Über Uns
Der Transformation Tracker wird im Kopernikus-Projekt Ariadne innerhalb des Forschungsclusters „Systemanalyse” entwickelt.
Koordinierende Hauptautorinnen & -autoren: Frederike Bartels (PIK), Cornelia Auer (PIK), Falk Benke (PIK), Gunnar Luderer (PIK), Dominika Soergel (PIK).
Mitwirkende Autorinnen und & -autoren: Alexander Burkhardt (Uni Stuttgart), Julian Brandes (Fraunhofer ISE), Uli Fahl (Uni Stuttgart), Annika Gillich (Uni Stuttgart), Robin Hasse (PIK), Andrea Herbst (Fraunhofer ISI), Johanna Hoppe (PIK), Markus Kaiser (Fraunhofer ISE), Florian Koller (DLR), Christoph Kost (Fraunhofer ISE), Hannah Nolte (Fraunhofer ISE), Robert Pietzcker (PIK), Matthias Rehfeldt (Fraunhofer ISI), Felix Schreyer (PIK), Dennis Seibert (DLR), Charlotte Senkpiel (Fraunhofer ISE), Pascal Weigmann (PIK) und viele weitere Forschende des Kopernikus-Projekts Ariadne.
Visualisierung, Entwicklung & Webdesign: Jonas Parnow und Flavio Gortana.
Danksagung
Besonderer Dank gilt allen Testerinnen und Testern (aus dem Ariadne-Konsortium sowie aus Politik, Verbänden, Industrie und Presse), die mit ihrem detaillierten und sehr wertvollen Feedback zum Feinschliff der Webseite beigetragen haben.
Ebenso bedanken wir uns bei Wolf-Peter Schill und Alexander Roth, die das Schwesterprojekt Open Energy Tracker und den Ampelmonitor Energiewende am DIW entwickeln, und uns mit Rat und Inspiration zur Seite stehen.
Das Kopernikus-Projekt Ariadne
Im Konsortium von mehr als 25 Forschungseinrichtungen erforscht das Kopernikus-Projekt Ariadne (vollständiger Name: Ariadne – Evidenzbasiertes Assessment für die Gestaltung der deutschen Energiewende), welche Politikinstrumente zur Erreichung der Ziele des Pariser Klimaschutzabkommens geeignet sind.
Vom besseren Verständnis der Wirkung einzelner politischer Maßnahmen und Politikpfade bis hin zum Überblick über das Gesamtsystem – Ariadne führt durch einen gemeinsamen Lernprozess mit Akteuren aus Politik, Forschung und Gesellschaft. Dabei untersucht das Projekt sinnvolle Strategien für die Energiewende und ihre Akzeptanz bei Bürgerinnen und Bürgern und erarbeitet wichtiges Orientierungswissen für politische Entscheider.
Ariadne wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über drei Jahre mit insgesamt 30 Millionen Euro gefördert und ist Teil der Kopernikus-Forschungsinitiative. Als vierte Kopernikus-Säule ergänzt Ariadne die Projekte ENSURE, P2X und SynErgie. Zusammen bilden die Kopernikus-Projekte eine der größten deutschen Forschungsinitiativen zum Thema Energiewende.
Die Ariadne-Szenarien
Im Projekt Ariadne entstehen Szenarien, die unterschiedliche Transformationspfade hin zur Klimaneutralität beschreiben. Die Transformationspfade umfassen das gesamte Energiesystem und die Sektoren Industrie, Gebäude und Verkehr. Die Forschungsschwerpunkte der Projektpartner erlauben einen integrierten Modellvergleich unter Einsatz der jeweiligen Gesamtsystem- und Sektormodelle.
Die Modelle werden entsprechend ihrer jeweiligen Stärken genutzt, so dass die Entwicklung detaillierter Energiewendepfade möglich ist. Gleichzeitig ergibt sich durch den Einsatz mehrerer Modelle eine Bandbreite der Entwicklungen je Szenario (Zielpfade), so dass auch robuste Strategien abgeleitet und Unsicherheiten und Hemmnisse entlang der Transformation analysiert werden können.
