Die Forschungsprojekte am Institut für Nachhaltigkeit verbinden wissenschaftliche Fundierung mit gesellschaftlicher Relevanz. Sie entstehen häufig in interdisziplinärer Zusammenarbeit – innerhalb der FAU sowie mit Partner:innen aus Wirtschaft, Politik und Zivilgesellschaft.
Gefördert werden die Projekte durch unterschiedliche Quellen: von der EU, der DFG und öffentlichen Institutionen auf Bundes- und Landesebene bis hin zu Stiftungen und unternehmensnahen Kooperationen. Diese Vielfalt spiegelt unseren Anspruch wider, Forschung anwendungsnah und wirkungsorientiert zu gestalten.
Im Zentrum steht die Analyse und Gestaltung nachhaltiger Transformationsprozesse: Wie verändern sich Unternehmen, Wertschöpfungssysteme und politische Rahmenbedingungen? Welche Konzepte und Kooperationsformen tragen zu ökologischen, sozialen und ökonomischen Lösungen bei?
Einen aktuellen Überblick über unsere Projekte finden Sie untenstehend in der automatisch eingebundenen Übersicht aus dem FAU-Forschungssystem (CRIS).
Hervorgehobene Projekte
DFG-Exzellenzcluster „TransFORming Human Rights“ (2026-2032) Das Institut ist über mehrere beteiligte Lehrstühle aktiv am DFG-Cluster „TransFORm“ beteiligt, insbesondere in der Forschung zu den Mega-Trends „Economic Fragmented Globalization“ und „Planetary Environmental Crises“.
International Doctoral Program „Business & Human Rights“ (2025–2029) In diesem universitäts- und fachbereichsübergreifenden Promotionsprogramm, gefördert durch das Elite Network of Bavaria (ENB), werden Governance-Fragen an der Schnittstelle von Wirtschaft, Menschenrechten und Nachhaltigkeit erforscht.
Projekt-Feed (aus CRIS)
Bitte hier den Projekt-Feed aus CRIS für die beteiligten Kernlehrstühle einbinden.
WieTrans: Wissensintegration in der Energiesystemanalyse zur diskursiv-reflexiven Bewertung von Transformationspfaden unter verschiedenen gesellschaftlichen Perspektiven
Titel des Gesamtprojektes: Wissensintegration in der Energiesystemanalyse zur diskursiv-reflexiven Bewertung von Transformationspfaden unter verschiedenen gesellschaftlichen Perspektiven Laufzeit: 1. Oktober 2024 - 30. September 2027 Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
The proposed project focuses on a new wave of regulations aiming to make companiesresponsible for adverse impacts of their business activities in distant sites of production.Transnational corporations often control or are part of complex supply chains, but, until recently,there had been few avenues to hold them accountable for human rights and environmentalimpacts that occur in the course of production (Ruggie 2018). Especially, when suppliers orsubsidiaries operate in countries where law enforcement is weak and civil society facesrepression, severe impacts, such as child labor, the destruction of rainforests, pesticide pollution,and grabbing of indigenous lands, can easily remain unaddressed. Well-known retailers andbrands have set up voluntary standards, but these have often proven insufficient for preventingadverse impacts (LeBaron et al. 2017; Locke 2013). In recent years, governments in the Global North have begun to adopt regulations thatrequire companies to exercise human rights and environmental due diligence (HREDD). Theseregulations build on the United Nations Guiding Principles on Business and Human Rights(UNGPs), and obligate companies to assess and address the environmental and human rightsimpacts caused by their subsidiaries and suppliers. Examples of such laws are the French Dutyof Vigilance law (2017), the German supply chain due diligence law (2021), the Norwegiantransparency act (2021) and the emergent EU laws on deforestation-free products and corporatesustainability due diligence (Schilling-Vacaflor & Lenschow 2021). These regulations representa groundbreaking shift from voluntary measures to binding rules. Non-compliant companies facethe risk of lawsuits, penalties, civil society campaigns, and pressures from investors, all servingas important mechanisms to hold companies accountable for malpractices. Hence, HREDDregulations promise to enhance “foreign corporate accountability” (FCA) by holding companiesin one jurisdiction responsible for harm caused abroad (Gustafsson et al. forthcoming). However, we still know little about the real prospects of such laws to effectively addresscorporate misconduct and provide victims with access to remedy. We face mixed evidence, withsome regulations being more stringent and, thus, more likely to harden FCA than others (Bueno& Bright 2020; Krajewski et al, 2021) and some companies complying more effectively thanothers with HREDD obligations (Lafarre & Rombouts 2022; Smit et al. 2021). However, thereis little empirical research that explains this variance and identifies the precise conditions andmechanisms that foster corporate accountability across borders. Existing theories onaccountability tend to narrowly center either on domestic, global or private governance (Bexellet al. 2010; Grant & Keohane 2005). Therefore, the overarching aim of this project is to developand apply an empirically grounded theory on FCA. To this end, we ask:1. To what extent and how do companies comply with HREDD regulations?2. How do different accountability mechanisms embodied in public policies operate, andwhat are their consequences for the effectiveness of HREDD regulations?3. To what extent do supply chain characteristics and domestic context conditions inproducing sites explain variation in the effectiveness of HREDD regulations?Empirically, the project focuses on the only three comprehensive HREDD regulations that haveentered into force to date: the French Duty of Vigilance law (2017), the German Supply ChainDue Diligence law (2021), and the Norwegian Transparency Act (2021). These laws differ interms of their institutional design, which is likely to carry important consequences for theireffectiveness in terms of fostering FCA. We combine a large-n, descriptive mapping of howcompanies in three high-risk sectors have complied with the regulations, with research intoaccountability mechanisms and their consequences in France, Germany and Norway andcomparative, explanatory case studies on the effectiveness of HREDD systems in differentsupply chains and producing countries.
