Forschungsgebiete

Das DFIU bearbeitet in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP) Forschungsthemen aus den folgenden Bereichen:

Akzeptanz und Nutzerverhalten

Gruppenleite: Dr. Daniel Sloot 

Die Gruppe Akzeptanz und Nutzerverhalten am DFIU erforscht die Akzeptanz und Adoption von Innovationen im Rahmen der Energiewende und weiterer Themen der Nachhaltigkeitstransformation aus sozial- und verhaltenswissenschaftlicher Sicht. Im Fokus steht die Frage nach den individuellen Treibern und Barrieren, die sich auf Akzeptanz und Adoption auswirken. Die Forschungsgruppe verwendet dabei Theorien sowie Methoden der empirischen Sozialforschung. Beispielhaft kommen experimentelle Methoden (Randomized Controlled Trials) sowie korrelative Panelstudien und Feldstudien zur Anwendung.

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Dezentrale Energiesysteme und Netze

Gruppenleiter: Dr. rer. pol. Armin Ardone

Die Einhaltung europäischer und deutscher Klimaschutzziele führt zu einer zunehmenden Dezentralisierung von Energiesystemen – insbesondere durch die erhöhte Einspeisung fluktuierender Elektrizitätserzeugung von Windkraft und Photovoltaik. Hieraus resultieren mehrere Herausforderungen: Zum einen müssen große Mengen Strom aus den Windparks im Norden zu den Lastzentren in Süd- und Westdeutschland transportiert werden. Dies ist mit bestehenden Netzkapazitäten kaum noch zu bewältigen. Darüber hinaus müssen die dezentral verteilten, erneuerbaren Stromerzeuger (z.B. Photovoltaik) in das Niederspannungsnetz integriert werden, ohne die Netzsicherheit zu gefährden. In diesem Zusammenhang werden derzeit verschiedene Möglichkeiten des Markt-Designs für dezentrale Energiesysteme sowie unterschiedliche Demand-Response-Mechanismen intensiv diskutiert. Indes sind die Auswirkungen der beschriebenen Veränderungen auf die Stabilität und Resilienz des Gesamt-systems noch nicht vollständig bekannt. Insbesondere die gekoppelte und geographisch/zeitlich hochaufgelöste Analyse von Erzeugung, Netz und Speicherung im operativen und strategischen Zeitbereich (Zu-/Rückbauten) stellt eine große Herausforderung dar. Die Forschung im Bereich dezentrale Energiesysteme und Netze fokussiert auf verschiedene Simulations- und Optimierungsmodelle in folgenden Bereichen: Modellbasierte Energiesystemanalyse unter Berücksichtigung von Netzrestriktionen, dezentrale Energiesysteme und Smart Markets/Grids.

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Energiemärkte und Energiesystemanalyse

Gruppenleiter: M. Sc. Christoph Fraunholz

Die nachhaltige Gestaltung von Energiesystemen unter Berücksichtigung von Umwelt-, Wirtschafts-, Sozial- und Versorgungssicherheitsaspekten ist nicht nur eine wichtige, sondern auch eine äußerst komplexe Aufgabe. Auf der einen Seite erfordert die Aufgabe eine starke politische Lenkung mit einem weiten Blick für mögliche zukünftige Entwicklungen. Andererseits ist die Aufgabe abhängig von Entscheidungen und dem Verhalten verschiedener Akteure in den Bereichen
Energieerzeugung, ‑handel, ‑versorgung und ‑nutzung. Ziel der Forschungsgruppe Energiemärkte und Energiesystemanalyse (EMESA) ist die Erarbeitung und Anwendung mathematischer Modelle zur Analyse der Auswirkungen politischer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen sowie technologischer Trends auf die zukünftige Entwicklung von Energiesystemen.

Zu den wichtigsten aktuellen Forschungsthemen gehören:
○ Strommarktdesign,
○ Investitionen in Flexibilitätsoptionen,
○ Verbreitung von Energiespeichern und deren Auswirkungen auf den Strommarkt,
○ Dekarbonisierung des Energiesektors,
○ Sektorkopplung sowie
○ Preisprognosen und -analysen.

 

Normative Fragen unter Berücksichtigung der gesamtwirtschaftlichen Perspektive werden in den Analysen dieser Themen ebenso berücksichtigt wie die spezifischen Perspektiven verschiedener Akteure, zu denen das Verhalten und die Motive verschiedener Marktteilnehmer gehören. Adressaten der modellbasierten Analysen der Forschungsgruppe EMESA sind Entscheidungsträger aus Politik, Wirtschaft und Industrie.

