de/

 

Laufzeit: 01.02.2025 – 31.01.2031

Partner: Universität des Saarlandes, htw saar, dfki

Fördermittelgeber: Ministerium für Finanzen und Wissenschaft