Titel des Gesamtprojektes: Nationale Forschungsdateninfrastruktur für die interdisziplinäre Energiesystemforschung Laufzeit: 1. März 2023 - 29. Februar 2028 Mittelgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) URL: https://nfdi4energy.uol.de/
Die Energiewende und die zunehmende Sektorkopplung stellen die Energiesystemforschung vor große Herausforderungen. In diesem Zusammenhang erleichtern Digitalisierungsprozesse hin zu cyber-physischen Energiesystemen (CPES) den Wandel in vielerlei Hinsicht und wirken sich gleichermaßen auf technische, soziale und gesellschaftliche Themen, aber auch auf den Forschungsprozess selbst aus. Die Forschungsbemühungen zu CPES stützen sich in hohem Maße auf modell- und (co)simulationsbasierte Ansätze. Hierbei stellt die Nachverfolgung von Daten und Modellen eine komplexe Herausforderung dar, die in jedem Forschungsprojekt neu bearbeitet werden muss. Diesen Herausforderungen begegnet nfdi4energy über den gesamten Forschungs- und Transferzyklus von Projekten in der Energiesystemforschung: Von (1) der Identifizierung von Partnern mit relevanten Kompetenzen und Wissen für ein Projekt, über (2) die Formulierung von Forschungsvorhaben und Experimenten, (3) der Identifizierung und Kopplung von Methoden, Modellen und Daten, (4) der Vorbereitung von Ergebnissen zur Veröffentlichung bis hin zur (5) Identifizierung von Folgeaktivitäten. Unter dieser Maßgabe definiert nfdi4energy die folgenden Hauptziele: (1) Aufbau einer gemeinsamen Forschungsinfrastruktur für FAIRe Daten, Modelle und Prozesse und Motivation zu ihrer Nutzung. (2) Reproduzierbarkeit und Transparenz der Ergebnisse sowohl für die wissenschaftliche Community als auch für die Gesellschaft, um die FAIRness insgesamt zu verbessern. (3) Einbeziehen der Gesellschaft bei der Identifizierung und Lösung relevanter Forschungsfragen. (4) Förderung der besseren Zusammenarbeit und des besseren Wissenstransfers zwischen Forschungseinrichtungen und Wirtschaftsunternehmen durch ein FAIRes Forschungsdatenmanagement. (5) Vereinfachung der Integration und Koordination von simulationsbasierten Modellen. (6) Integration der bereitgestellten Infrastruktur für die Energiesystemforschung in die breitere nfdi-Infrastruktur zur Verbesserung der disziplinübergreifenden Zusammenarbeit. Um diese Ziele zu erreichen, konzentriert sich nfdi4energy auf fünf Hauptdienste (key services), um einen diskriminierungsfreien Zugang zu Forschungsartefakten zu ermöglichen: (1) Kompetenz, um sich im interdisziplinären Forschungsfeld zurechtzufinden, (2) Best Practices, um Informationen über die erfolgreiche Durchführung von Forschungsarbeiten, einschließlich des Forschungsdatenmanagements, zu erhalten, (3) Registry, um geeignete Daten und Software zu finden, (4) Simulation, um bestehende Simulationen zu koppeln und somit Software-Artefakte wiederzuverwenden, und (5) Transparenz, um mehr Interessengruppen in alle Forschungsphasen einzubeziehen. Mit diesen Diensten möchte nfdi4energy eine offene und FAIRe Forschungsinfrastruktur im Bereich der Energiesystemforschung entwickeln und betreiben, und so einen großen Teil relevanter Arbeitsabläufe unterstützen - von der Datenerfassung bis zur Einbindung in Forschungssoftware sowie Datenveröffentlichungen.
