InnoSEn

Netzwerkanalyse und Simulation von Innovationsdynamiken neuer Schlüsseltechnologien im Energiebereich

Teilprojekt 1

Instrumentenentwicklung zur Analyse von Innovationsnetzwerken

Laufzeit: 01.09.2016 bis 31.08.2019

Fördersumme: 464.233,00 €

Projektvolumen: 464.233,00 €
 

ausführende Stelle:

EA European Academy of Technology and Innovation Assessment GmbH
Wilhelmstr.  56
53474 Bad Neuenahr-Ahrweiler

zum Internetauftritt

Zuwendungsempfänger:

EA European Academy of Technology and Innovation Assessment GmbH, Energie

zum Internetauftritt

Fördergeber: BMWi, Referat IIC5

Förderkennzeichen: 03ET4032A

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
EA3310 Querschnittsaufgaben - Systemanalyse

Förderprofil: Technologie- und Innovationsförderung

Förderart: PDIR

Kurzbeschreibung des Teilprojektes

  • Analyse vorhandener Studien, um Schlüsseltechnologien zu identifizieren, die voraussichtlich in zukünftigen Energiesystemen wesentliche Systemaufgaben übernehmen können und somit als geeignete Beispiele im Fokus der Studie stehen können.
  • Analyse von Prozess- bzw. Wertschöpfungsketten im Hinblick auf prozedurale Zusammenhänge als Beitrag zur Ableitung von Umsetzungsszenarien für Technologien und Schlüsseltechnologien.
  • Zusammenstellung und Durchführung der Expertengruppe auf Basis des Projektgruppenprinzips der EA zur Durchführung rationalen Innovation and Technology Assessments auf Basis der Analyse der Umsetzungsszenarien basierend auf dafür relevantem Expertenwissen sowie der Koordination und Leitung der Expertengruppe in Workshops entsprechend dem zugrundeliegenden EA-Lab-Workflow.
  • Durchführung von Umfragen und Interviews mit einem erweitertem Expertenkreis sowie Dokumenten-, Daten- und Netzwerkanalysen relevanter Quellen im Hinblick auf Hemmnisse, potenzielle Maßnahmen und damit der Festlegung konkreter Forschungsfragen sowie Agenteneigenschaften und Agentenumwelt und Daten zu beobachteten Umsetzungssituationen, die zur Kalibrierung und Validierung des SKIN-Energy-Modells genutzt werden können.
  • Modellentwicklung und Modellierung mit dem SKIN-Modell: Charakterisierung der Agenten, Kalibrierung und Validierung anhand von beobachteten Umsetzungssituationen, Implementierung der Maßnahmen, Simulationsexperimente zu den Maßnahmen.
  • Koordination des Projekts und Anpassung bzw. Weiterentwicklung des EA-Labs.


Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.09.2016 bis 31.08.2019
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 858.049,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: 858.049,00 €

Teilprojekt 1: Instrumentenentwicklung zur Analyse von Innovationsnetzwerken

Förderkennzeichen: 03ET4032A

EA European Academy of Technology and Innovation Assessment GmbH
53474 Bad Neuenahr-Ahrweiler

Teilprojekt 2: Industrielebenszyklusanalyse der EE-Branche und Geschäftsmodellstudien der identifizierten Schlüsseltechnologien

Förderkennzeichen: 03ET4032B

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. - Institut für Technische Thermodynamik
70569 Stuttgart

Teilprojekt 3: Identifikation und Zusammenhänge von Schlüsseltechnologien für Flexibilität im Energiesektor

Förderkennzeichen: 03ET4032C

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Fakultät 6 - Elektrotechnik und Informationstechnik - Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe
52066 Aachen

Fördergeber: BMWi, Referat IIC5

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
EA3310 Querschnittsaufgaben - Systemanalyse

Förderprofil: Technologie- und Innovationsförderung

Förderart: PDIR

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

Wissen ist zentral für die Realisierung von Innovationen in komplexen Systemen wie dem Energiesystem. Fundiertes Wissen und Innovationen sind besonders wichtig, wenn ein System umgebaut und parallel weiterhin genutzt werden soll, wie es bei der Energiewende der Fall ist. Dabei ist Wissen in verschiedener Form und mit verschiedenen Inhalten aus verschiedenen Disziplinen und auf verschiedenen Ebenen notwendig. Es reicht weder aus, sich auf rein technologisches bzw. technisches, noch sich allgemein auf wissenschaftliches Wissen zu beschränken. Handlungswissen für eine adäquate Umsetzung des Energiesystems erfordert die Betrachtung aus verschiedenen Perspektiven auf möglichst allen Ebenen inklusive relevantem praktischem, professionellem und lokalem empirischem Wissen.

