open MODEX - Modellexperiment zum Vergleich und der Ermittlung von Synergiepotenzialen von Open Source Frameworks in der Energiesystemanalyse

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Das Forschungsprojekt „open_MODEX - Modellexperiment zum Vergleich und der Ermittlung von Synergiepotenzialen von Open Source Frameworks in der Energiesystemanalyse” ist ein im Rahmen des 6. Energieforschungsrahmenprogramm des BMWi gefördertes Projekt mit dreijähriger Laufzeit.
Um zukunftweisende Entscheidungen treffen zu können, ist das Verständnis und die Analyse von Systemzusammenhängen im Kontext der Energiewende unabdingbar. Um die Analysen transparent zu gestalten stehen offene Frameworks zur Verfügung, die zur Modellierung von Energieszenarien genutzt werden können. Im Forschungsprojekt open_MODEX werden bekannte offene Frameworks - urbs, GENeSYS-MOD, GENESYS-2, oemof und Balmorel, einem theoretischen Vergleich unterzogen sowie bezüglich ihrer Berechnungsergebnisse verglichen.

Stichworte: Modellierung, Open Science, Modellvergleich, oemof
Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2021
Institutionen der EUF: Abteilung für Nachhaltige Energiewende (NEW), Zentrum für nachhaltige Energiesysteme (ZNES)

Beschreibung

Open Science ist eine wichtige Voraussetzung für die Energiesystemanalyse, um die Qualität von Aussagen, die Politik und Gesellschaft informieren sollen, nachvollziehen zu können. Durch die Offenlegung der gesamten Prozesskette der Modellierung können Annahmen geprüft und diskutiert werden, die ansonsten kaum zugänglich sind. Die Veröffentlichung des Quellcodes als Open Source (OS) ermöglicht es, Rückschlüsse auf die Qualität der Modelle zu ziehen und Gleichungen, Logiken und Organisationsformen in die Analyse einzubeziehen. Eine weitere Begründung für Open Science ist neben der Transparenz auch das effiziente Arbeiten, d.h. die Wiederverwertung von bereits vorhandenem/n Material/Produkten. Dennoch entstehen kontinuierlich neue und durchaus sehr ähnliche OS-Frameworks/Modelle. Das belegt zwar zum einen den Erfolg von offenem Arbeiten, wirft jedoch die Frage auf, warum die vorhandenen OS Modelle/Frameworks nicht konsequenter genutzt werden. Gründe dafür können eine unzureichende Beschreibung der Frameworks sowie verschiedenste Zugangshemmnisse sein. Ein Vergleich der Frameworks kann dem auf den Grund gehen und Divergenzen in Framework- und Modellansätzen, welche Kooperation verhindern, aufzeigen.

Der Modellvergleich open MODEX ist deshalb auf zwei Ebenen geplant. Als erstes wird in diesem Experiment ein systematischer, umfänglicher Vergleich von fünf OS-Frameworks durchgeführt. Die beteiligten Frameworks sollen zunächst detailliert beschrieben und verglichen werden, um Stärken sowie Schwächen, Ähnlichkeiten und Unterschiede herauszustellen. Dabei werden u.a. die Erstellung und Entwicklung der Frameworks, ihre Dokumentation, die zu Grunde liegenden mathematischen Gleichungen/Formulierungen, die gewählte Simulationsumgebung, die Organisation von Nutzer*innen und Entwickler*innen und auch die Weiterentwicklung der Frameworks einbezogen. Weiterhin werden sie auch im direkten Umgang getestet, indem die Erstellung von Modellen für den Szenarienvergleich systematisch analysiert wird. Die Ziele des Framework-Vergleichs sind im Wesentlichen:

Identifikation von Unterschieden und möglichen Synergien zwischen den Frameworks
(Komponenten, Aufbau, Organisation) sowie die Bewertung von Stärken und Schwächen.
Erfassung von gesicherten Methoden, die in allen Frameworks Anwendung finden.
Identifikation der Barrieren, die zum Entstehen weiterer ähnlicher OS-Frameworks führen
Verdeutlichen der Möglichkeiten einzelner Frameworks für die Energiesystemanalyse.