Wir entwickeln Modelle und Lösungsverfahren, die es uns erlauben, strategische Angebotsentscheidungen von Unternehmen in Gasmärkten zu analysieren. Dies führt im Allgemeinen zu Gleichgewichtsproblemen. Unser Fokus liegt dabei auf der Klasse der Multi-Leader-Follower-Games (MLFGs), bei denen eine Gruppe von Agenten in einem ersten Schritt (obere Ebene) Entscheidungen trifft, die die Entscheidungen einer anderen Gruppe von Agenten in einem zweiten Schritt (untere Ebene) vorwegnehmen. Unsere geplante Analyse in der dritten Phase ist durch die Beziehungen zwischen Versorgungsunternehmen und Verbrauchern motiviert, bei denen mehrere Versorgungsunternehmen zunächst die Details der angebotenen Lieferverträge auswählen und dann die Verbraucher einen Vertrag wählen und ihre Konsumentscheidungen treffen. Als wichtiges Merkmal in der dritten Phase planen wir, verschiedene Risikoaspekte einzubeziehen, die für die Verbraucherentscheidungen auf der unteren Stufe von entscheidender Bedeutung sind.
The Jean Monnet project “The Reconfiguration of the EU presence in Latin America and the Caribbean (EUinLAC)” analyses EU-LAC relations in a challenging and fast-changing global scenario. This includes COVID-19, BREXIT, a new EU Commission and a new US administration, the rise of China and other emerging powers, and the role of Germany. The project responds to three needs:a. to boost teaching on the EU and its values against rising scepticism.b. to raise awareness of the EU actual presence and action in Latin America.c. to strengthen links between European and LAC civil societies, including expat communities.The truly interdisciplinary team will address two crucial aspects of EU-LAC relations: the role and foreign policy of key actors in the EU and LAC with the capacity of driving biregional relations, and topical and innovative issues on the bi-continental agenda for a greener, more inclusive and prosperous future.EUinLAC is a Jean Monnet Research Project awarded to the university of Erlangen-Nuremberg under the Erasmus+ Programme of the European Union.
The Jean Monnet project “The Reconfiguration of the EU presence in Latin America and the Caribbean (EUinLAC)” analyses EU-LAC relations in a challenging and fast-changing global scenario. This includes COVID-19, BREXIT, a new EU Commission and a new US administration, the rise of China and other emerging powers, and the role of Germany. The project responds to three needs:a. to boost teaching on the EU and its values against rising scepticism.b. to raise awareness of the EU actual presence and action in Latin America.c. to strengthen links between European and LAC civil societies, including expat communities. The truly interdisciplinary team will address two crucial aspects of EU-LAC relations: the role and foreign policy of key actors in the EU and LAC with the capacity of driving biregional relations, and topical and innovative issues on the bi-continental agenda for a greener, more inclusive and prosperous future. EUinLAC is a Jean Monnet Research Project awarded to the university of Erlangen-Nuremberg under the Erasmus+ Programme of the European Union. The project is led by Prof. Gian Luca Gardini, PhD and a research team composed of academics based in Germany, Spain, Italy, United Kingdom, Chile, Ecuador, and Brazil.
Solarthermische Kraftwerke bieten die Möglichkeit, regelbaren erneuerbaren Strom zu erzeugen. Damit können sie klimaneutral eine bedarfsgerechte Stromversorgung gewährleisten, im Unterschied zu der fluktuierenden Einspeisung von Windkraft- und Photovoltaikstrom. Die Technologie der konzentrierenden Solarthermie (Concentrating Solar Power, kurz CSP) entwickelt sich gut, aber der Ausbau stockt, da CSP ein Leben im Schatten der billigeren - aber unstetigen - Photovoltaik führt. In diesem Projekt sammeln und veröffentlichen die Forscherinnen und Forscher Daten über alle CSP-Projekte weltweit bezüglich Technologie, Kosten, Industrie, Fördermechanismen und Finanzierung, um der Forschungs- und Politikcommunity eine hochqualitative, detaillierte und aktuelle Grundlage zu bieten. Dadurch leistet das Projekt einen Beitrag dazu, CSP wieder auf Forschungs- und Politikagenden zu setzen und den verstärkten Einsatz dieser potenziell wichtigen Technologie für die Zukunft zu ermöglichen.
Mit zunehmend strikten Klimazielen steigt die fluktuierende Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik in Europa und weltweit sehr schnell an. Gleichzeitig gewinnt die Frage nach der Stabilität der Stromversorgung an Gewicht: Wie können wir die fluktuierenden Stromquellen klimaneutral balancieren, damit das System stabil bleibt?