Im Projekt InnoSEn werden Methoden und Modelle entwickelt, mit denen vor diesem Hintergrund Hemmnisse für die Umsetzung innovativer Schlüsseltechnologien im Bereich des Wissens und Wissensaustausches zwischen Akteuren identifiziert und Maßnahmen zu ihrer Beseitigung analysiert und diskutiert werden. Um realistische Erfolgsindikatoren für relevante technische, soziale und andere Innovationen berücksichtigen zu können, werden darüber hinaus Möglichkeiten und Hemmnisse im Bereich der voraussichtlichen Erlöse und Kosten untersucht. Die Akteurslandschaft wird dabei als Ganzes untersucht, wobei der Fokus auf den F&E- sowie Innovationsaktivitäten deutscher Unternehmen liegt. Betrachtete Akteure sind unter anderem Technologieproduzenten, Investoren, Energieversorger und Forschungsinstitutionen. Wesentliche Grundlagen zu dieser Untersuchung von Innovationsdynamiken bieten Expertenbefragungen und empirische Analysen von Prozessen zur Umsetzung sowie darauf aufbauende Simulationen mithilfe der agentenbasierten Modelle SKIN (EA) und AMIRIS (DLR), die zu diesem Zweck weiterentwickelt bzw. angepasst und dabei iterativ aufeinander abgestimmt werden müssen.

Die im Rahmen des Projekts zu untersuchenden Schlüsseltechnologien sollten in einem zukünftigen Energiesystem für den kohlenstoffarmen Ausgleich von Angebot und Nachfrage im Stromsektor – unter Mitbetrachtung anderer Sektoren – von Bedeutung sein. Auf Basis von Systemstudien sowie anhand modelltechnischer Analysen der RWTH Aachen wurden elektrochemische Speicher, insbesondere Lithium-Batterien ausgewählt.


Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Der Forschungsansatz des Projekts greift bezüglich soziologischer und sozio-ökonomischer Aspekte weit über bisherige Analysen hinaus, indem die empirischen Charakteristika komplexer Energiesysteme, die aus einer Vielzahl heterogener Akteure und deren Wissens- und Handlungsdynamiken bestehen, zum Bestandteil der Systemanalysen werden. Aus den Mikrodynamiken des Systems entstehen Makrophänomene auf Gesamtsystemebene. Das Forschungsprogramm des Projekts besteht darin, die Mikrodynamiken des Energiesystems mit seinen beteiligten Akteuren, multidimensionalen Rahmenparametern und Abhängigkeiten zu verstehen, um wissenschaftliche Erklärungen und Handlungswissen zum Systemwandel im Bereich Energiewende (Möglichkeiten, Barrieren) zu generieren.

Dabei werden Innovationen aus allen relevanten Bereichen der Umsetzung berücksichtigt. Neben technischen zählen dazu auch andere Formen von Innovationen, wie organisatorische, institutionelle und fördertechnische. Um die entsprechenden Rahmenbedingungen hierfür effektiv gestalten zu können, gehen die Betrachtungen über eine rein monetäre Analyse hinaus. Im Vordergrund der Analysen stehen die Untersuchung sozialer Innovationsnetzwerke und Kooperationen von Akteuren für die Umsetzung wesentlicher Schlüsseltechnologien. Wirkungen von Maßnahmen zur Beseitigung entsprechender Hemmnisse sollen über geeignete Simulationen von Wenn-Dann-Fragen analysiert werden, die sich auf die jeweils wichtigsten Akteure konzentrieren. Dazu wird im Projekt auf dem Simulationsmodell SKIN – Simulating Knowledge Dynamics in Innovation Networks (s. Gilbert et al. 2010) aufgebaut, das bereits in anderen Zusammenhängen in verschiedenen Projekten erfolgreich angewandt wurde und wird. Die Marktseite wird dabei durch das Modell AMIRIS des DLR abgebildet. Der langfristige Szenarienrahmen des Energiesystems ergibt sich aus Studien und Modellanalysen der RWTH Aachen.