Bei allen Ariadne-Szenarien handelt es sich um Zielszenarien, d.h. es wird sowohl die Reduktion der Treibhausgasemissionen um -65% bis 2030 laut KSG (Klimaschutzgesetz) eingehalten als auch die Klimaneutralität in Deutschland im Jahr 2045 erreicht. Das berücksichtigte Restbudget an Treibhausgas-Emissionen für Deutschland entspricht einem Energiewende-Pfad, in dem die globale Erwärmung auf unter 2 Grad Celsius begrenzt wird.
Dabei wird angenommen, dass ab dem Jahr 2022 Klimapolitik über vorher bestehende Maßnahmen hinaus gemacht wird, die sich an den deutschen Klimazielen ausrichtet. Diese Ausrichtung auf Klimaziele für 2030 bzw. 2045 spiegelt sich dann bereits in den dargestellten Ergebnisse für 2025, wie natürlich auch in allen Ergebnissen für spätere Jahre.
- Fokus stärker auf dem Hochlauf von Technologien zur indirekten Elektrifizierung der Sektoren
- Verstärkter Einsatz von Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen - erneuerbar erzeugt und auch importiert
- Direkte Elektrifizierung spielt dennoch wesentliche Rolle bei der Dekarbonisierung der Endenergie
- Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung erreicht politisch gesetzte Ziele
Luderer, G., Kost, C., Soergel, D. et al. (2021): Deutschland auf dem Weg zur Klimaneutralität 2045 - Szenarien und Pfade im Modellvergleich, Kopernikus-Projekt Ariadne, Potsdam. [DOI: 10.48485/pik.2021.006]
Mehr Informationen im Ariadne-Pathfinder.
- Fokus auf dem Hochlauf von Technologien zur direkten Elektrifizierung der Sektoren
- Strom als präferierter Energieträger in der Endenergie, andere Energieträger ergänzend, wo nötig (Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe)
- Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung erreicht mindestens politisch gesetzte Ziele
- Importe erneuerbar erzeugter Energien auf mittlerem Niveau
Luderer, G., Kost, C., Soergel, D. et al. (2021): Deutschland auf dem Weg zur Klimaneutralität 2045 - Szenarien und Pfade im Modellvergleich, Kopernikus-Projekt Ariadne, Potsdam. [DOI: 10.48485/pik.2021.006]
Mehr Informationen im Ariadne-Pathfinder.
- Ausgewogener Mix an Technologien zur Dekarbonisierung der Sektoren
- Breites Energieträgerportfolio in der Endenergie (Strom, Wasserstoff, synthetische Kraftstoffe)
- Ausbau der erneuerbare Stromerzeugung erreicht politisch gesetzte Ziele
- Importe erneuerbar erzeugter Energien auf mittlerem Niveau
- dient als Referenzszenario in der Familie der Ariadne-Szenarien
Luderer, G., Kost, C., Soergel, D. et al. (2021): Deutschland auf dem Weg zur Klimaneutralität 2045 - Szenarien und Pfade im Modellvergleich, Kopernikus-Projekt Ariadne, Potsdam. [DOI: 10.48485/pik.2021.006]
Mehr Informationen im Ariadne-Pathfinder.
Die Modelle in Ariadne
Im Modellvergleich werden in Ariadne drei sektorübergreifende Energiesystemmodelle eingesetzt (REMIND-EU, REMod und TIMES PanEU). Dazu kommen sektorspezifische Modelle für die Energiewirtschaft (E2M2s), die Industrie (FORECAST), den Transportsektor (DLR/DEMO/Vector21) und den Gebäudesektor (ebenfalls REMod) zum Einsatz.
- REMod v1.0
REMod ist ein sektorübergreifendes Energiesystemmodell, das technisch umsetzbare und kostengünstige Klimaschutzpfade des deutschen Energiesystems bis 2050 berechnet. Die stündliche Auflösung ermöglicht eine detaillierte Modellierung von EE-Integration und Sektorenkopplung. REMod ist auch Sektorleitmodell für die Gebäudewärme.