Reif, effizient, zuverlässig: Solarthermie sollte aus dem Schatten der Photovoltaik treten
Eine der wenigen regelbaren erneuerbaren Stromerzeugungstechnologien, für die das Potenzial auch praktisch unbegrenzt ist, sind solarthermische Kraftwerke. CSP entwickelt sich seit 20 Jahren gut: Es gibt kontinuierliche Grundlagenforschung und die Stromgestehungskosten kommerzieller Projekte sinken schnell - die Technologie wird reifer, effizienter und zuverlässiger.Andererseits führt CSP zunehmend ein Leben im Schatten der großen Solarkraft-Schwester, der Photovoltaik, die eine noch beeindruckendere Kostenentwicklung hingelegt und alle anderen Nullemissisonstechnologien hinter sich gelassen hat. Dadurch ist CSP nach einer Hype-Phase um 2010 weitgehend von den Agenden der Entscheidungsträger im Stromsektor verschwunden, und auch in der Wissenschaft findet die Technologie immer weniger Beachtung. Zum Beispiel ist sie selten eine Technologieoption in Integrated-Assessment- und Stromsystem-Modellen, was dazu führt, dass sie nicht in den Szenarien von Politikanalysen auftaucht - und dadurch weiterhin nur wenig gefördert wird.
Datenbank liefert Grundlage für weiteren Ausbau
Das Ziel des Projektes „Solarthermische Kraftwerke: Transformationswissen durch offene Daten (OPEN CSP)" ist es, hochwertige Daten über existierende CSP-Kraftwerke offen zur Verfügung zu stellen, um CSP für Forscher und Analysten einfach zugänglich zu machen: Wenn die Daten verfügbar sind, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass CSP in Modellen und Szenarien realistisch abgebildet und wieder als Politikoption wahrgenommen wird.Der Kern dieses Projektes ist die Erstellung und Veröffentlichung von detaillierten und verifizierten Daten aller CSP-Kraftwerke weltweit von 1984 bis heute sowie von aktuellen Informationen aller Kraftwerke, die sich im Bau befinden. In der ersten Phase des Open-CSP-Projektes führt das Forschungsteam die zwei größten wissenschaftlichen CSP-Projektdatenbanken - die SolarPACES-Datenbank, betrieben vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) in den USA, und csp.guru - zusammen und aktualisiert im weiteren Verlauf die resultierende OPEN-CSP-Datenbank zwei Mal pro Jahr, um der Wissenschaft und der Öffentlichkeit stets aktuelle und verifizierte Daten zur Verfügung zu stellen. Basierend auf diesen Daten, die unter einer Creative-Commons-Lizenz veröffentlicht werden, ermöglicht das Projekt die Analyse von Markt-, Industrie- und Technologietrends, um die weitere Entwicklung von CSP zu unterstützen. Sie selbst nutzen die gesammelten Daten zur Ableitung von Transformationswissen für Entscheidungsträger, zum Beispiel im MUSTEC-Projekt.
Die sich in der ersten Dekade des 19. Jahrhunderts vollziehende Öffnung Brasiliens führte zu einem steigenden Interesse europäischer Gelehrter, die das Land bereisten. Unter jenen Reisenden befanden sich auch zahlreiche Wissenschaftler, die von Zeichnern, Malern und anderem wissenschaftsunterstützenden Personal begleitet wurden . Sie bildeten eine disziplinär geprägte epistemische Community, wobei für die meisten Alexander von Humboldt geistiger Schirmherr und Vorbild war (ETTE 2009, 16-22; LISBOA 2013, 309-317; WEBER / BERNHART 2013, 263-269) . Vor diesem Hintergrund spielte eine österreichische Expedition anlässlich der Heirat der österreichischen Erzherzogin Maria Leopoldine von Habsburg-Lothringen mit dem künftigen Kaiser Dom Pedro I. eine zentrale Rolle (TIEFENBACHER 1994; LISBOA 1997, 21). Im Gefolge dieser Expedition reisten auch zwei bayerische Wissenschaftler, Johann Baptist Spix (Zoologe) und Carl Friedrich Philipp Martius (Botaniker), im Auftrag der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in MÜnchen von 1817 bis 1820 nach Brasilien. Die Bayerische Akademie der Wissenschaften instruierte Spix und Martius, die Pflanzen- und Tierwelt ebenso wie die Gesteine und das Klima, also die Natur Brasiliens insgesamt, zu erforschen. Aber auch gesellschaftlich-ethnologische und anthropologische Studien insbesondere zur indigenen Bevölkerung sollten nicht vernachlässigt werden (SPIX & MARTIUS 1823, Bd. 1: 5-7). Spix und Martius produzierten ein enormes Volumen an Daten und sammelten Pflanzen und Tiere, die