Referenzen: Gilbert, Nigel, Ahrweiler, Petra and Pyka, Andreas (2010) The SKIN (Simulating Knowledge Dynamics in Innovation Networks) model. University of Surrey, Johannes Gutenberg University Mainz and University of Hohenheim


Nutzung der Ergebnisse und Beitrag zur Energiespeicherung

Die Ergebnisse des Projekts sind zum einen Methoden und Instrumente zur Analyse von Innovationsnetzwerken im Bereich von Energiespeichern als Schlüsseltechnologien der Energiewende. Diese werden anhand des Beispiels von Lithium-Batterien als Stellvertreter elektrochemischer Energiespeicher entwickelt. Dadurch werden zusätzlich empirische Daten für die Verwendung des Modells erhoben, ausgewertet und aufbereitet, die beispielhaft direkt auf die Analyse der Innovationsnetzwerke zu den Technologien verwendet werden, aber auch die Grundlage für weitere Analysen im Bereich ähnlicher Technologien darstellen können.

Aus den Analysen ergeben sich zusätzlich einzelne, praktikable Empfehlungen zur Verbesserung der Rahmenbedingungen für Innovationstätigkeiten im Bereich von Lithium-Batterien. Dazu werden anhand von Dokumentenanalysen, Befragungen und Expertengesprächen zunächst die Hemmnisse in dem Bereich genauer analysiert, bevor einzelne, vor allem wissensbezogene Hemmnisse genauer betrachtet und mithilfe von Simulationsexperimenten mit dem agentenbasierten Modell die Wirkung von Maßnahmen zu ihrer Überwindung untersucht werden.

Als Gesamtergebnis stehen neben Ergebnissen von Analysen zur Relevanz von Schlüsseltechnologien ein Methodenset zur Erhebung und Auswertung empirischer Daten im Hinblick auf Innovationshemmnisse in einem technologischen Innovationssystem, Methoden zur Aufbereitung von Daten zur Spezifizierung der Modelle SKIN (Wissensflüsse und Innovationsnetzwerke) und AMIRIS (Markt und Geschäftsmodelle) sowie verschiedene, auf das Verhalten der Akteure in Innovationsnetzwerken im Bereich Energiespeicher und ihrer Umwelt angepasste und kombinierte agentenbasierte Simulationsmodelle.


Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Undefiniert

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung

schwarze Schlagworte: charakterisieren das Teilprojekt
graue und schwarze Schlagworte: charakterisieren das komplette Verbundprojekt


Schlagworte zum Teilprojekt

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung außeruniversitäre Einrichtung

Teilprojektleiter

Herr Dr. Bert Droste-Franke
EA European Academy of Technology and Innovation Assessment GmbH
Wilhelmstr.  56
53474 Bad Neuenahr-Ahrweiler

Telefon: +49 2641 973-324
Fax: +49 2641 973-320
E-Mail: bert.droste-franke@ea-aw.de


Verbundprojektleiter

Herr Dr. Bert Droste-Franke
EA European Academy of Technology and Innovation Assessment GmbH
Forschung
Wilhelmstr. 56
53474 Bad Neuenahr-Ahrweiler
Telefon: +49 2641 973-324
Fax: +49 2641 973-320


Pressekontakt für Teilprojekt

Herr Dr. Bert Droste-Franke
Telefon: +49 2641 973-324
Fax: +49 2641 973-320
E-Mail: bert.droste-franke@ea-aw.de


Pressekontakt für Verbundprojekt

Herr Dr. Bert Droste-Franke
Wilhelmstr. 56
53474 Bad Neuenahr-Ahrweiler
Telefon: +49 2641 973-324
Fax: +49 2641 973-320
E-Mail: bert.droste-franke@ea-aw.de

Typ Inhalt Aktion
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