PlaNet : ein entscheidungsunterstützendes System für die Energie- und Umweltplanung

Abstract

Strategische Energieplanung soll durch eine systematische und zukunftsbezogene Analyse Wege zu einer wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Energieversorgung aufzeigen. Diese Arbeit gibt einen Überblick über aktuelle entscheidungsunterstützende Planungsinstrumente und stellt das neue Instrument PlaNet für die strategische Energie- und Umweltplanung vor. Das Planungsinstrument PlaNet unterstützt das methodische Konzept der strukturierten Planung von der Definition der Problemstellung über die Modellierung bis hin zur Erfolgskontrolle. Die Daten stehen im Mittelpunkt des Planungsprozesses und werden in einer relationalen Datenbank zentral verwaltet. Energiesysteme werden in PlaNet mit dem Konzept des Referenzenergiesystems (RES) modelliert, einer Netzwerkdarstellung der Topologie der Energieflüsse. Durch die Trennung von Topologie des Energiesystems, Datenverwaltung und mathematischer Struktur des Modells konnte zum erstenmal ein standardisiertes Informationssystem für Energiesystemmodelle entwickelt werden. Simulationsmodule berechnen Energie-, Schadstoff- und Kapazitätzsbilanzen für beliebige Energiesysteme und ermitteln anhand der Investitionskosten, Brennstoffkosten, fixen und variablen Betriebskosten die über den Beobachtungszeitraum abdiskontierten Gesamtkosten des Energiesystems. Um Transparenz und Nachvollziehbarkeit der Planung zu erhöhen und eine regelmäßige Aktualisierung der Modellierung zu erleichtern, ermöglicht PlaNet die umfangreiche Dokumentation der Modellierungsarbeiten. PlaNet ist modular aufgebaut und integriert unter einer einheitlichen Bedienoberfläche ein Datenbanksystem, Simulationsmodule sowie entscheidungsunterstützende Werkzeuge für Szenariomanagement, Datenanalyse und multikriterielle Bewertung. PlaNet ist ein ideales Werkzeug für die strategische Analyse und die Erfolgskontrolle im Bereich der Energie- und Umweltplanung.

Strategic energy planning supports decision making by offering a systematic way of analyzing, evaluating and shaping future energy systems. It consists of setting goals and identifying strategies to improve the economic and environmental potentials for producing energy commodities and services. This thesis describes the state of the art of decision support systems for energy planning and introduces a new computer based planning software PlaNet. PlaNet integrates an energy system model, a user friendly interface, a central database management system and several decision support tools for scenario management, data analysis and multicriteria evaluation. The methodological approach is based on systems analysis, decision support and information management theory. Energy systems are described as a network of commodities and transformations using the Reference Energy System (RES) accounting framework. The separation of the energy system topology from the data management and the mathematical structure of a model allowed for the first time a standardized formulation of the relational data interface. Different energy system models can now exchange input data, assumptions and results and may share the same data entry and analysis tools thus allowing a tighter integration of existing and new modelling methodologies. PlaNet calculates energy and emission balances, makes a detailed cost analysis and determines the installed capacities, the annual investment costs, fuel costs, fixed and variable operating costs for each technology and the specific production costs for all commodities. In addition it computes the total energy system costs discounted over the modelling period. To increase the transparency and continuity of the modellers work, PlaNet allows for a detailed documentation of the case study. This broad approach makes PlaNet an ideal tool for strategical analysis and monitoring in the field of energy and environment.