sie für den Transport in die Heimat präparierten und in wenigen Fällen – so gut es eben ging – auch an Ort und Stelle bestimmten. Darüber hinaus interessierten sich die beiden Naturforscher auch für politische, soziale, wirtschaftliche und vor allem kulturelle Aspekte (Indigenensprachen, Bräuche, materielle Objekte des alltäglichen Gebrauchs etc.). Auch nach ihrer Rückkehr stellte die Brasilienreise der beiden Naturwissenschaftler einen zentralen Referenzpunkt für die nationale und internationale Wissenschaftsgemeinschaft dar. Ein Grund dafür ist der 1823 von Spix und Martius veröffentlichte, für ein breiteres Publikum verfasste voluminöse Bericht „Reise nach Brasilien“, dem in den Jahren 1828 und 1831 (mit Atlas) noch weitere Bände folgten. Spix konnte sein Werk nicht vollenden, da er bereits 1826 verstarb. Martius' Œuvre hingegen war beachtlich. Seine Auswertungen in wissenschaftlichen Zeitschriften und eigenständigen Publikationen erreichten ein großes Fachpublikum weit über den deutschen Sprachraum hinaus. Fast alles, was mit dieser Reise in Verbindung stand – die gesammelten Objekte, offizielle Schreiben sowie Briefkorrespondenz mit Naturwissenschaftlern und Gelehrten, Tagebücher, Karten, Zeichnungen und Bilder –, ist überliefert, und zwar gesammelt, klassifiziert und archiviert (LISBOA 1997, 60ff., 207). Ein Großteil des österreichischen Nachlasses dagegen verbrannte bereits während der Revolution von 1848 und ist zerstört. Abgesehen davon resultierten aus der österreichischen Expedition, gemessen an den gesammelten Daten und Objekten, nur verhältnismäßig wenige wissenschaftliche Publikationen, was ihre langfristige Rezeption erschwerte (RIEDL-DORN 2000).
Die zunehmende internationale Verflechtung von Wirtschaft, Politik und Gesellschaft prägt unsere Zeit und nimmt eine wachsende Bedeutung ein. Obwohl es nie zuvor in der Geschichte weniger militärische Konflikte, weniger Armut und Ungleichheit gab und noch nie Themen wie Klima- und Umweltschutz so intensiv betrieben wurde wie heute, haben die meisten Menschen ein eher düsteres Bild von Globalisierungsprozessen. Unsicherheit, sozialer Abstieg, Naturkatastrophen und Migrationsbewegungen werden als Bedrohung angesehen. Ängste, die insbesondere von antidemokratischen Parteien und Bewegungen aufgegriffen und auf die mit Populismus und Halbwahrheiten reagiert wird. Doch entspricht dies wirklich den Tatsachen? Gerade die Region Lateinamerika wird häufig als Verlierer der Globalisierung interpretiert. Berichtet werden über die Zunahme von Migration, Kriminalität, Armut, Ungleichheit und Unterentwicklung. Hinzu kommen Defizite bei der wirtschaftlichen und politischen Anpassung sowie der fehlenden Technologieorientierung. Diese Entwicklungen führen zu einem Bild, welches geprägt ist von der Zuspitzung und Verschlechterung der politischen und wirtschaftlichen Situation der Region.
Titel des Gesamtprojektes: Wirtschaft, Politik und Gesellschaft in Lateinamerika Laufzeit: seit 1. September 2018 Mittelgeber: Virtuelle Hochschule Bayern
Titel des Gesamtprojektes: DFG TRR 154 „Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken“ Laufzeit: 1. Juli 2018 - 30. Juni 2022 Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR) URL: https://trr154.fau.de/index.php/de/teilprojekte/b09
Ziel dieses Teilprojekts ist die Entwicklung von Methoden zur Untersuchung strategischer Interaktion bei Angebotsentscheidungen in Gasmärkten mithilfe mehrstufiger Optimierungsmodelle. Als Ausgangspunkt dient ein Modell des Entry-Exit-Systems in Gasmärkten mit einer Fokussierung auf strategische Buchungs- und Nominierungsentscheidungen von Gasanbietern.
Die resultierende zweistufige strategische Interaktion kann als Gleichgewichtsproblem mit Gleichgewichtsrestriktionen (EPEC) formuliert werden. In diesem Marktspiel wählt jeder Marktteilnehmer seine Strategie unter Berücksichtigung der von den anderen Anbietern zeitgleich getroffenen Entscheidungen und unter Berücksichtigung von zeitlich nachgelagerten Entscheidungen. Das zu betrachtende EPEC beschreibt also ein Spiel, bei dem jeder einzelne Spieler ein zweistufiges Optimierungsproblem, genauer ein mathematisches Programm mit Gleichgewichtsrestriktionen (MPEC) lösen muss.
