Ökonomisch orientierte Modelle

Die ökonomischen Computermodelle des Instituts für Vernetzte Energiesysteme sind aus einer langjährigen Entwicklungsgeschichte hervorgegangen. Heute ergänzen sie den eher technisch orientierten Fokus des DLR um eine wichtige Komponente (vgl. Kapitel 2.4 „Fokusthema: Nachhaltige Gesamtsysteme“), so dass sich das Institut neben den rein kostenminimierenden Analysen eines künftigen nachhaltigen Energiesystems auch mit tiefergehenden Fragestellungen befasst. Dies betrifft insbesondere die Analyse verschiedener energiepolitischer Maßnahmen und deren Auswirkungen auf das Energiesystem sowie auch weitergehende Effekte, zum Beispiel auf den Arbeitsmarkt [O’Sullivan und Edler 2020] oder im innovations-ökonomischen Bereich (z. B. [O’Sullivan 2020]).

Ein herausstechendes Alleinstellungsmerkmal ist das agentenbasierte Strommarktmodell AMIRIS (vgl. Kapitel 2.4.2). Mit ihm lassen sich Energiemarkdesigns in künftigen Strommärkten abbilden, was nicht nur politische Entscheidungen bei der Auswahl von Marktdesign-Optionen unterstützt, sondern auch eine Einschätzung zu Betriebsweise, Profitabilität und Marktchancen für die Technologie-Entwicklung bietet [Klein et al. 2019a]. Die gewählte agentenbasierte Simulation erlaubt erhebliche Freiheitsgrade bei der Abbildung des Marktes und der dort agierenden Individuen. Insbesondere können zentrale Annahmen der neoklassischen Ökonomie, zum Beispiel die perfekte Information im gesamten Markt oder die alleinige Existenz von homogenen egoistischen Nutzenoptimierenden, fallengelassen werden. Hierdurch ergeben sich zahlreiche Analysegebiete, die von spieltheoretischen Betrachtungen bis hin zur Identifikation des „Efficiency Gaps“ (vgl. [Torralba-Díaz et al. 2020] ) reichen. Bei diesen Analysen werden in der Regel agentenbasierte Marktmodelle mit optimierenden Energiesystemmodellen, beispielsweise mit open_eGo oder REMix (vgl. Kapitel 5.8)gekoppelt, um die resultierenden Abweichungen der Ergebnisse weitergehend auf die „realistische Erreichbarkeit“ der optimalen Systemzustände zu analysieren. Meist lernen beide Modellierungsansätze hierbei voneinander. Darüber hinaus kommen bei den Marktmodellen auch verstärkt Machine-Learning-Ansätze zum Einsatz. Durch unseren interdisziplinären Ansatz bleiben bei den ökonomisch orientierten Modellen auch Erkenntnisse aus den LCA- und szenarienanalytischen Modellierung berücksichtigt (vgl. Kapitel 2.4.1 und 2.4.3) und werden oft parallel angewandt.

In den vergangenen Jahren traten zunehmend die makroökonomischen Auswirkungen der energiepolitischen Maßnahmen in den Fokus. In diesem Themenbereich hat das Institut – entgegen des Mainstreams der Methodik in diesem Bereich – anstelle von Computable-General-Equilibrium-Models (CGE) ebenfalls auf die flexiblere agentenbasierte Modellierung gesetzt. Damit wird ein recht junges Forschungsfeld genutzt, welches sich derzeit in der angewandten makroökonomischen Forschung etabliert. Eine große Herausforderung besteht dabei vor allem in der empirischen Kalibrierung und Validierung der Modelle. Diesem Thema wird sich das Institut in den kommenden Jahren stellen. Erste ökonometrische Arbeiten hierzu haben bereits begonnen.

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