- E2M2s v4.1-A
E2M2 ist ein fundamentalanalytisches Elektrizitätsmarktmodell, das unter der Zielsetzung der Systemkostenminimierung die Einsatzplanung und die Investitionsentscheidung im europäischen wettbewerblichen Strommarkt optimiert. E2M2 identifiziert sinnvolle Maßnahmen für die kosteneffiziente und langfristig zuverlässige Integration hoher Anteile erneuerbarer Energien in das Elektrizitätssystem.
- TIMES PanEU v1.0
TIMES PanEU ist ein 30 Regionen umfassendes pan-Europäisches Energiesystemmodell, das auf einzelstaatlicher Ebene alle an der Energieversorgung und -nachfrage beteiligten Sektoren enthält. Das Modell unterstellt bei Berücksichtigung von Restriktionen einen vollständigen Wettbewerb zwischen verschiedenen Technologien bzw. Energieumwandlungspfaden.
- REMIND-EU v1.1
Das Modell REMIND modelliert Deutschlands Energieökonomie im Kontext des globalen Wandels. Es verbindet ein intertemporales makro-ökonomisches Wachstumsmodell mit einer detaillierten Darstellung des Energiesystems und der Nachfragesektoren Verkehr, Gebäude und Industrie.
- DLR/DEMO v1/Vector21
DLR/DEMO v1/Vector21 ist eine Modellfamilie zur Abbildung des deutschen Transportsektors; DLR-DEMO modelliert die Verkehrsentwicklung in allen Bereichen und für alle Verkehrsträger; DLR-Vector21 simuliert die Marktentwicklung von Fahrzeugtechnologien; DLR liefert die Emissionen und den Endenergieverbrauch des Verkehrssektors.
- Forecast v1.0
FORECAST ist ein bottom-up Energienachfrage- und Technologiemodell des Industriesektors. Energieverbrauch, Emissionen und Kosten werden für acht Einzelsektoren auf Prozessebene modelliert. Es ermöglicht detaillierte Analysen hinsichtlich der Struktur von Vermeidungskosten und -potenzialen im Industriesektor.
Glossar
- Ariadne
Ariadne ist eines von vier Projekten innerhalb der vom BMBF geförderten Kopernikus-Forschungsinitiative zum Thema Energiewende.
- Bewertung
Im Transformation Tracker wird jeder Energiewende-Indikator anhand seines aktuellen Fortschritts (vom einem Referenzjahr bis heute) im Vergleich zu den Zielpfaden der Ariadne-Szenarien bewertet. Die Gesamtheit der Bewertungen interpretieren wir als den Stand der Energiewende.
- DLR/DEMO/VECTOR21
Modellfamilie zur Abbildung des deutschen Transportsektors vom Institut für Verkehrsforschung des deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
- E2M2s
Ein Modell für den europäischen Strommarkt, das unter der Zielsetzung der Kostenminimierung Kraftwerkseinsatzplanung und Investitionsentscheidungen optimiert.
- Energiesouveränität
Energiesouveränität ist ein Szenario, das die Transformation des deutschen Energiesystems zur Klimaneutralität 2045 unter Einhaltung der Ziele zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bis 2030 laut KSG beschreibt und gleichzeitig die Energiekrise berücksichtigt - im Sinne von hohen Preisen für fossile Energieträger und besonderen Bemühungen kurz- und mittelfristig Erdgas zu sparen.
- Energiewende-Indikator
Indikatoren, die die Entwicklung wichtiger Aspekte im deutschen Energiesystem abbilden, z.B. CO₂-Emissionen, der Anteil erneuerbarer Energien im Strommix, der Bestand von E-Autos, der Absatz von Wärmepumpen, die Elektrifizierung der Industrie. Jeder Indikator ist einem Sektor und einer Energiewende-Kategorie zugeordnet.