Unter Ausnutzung der spezifischen Struktur des resultierenden EPECs sollen passgenaue Algorithmen zur Berechnung der Marktgleichgewichte entwickelt und Rahmenbedingungen identifiziert werden, welche die Existenz und Eindeutigkeit des Marktgleichgewichts sicherstellen. Die theoretischen und algorithmischen Ergebnisse werden schließlich genutzt, um die Auswirkung strategischer Interaktion auf Buchungspreise und Marktergebnisse abzuschätzen und die Abhängigkeit der Lösungen von Marktstruktur und Marktdesign zu untersuchen.
Um ihre langfristigen Klimaziele zu erfüllen, hat die Europäische Union beschlossen, ihre Kohlenstoffemissionen aus dem Energiesektor bis 2050 um 93 bis 99 Prozent zu reduzieren. Europa will also die Wende zu einem weitgehend - oder vollständig - erneuerbaren Energiesystem schaffen. Das ist jedoch nur eines von vielen energiepolitischen Vorhaben in Europa. Andere Ziele sind eine verbesserte Energieeffizienz und die Reduktion der Energienachfrage, die Liberalisierung des Energiemarktes und ein freier Wettbewerb für Erneuerbare, die Europäisierung der Energiepolitik für Erneuerbare und Stromnetze sowie die Schaffung eines europäischen Binnenmarkts für Strom.Im TRIPOD-Projekt untersuchen Forscherinnen und Forscher, wie die verschiedenen politischen Ziele aufeinander einwirken, wie sie die Aussichten und Kosten der Umstellung auf ein erneuerbares Energiesystem beeinflussen, inwiefern die anderen Ziele die Optionen für Erneuerbare einschränken und wie politisch-strategische Konflikte gelöst werden können.
Im aktuellen politischen Diskurs werden diese politischen Ziele behandelt, als wären sie entweder voneinander unabhängig oder synergetisch. Sie sind jedoch keineswegs voneinander unabhängig: Politische Maßnahmen zur Senkung der Nachfrage, Liberalisierung und Europäisierung haben großen Einfluss auf die Energiewende, und die unterschiedlichen Ziele können teilweise im Widerstreit stehen. Ziel des Projekts ist es, politisch-strategische Synergien und Gegensätze zu erforschen, indem bisher wenig beachtete Wechselwirkungen untersucht werden, darunter:
inwiefern Fortschritte in Richtung der anderen Ziele die Dynamik der Energiewende beeinflussen,
wie zentrale Akteure infolge solcher Entwicklungen ihr Verhalten ändern könnten,
welche Auswirkungen die Erfüllung der anderen politischen Ziele auf die technische Stabilität und die Kosten eines vollständig erneuerbaren europäischen Energiesystems hätte.
Das Projektteam verfolgt einen interdisziplinären Ansatz und stützt sich dabei unter anderem auf Transformationsforschung, Ingenieurwissenschaften, Politikwissenschaft und Wirtschaftswissenschaften, wobei jede Perspektive ein neues Puzzleteil hinzufügt. Die Ergebnisse werden sowohl zur mono- als auch der interdisziplinären, problemorientierten Forschung im Bereich der Energiepolitik beitragen und Politikerinnen und Politikern helfen, kohärentere politische Maßnahmen zur Unterstützung einer europäischen Energiewende zu entwickeln.
Titel des Gesamtprojektes: Energie Campus Nürnberg (EnCN2) Laufzeit: 1. Januar 2017 - 31. Dezember 2021 Mittelgeber: andere Förderorganisation, Bayerische Staatsministerien
Die Dekarbonisierung des Mobilitätssektors ist ein wichtiger Baustein im Kampf gegen den Klimawandel. Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge können dazu einen wichtigen Beitrag leisten. Besondere Herausforderungen stellen sich jedoch bspw. bei den Themenfeldern der Reichweite, Ladeinfrastruktur, Netzbelastung und im Schwerlastverkehr. Kurz- bis mittelfristig ist daher davon auszugehen, dass batterieelektrische Fahrzeuge durch den Einsatz synthetischer Kraftstoffe wie Wasserstoff ergänzt werden. Vor allem auf Grund des schwierigen Handlings und der geringen volumetrischen Energiedichte des Gases ist eine effiziente Logistik ein elementarer Baustein der Wasserstoffmobilität. Im Forschungsschwerpunkt „Effizient Wasserstofflogistik“ des Teilprojekts „Speicher B“ des EnCN2 befasst sich ein interdisziplinäres Team von Ingenieuren und ökonomen mit der Zukunft der Wasserstoffmobilität. Für die Logistik bieten sogenannte LOHCs (Liquid Organic Hydrogen Carrier) eine innovative Alternative zu Druckwasserstoff, kryogenem Wasserstoff oder der on-site Produktion durch Elektrolyse. Durch eine katalytische Hydrierung können die Wasserstoffmoleküle am flüssigen LOHC chemisch gebunden und anschließend als Flüssigkeit verlustfrei gelagert und transportiert werden. An der Tankstelle kann der Wasserstoff freigesetzt werden. Der LOHC steht somit für eine erneute Beladung zur Verfügung. Durch mathematische Modelle werden die verschiedenen Technologien und Mobilitätskonzepte hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit, aber auch auf ihren Einfluss auf das Energiesystem, hin untersucht und eingeordnet.