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Energiepolitik

Gruppenleiter: Dipl.-Math. Joris Dehler-Holland

Die Erreichung von ambitionierten Klimaschutzzielen erfordert umfangreichen gesellschaftlichen, ökonomischen und technologischen Wandel. Aufgrund des hohen Treibhausgasausstoßes ist der Energiesektor dabei besonders gefordert. Politischen Entscheidern stehen dabei verschiedene Werkzeuge zur Verfügung, um nachhaltigen Wandel anzuregen.

Im Fokus der Forschungsgruppe Energiepolitik liegen politische Maßnahmen zur Förderung oder Sanktionierung von Energietechnologien und deren ökonomische und gesellschaftliche Auswirkungen. Da politische Instrumente nicht unabhängig von politischen Akteuren entstehen, beschäftigt sich die Arbeitsgruppe mit politischen Prozessen und deren Einfluss auf politische Maßnahmen. Zum Einsatz kommen dabei vor allem statistische Methoden zur Datenanalyse und ökonomische Modelle, aber auch Umfragen zur Akzeptanz von Technologien.

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Nachhaltige Wertschöpfungsketten

Gruppenleiter: Dr.-Ing. Simon Glöser-Chahoud

In der Forschungsgruppe "Nachhaltige Wertschöpfungsketten" werden umweltbezogene Analysen industrieller Prozesse und Versorgungsnetzwerke durchgeführt. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der integrierten Betrachtung techno-ökonomischer und ökologischer Aspekte, welche mit unterschiedlichen Simulations- und Optimierungsansätzen adressiert werden. Diese reicht von der Bewertung von Emissionsminderungstechnologien und entsprechender Vermeidungskosten bis hin zu Ansätzen des Life-Cycle-Assessments. Zunehmend werden diese Ansätze auch durch sozialwissenschaftliche Analysen ergänzt oder zur Politikberatung auf Europäischer Ebene aufbereitet. Die analysierten Branchen umfassen sowohl die Prozess- als auch die Fertigungsindustrie. Dabei stehen insbesondere kreislaufwirtschaftliche Prozesse unterschiedlicher Branchen im Vordergrund.

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Projekt- und Ressourcenmanagement in der bebauten Umwelt

Gruppenleiterin: Dr.-Ing. Rebekka Volk 

Ziel der Forschungsgruppe ist die Entscheidungsunterstützung von Akteuren im Themenfeld "Projekt- und Ressourcenmanagement“ insbesondere in der bebauten Umwelt durch die methodengestützte Beantwortung praxisrelevanter Fragestellungen. Insbesondere in den Bereichen Rückbau, Recycling und Kreislaufwirtschaft sowie Energieeffizienz und dem Einsatz erneuerbarer Energien in Gebäuden kann die Forschungsgruppe auf umfangreiche Erfahrungen zurückgreifen.

Aktuelle Arbeiten zielen auf die Entwicklung von nachhaltiger Stadt- und Quartiersentwicklung (Landnutzung, Wasser, Stoffströme), der Energieeffizienz in Quartieren, die technoökonomische Bewertung des Recyclings von Kunststoffen und Porenbeton, die Optimierung des Gebäude- und Anlagenrückbaus (insbesondere kerntechnischer Anlagen) sowie die Einbeziehung von Akteuren bei energetischer Sanierung und baustofflicher Kreislaufwirtschaft ab.

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Risikomanagement

GruppenleiterDr. rer. pol. Marcus Wiens

Die Forschungsgruppe "Risikomanagement" analysiert Risiken im Bereich industrieller Wertschöpfungsketten, kritischer Infrastrukturen sowie auf Märkten mit Netzwerkeffekten und unterstützt Entscheidungsträger bei der Planung auf den Gebieten Risiko- und Krisenmanagement. Der Forschungsansatz ist interdisziplinär, allerdings mit einem Schwerpunkt auf der ökonomischen Perspektive. Die methodische Ausrichtung der Forschungsgruppe umfasst Entscheidungsunterstützung und Optimierung; spieltheoretische, experimentelle und agentenbasierte Modellierung von Verhaltensrisiken; disziplinübergreifende Modelle zur Risikobewertung sowie Vulnerabilitäts- und Robustheitsanalysen.

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Transport und Energie

Gruppenleiterin: M. Sc. Manuel Ruppert

Im Fokus der Gruppe „Transport und Energie“ steht die techno-ökonomische Analyse der Auswirkungen von Elektrofahrzeugen auf das Energiesystem und Stoffströme. Die techno-ökonomische Analyse beinhaltet eine interdisziplinäre Untersuchung unter Berücksichtigung technischer, ökonomischer, sozioökonomischer und ökologischer Fragestellungen. Eigene Energiesystemmodelle sowie agentenbasierte Simulationsmodelle unterstützen diese Analysen.

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