- Energiewende-Kategorie
Die betrachteten Energiewende-Kategorien (Emissionsminderung, Ausbau Erneuerbare, Fossil Phase-out, Elektrifizierung, Effizienz und Lebensstil und Infrastruktur) sind wesentlichen Säulen der Energiewende. Die im Transformation Tracker verwendeten Indikatoren lassen sich diesen Säulen der Transformation zur Klimaneutralität zuordnen.
- Erfolgreich
„Erfolgreich“ ist eine mögliche Bewertung eines Energiewende-Indikators im Transformation Tracker: ein Indikator beschreibt eine erfolgreiche Entwicklung, wenn sein aktueller Fortschritt mindestens dem des Leitmodells im Ariadne-Szenario entspricht.
- FORECAST
Ein bottom-up Energienachfrage- und Technologiemodell des Industriesektors, das die Energienachfrage, die Emissionen und Kosten modelliert.
- Fortschritt
Als Fortschritt definieren wir die Entwicklung eines Energiewende-Indikators von einem Referenzjahr an bis heute, also bis zum aktuellsten verfügbaren Ist-Wert für den Indikator.
- Harmonisierung
Die Ergebnisse der Modelle für die einzelnen Indikatoren werden auf Basis der Ist-Daten kalibriert: Im Normalfall werden die Modellergebnisse für 2020 auf den Mittelwert aus den Ist-Daten für 2019-21 (Referenzzeitraum) angepasst. Die Harmonisierung läuft im Regelfall bis 2025 (Endjahr) aus. Der Referenzzeitraum und das Endjahr der Harmonisiserung werden je Indikator in der Methodik-Box genannt.
- Klimaneutralität
Klimaneutralität in 2045 in Deutschland ist erreicht, wenn im gesamten deutschen Energiesystem in 2045 die Treibhausgas-Emissionen “Netto-Null” erreichen. Verbliebene, nicht-vermeidbare Emissionen müssen dazu durch negative Emissionen, also z.B. durch CO₂-Entnahmen aus der Atmosphäre (CDR), ausgeglichen werden.
- Klimaziele
Für Deutschland sind die Klimaziele für das Jahr 2030 im Klimaschutzgesetz (KSG) formuliert. Die letzte Novellierung des Gesetzes fand im Jahr 2021 statt. Für 2030 ist eine Reduktion der Treibhausgas-Emissionen gegenüber 1990 um 65% festgelegt. Darüber hinaus sind jährliche Emissionsgrenzen für jeden Sektor und die Klimaneutralität in 2045 geregelt.
- Kopernikus-Projekte
Die Kopernikus-Projekte bilden eine der größten deutschen Forschungsinitiativen zum Thema Energiewende. Ihr Ziel ist es, eine klimaneutrale Bundesrepublik im Jahr 2045 zu ermöglichen.
- Leitmodell
Die Ariadne-Szenarien werden im Modellvergleich entwickelt, d.h. es werden mehrere Modelle mit unterschiedlichen Schwerpunkten genutzt, um ein und dasselbe Szenario zu berechnen. Entsprechend der Stärken der Modelle lässt sich für jeden Indikator das am besten geeignete Modell festlegen - das Leitmodell für jeden Indikator im Transformation Tracker.
- Modellkorridor
Das am besten geeignete Modell für jeden Indikator ist das Leitmodell, die Ergebnisse aller anderen Modelle für den Indikator bilden den Modellkorridor, gewissermaßen einen Optionenraum für die Entwicklung des Indikators.
- Referenzjahr
Im Transformation Tracker wird die Entwicklung jedes Indikators von einem Referenzjahr bis heute betrachtet. Im Normalfall ist das 2019, wobei das jeweilige Referenzjahr in der Methodik-Box je Indikator genannt ist.
- REMIND
REMIND ist ein Energie-Ökonomie-Modell, das ein intertemporales makro-ökonomisches Wachstumsmodell mit einer detaillierten Darstellung des Energiesystems und der Nachfragesektoren Verkehr, Gebäude und Industrie verbindet.