Titel des Gesamtprojektes: Energie Campus Nürnberg (EnCN2) Laufzeit: 1. Januar 2017 - 31. Dezember 2021 Mittelgeber: Bayerisches Staatsministerium für Bildung und Kultus, Wissenschaft und Kunst (ab 10/2013) URL: http://www.encn.de/en/forschungsthemen/energiemarktdesign/
Im Projekt „Energiemarktdesign“ des EnCN2 befasst sich ein Forscherteam aus ökonomen, Mathematikern und Juristen mit den wirtschaftlichen und regulatorischen Rahmenbedingungen für die Transformation des Energiesystems. Ziel ist es, die Methoden der Energiemarktmodellierung weiterzuentwickeln und mit fundierten Analysen zum energiepolitischen Diskurs in Deutschland und Europa beizutragen. Im Bereich des Strommarkts liegen die Schwerpunkte insbesondere auf der Steuerungswirkung des Marktdesigns für regulierten Netzausbau und privatwirtschaftliche Investitionen, sowie der Identifikation von Rahmenbedingungen auf Verteilnetzebene, die Geschäftsmodelle regionaler Stakeholder als Flexibilitätsoptionen nutzbar zu machen. Zur Adressierung dieser komplexen ökonomischen Fragestellungen werden im Projekt „Energiemarktdesign“ auch die mathematischen Techniken entwickelt, um die Lösbarkeit der betrachteten Modelle zu gewährleisten. Eine weitere zentrale Fragestellung ergibt sich aus der wachsenden Bedeutung der Sektorkopplung. In dem Projekt sollen hierzu Modelle zur Bewertung des europäischen Gasmarktdesigns zur Anwendung kommen, die im SFB Transregio 154 zur mathematischen Modellierung, Simulation und Optimierung von Gasnetzwerken von den Projektpartnern entwickelt werden. Langfristiges Ziel der Arbeitsgruppe ist es, in einer integrierten Betrachtung änderungen am Strom- und Gasmarktdesign mit ihren Auswirkungen auf Investitionsentscheidungen untersuchen zu können
This project in collaboration with ISC University of Lisbon has two objectives: Firstsly, one joint publication by prof Gardini (FAU) and Prof. Malamud (ISC); secondly, the exchange of two PhD students (one from FAU and one from ISC) who work on interregionalism so that they can enjoy a joint supervision.
Titel des Gesamtprojektes: SFB TRR 154 “Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzen” Laufzeit: 1. Oktober 2016 - 30. Juni 2018 Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR) URL: https://trr154.fau.de/index.php/de/teilprojekte/teilprojekte-phase1/b08-phase1
Ziel dieses Teilprojekts ist die Analyse der Beziehung zwischen (i) den Gleichgewichten in einfachen Wettbewerbsmodellen des Gasmarktes und (ii) der Lösung eines korrespondierenden einstufigen Wohlfahrtsmaximierungsproblems. Ein tiefgehendes Verständnis dieses Zusammenhangs ist eine zwingende Voraussetzung für eine Analyse des in Europa vorherrschenden Entry-Exit-Systems im Gashandel unter Einbeziehung der physikalischen Eigenschaften des Gasflusses. ähnliche Fragestellungen wurden bereits in der Strommarktliteratur ausführlich analysiert. Aufgrund der Komplexität der Modellierung von Gasflüssen im Netzwerk ist eine entsprechende Analyse von Gasmärkten jedoch von deutlich höherer Komplexität: Zum einen sind Gasflüsse in Netzwerken nicht konvex modellierbar aufgrund der zugrundeliegenden physikalischen Prozesse. Dies impliziert, dass klassische Optimalitätsbedingungen nicht hinreichend sind. Zum anderen erfordert der Gastransport den Einsatz aktiver Elemente wie Schieber oder Kompressoren. Diese Elemente erfordern den Einsatz von Binärvariablen, die weitere Nicht-Konvexitäten in den zugrundeliegenden Gleichgewichtsproblemen implizieren. Als Ergebnis des Projekts soll ein erstes Referenzmodell erarbeitet werden, das die Analyse der Gasphysik und die Analyse von Gasmärkten verbindet. Dieses Modell soll die Basis darstellen für die weitergehende Analyse mehrstufiger Modelle von Gasmärkten mit einem Entry-Exit System. Darüber hinaus erweitern die Resultate das Verständnis von binären Gleichgewichtsproblemen.
Vor dem Hintergrund der aktuellen Debatte um die Ausrichtung und Fortführung der Energiewende werden in diesem Forschungsprojekt Flexibilitätsoptionen sowie alternative Rahmenbedingungen am Strommarkt als Ergänzung bzw. Alternative zur Netzausbauplanung analysiert. Mit dieser Studie wird die Grundlage dafür geschaffen, das Verfahren des Netzausbaus systematisch weiter zu fassen und bisher wenig berücksichtigte methodische Ansätze und Flexibilitätsoptionen zu integrieren. Das Design der Studie und das darin verwendete Modell basiert auf dem FAU/EnCN-Gutachten für die Monopolkommission aus dem Jahr 2015, das erstmals eine integrierte Analyse von Netzausbauplanung und zukünftigen Rahmenbedingungen am Strommarkt erlaubt. Das dort verwendete Strommarktmodell wird in dieser Studie insbesondere um die Analyse zusätzlicher Flexibilitätsoptionen und die endogene Optimierung der Technologiewahl und der räumlichen Anordnung der erneuerbaren Energien erweitert.
Im Rahmen des Forschungsprojekts soll die Attraktivität von Geschäftsmodellen evaluiert werden, die auf die Flexibilisierung von großindustriellen Anlagen setzen. Durch die Flexibilisierung entstehen Kosten, die jedoch aufgewogen werden können durch die Möglichkeit, vorwiegend zu Zeiten niedriger Strompreise zu produzieren. Je stärker die Preisschwankungen, desto attraktiver sind derartige Geschäftsmodelle. Handelt es sich bei den Anlagen um Großverbraucher, so ist jedoch zu erwarten, dass die Anlagen selbst die Preisschwankungen im System abmildern und somit die Profitabilität derartiger Geschäftsmodelle für weitere Akteure reduzieren. Diese Effekte werden in dem Projektvorhaben mit dem EnCN Strommarktmodell untersucht.
Mesmerized by the contrast between spectacular growth in Asia and the Pacific Rim and the West’s hard times, many observers have overlooked a major reconfiguration of the Atlantic space. The North America – Europe link continues to be the strongest and largest of the relationships between any two continents. But their decline in relative terms is slowly being matched by the rise of Africa, Latin America and a newly energised Arab region, all of which are increasing their interregional links and gaining weight in global affairs. Both positive factors, such as the opportunities for better management of shared resources, and negative ones, like the illegal flow of narcotics that harms the whole region, emerge as potential drivers for cooperation, competition or conflict. The main objective of this project is to analyse fundamental trends in the Atlantic basin and to show how changing economic, energy, security, human, institutional and environmental links are transforming the wider Atlantic space. Research will map the interconnections between those issue areas across the Atlantic. It will also track the transformation of region to region relationships between Africa, the Americas and Europe from a variety of perspectives from all the Atlantic regions and powers. The project will include a prospective exercise where future scenarios for the Atlantic space will be outlined, in order to identify the opportunities for, and obstacles to, stronger cooperation both on issues limited to the Atlantic and on global challenges. The partners also aim to reach policy relevant conclusions for the EU’s Atlantic agenda, including a review of the EU’s interregional links with the other three littoral continents, its strategic partnerships with the USA, Mexico, Brazil and South Africa and a holistic approach to the whole area – all of them crucial aspects of the role that the EU can play in today’s changing world.
Titel des Gesamtprojektes: Solarfabrik der Zukunft: Smart Grid Solar Laufzeit: 1. Juni 2012 - 31. Mai 2017 Mittelgeber: Bayerische Staatsministerien, Europäische Union (EU) URL: http://www.smart-grid-solar.de/index.html
Seit der Liberalisierung des Energiemarktes liegen die verschiedenen Entscheidungen bezüglich der optimalen Energieversorgung in Deutschland nicht mehr in der Hand komplett integrierter Versorgungsunternehmen. Entscheidungen werden dezentral von vielen verschiedenen Marktteilnehmern getroffen. über die gesamtwirtschaftliche Optimierung des Zusammenspiels von Netzen, Erzeugern, Speichern und Verbrauchern bei der Planung von Smart Grids hinaus, spielt hier auch die Frage eine zentrale Rolle, inwiefern das momentan geltende Marktsystem zusammen mit wirtschaftspolitischen Steuerungsmechanismen (z.B. die im EEG getroffenen Regelungen) in der Tat zu einer Implementierung des optimalen Systems durch die einzelnen Akteure am Markt führt. Als Kernstück der ökonomischen Analyse soll die Implementierung eines Smart Grid Systems durch die relevanten Marktteilnehmer unter verschiedenen politischen Rahmensetzungen quantitativ analysiert werden. Der Vergleich mit den im Bereich Optimierung und Simulation erhaltenen Optimal-Lösungen ermöglicht dann eine Identifikation der notwendigen vorzunehmenden änderungen am Marktumfeld und den gesetzlichen Rahmenbedingungen.