- REMod
REMod ist ein sektorübergreifendes Energiesystemmodell, das technisch umsetzbare und kostengünstige Klimaschutzpfade des deutschen Energiesystems bis 2050 in stündlicher Auflösung berechnet.
- Rückschritt
„Rückschritt“ ist eine mögliche Bewertung eines Energiewende-Indikators im Transformation Tracker: ein Indikator beschreibt einen Rückschritt, wenn er sich im Vergleich zum Leitmodell im Ariadne-Szenario in die falsche Richtung entwickelt.
- Sondereffekt
Ereignisse, wie die Corona-Pandemie oder die Energiekrise haben einen deutlichen Einfluss auf einige der Indikatoren. Das kann so weit gehen, dass sich die aktuelle Entwicklung des Indikators und seine Bewertung im Transformation Tracker viel stärker durch diesen Einfluss erklären als durch die strukturelle Transformation. Um Fehlinterpretationen der Ergebnisse vorzubeugen, sind die betroffenen Indikatoren mit dem Label “Sondereffekt” markiert.
- Szenario
Ein Szenario in Ariadne ist eine zukünftige Entwicklung des deutschen Energiesystems über alle Sektoren hinweg. Jedes Szenario ergibt sich auf der Basis bestimmter Annahmen und daraus abgeleiteter Effekte. In Ariadne werden Ziel-Szenarien betrachtet, die Transformationspfade zur Klimaneutralität in 2045 in Deutschland beschreiben.
- Technologiemix
Technologiemix ist ein Szenario, das einen ausgewogenen Mix an Technologien und ein breites Energieträgerportfolio (Strom, H2, E-Fuels) nutzt, um die Treibhausgasminderung laut KSG bis 2030 und Klimaneutralität in 2045 zu erreichen. Ohne spezifischen technologischen oder thematischen Fokus dient es als Referenzpfad innerhalb der Ariadne-Modellierung.
- Viel zu langsam
„Viel zu langsam“ ist eine mögliche Bewertung eines Energiewende-Indikators im Transformation Tracker: ein Indikator entwickelt sich „viel zu langsam“, wenn er nur 0-49% des Fortschritts erreicht, der sich aus dem Leitmodell des als Benchmark gewählten Ariadne-Szenarios ergäbe.
- Zielkorridor
Die Summe aller Zielpfade innerhalb eines Szenarios, die sich aus der Anwendung mehrerer Modelle im Modellvergleich ergeben, bildet den Zielkorridor.
- Zielpfad
Innerhalb eines Zielszenarios wird mit jedem verwendeten Modell ein Zielpfad berechnet. Bei der Methode des Modellvergleichs in Ariadne ergeben sich für jedes Szenario viele Zielpfade – je einer für jedes verwendete Modell. Der Zielpfad des jeweils am besten geeigneten Modells dient als Benchmark für jeden Energiewende-Indikator.
- Zielszenario
Ein Zielszenario ist ein Szenario für die Transformation des deutschen Energiesystems, in dem die Ziele zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen laut Klimaschutzgesetz (KSG) und die Klimaneutralität in 2045 erreicht werden. Alle Ariadne-Szenarien sind Zielszenarien.
- Zu langsam
„Zu langsam“ ist eine mögliche Bewertung eines Energiewende-Indikators im Transformation Tracker: ein Indikator entwickelt sich „zu langsam“, wenn er nur 50-94% des Fortschritts erreicht, der sich aus dem Leitmodell des als Benchmark gewählten Ariadne-Szenarios ergäbe.
Informationen aus dem Transformation Tracker verwenden und zitieren
Die Daten aus den Ariadne-Szenarien veröffentlichen wir unter der CC BY 4.0 Lizenz. Bei der Verwendung von Visualisierungen oder Daten aus dem Transformation Tracker schlagen wir vor, neben der jeweiligen Quelle der Ist-Daten, den Tracker folgendermaßen zu zitieren:
Kopernikus-Projekt Ariadne (2023): Transformation Tracker – Ist die Energiewende auf Kurs?, http://tracker.ariadneprojekt.de/.