Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Anwendung der Methode Analytic Hierarchy Process zur Bestimmung des Potentials verschiedener marktreifer Technologien im Rahmen der klimaneutralen Energieversorgung. Zum einen werden eingangs die Grundlagen der Methode dargelegt und zum anderen erfolgt die Anwendung der Methode spezifisch für die Potentialbestimmung von Technologien zur Bereitstellung thermischer, kinetischer und elektrischer Energie. Die Notwendigkeit der multikriteriellen Bewertung ergibt sich aus den technischen, ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Faktoren, welche einen Einfluss auf das technologiespezifische Potential nehmen. Unter Anwendung der Methode AHP finden diese Einflüsse als gewichtete Kriterien Einzug in die Bewertung. Dabei wird das Entscheidungsproblem zunächst zergliedert, strukturiert und anschließend die Bewertung von Alternativen durchgeführt. Als Alternativen kommen jegliche Technologien zur Bereitstellung klimaneutraler Energie bei ausreichender Datengrundlage infrage.
In Zusammenhang mit dem Klimaziel 2050 stellt die Erschließung neuer bzw. bisher nur unzureichend genutzter erneuerbarer Energieformen sowie die damit verbundene Neustrukturierung des nationalen Energiesystems eine der größten Herausforderungen des laufenden Jahrhunderts dar. Dabei bieten die zurzeit verfügbaren Technologien in Anbetracht des Klimaziels 2050 unterschiedliche Potentiale.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Energie und Klimawandel
1.2 Politische Treiber der regenerativen Energien
1.3 Problemstellung und Ziel der Arbeit
1.4 Struktur und Gang der Arbeit
2 Methodisches Vorgehen
2.1 Multikriterielle Entscheidungsanalyse: Analytic Hierarchy Process
2.2 Vorgehen zur Identifikation von Kriterien
2.3 Vorgehen zur Identifikation von Alternativen
3 Klimaneutrale thermische Energie
3.1 Kriterien zur Bewertung von Technologien der thermischen Energiebereitstellung
3.2 Gewichtung der Kriterien zur Deckung des thermischen Energiebedarfs
3.3 Technologien zur Bereitstellung thermischer Energie
3.4 Bewertung von Technologien zur thermischen Energiebereitstellung
3.5 Ergebnisse der Bewertung von Technologien zur Bereitstellung thermischer Energie
3.6 Thermische Energiebereitstellung im Jahr 2050
4 Klimaneutrale kinetische Energie
4.1 Kriterien zur Bewertung von Technologien der kinetischen Energiebereitstellung
4.2 Gewichtung der Kriterien zur Deckung des kinetischen Energiebedarfs
4.3 Technologien zur Bereitstellung kinetischer Energie
4.4 Bewertung von Technologien zur kinetischen Energiebereitstellung
4.5 Ergebnisse der Bewertung von Technologien zur Bereitstellung kinetischer Energie
4.6 Kinetische Energiebereitstellung im Jahr 2050
5 Klimaneutrale elektrische Energie
5.1 Kriterien zur Bewertung von Technologien der elektrischen Energiebereitstellung
5.2 Gewichtung der Kriterien zur Deckung des elektrischen Energiebedarfs
5.3 Technologien zur Bereitstellung elektrischer Energie
5.4 Bewertung von Technologien zur elektrischen Energiebereitstellung
5.5 Ergebnisse der Bewertung von Technologien zur Bereitstellung elektrischer Energie
5.6 Elektrische Energiebereitstellung im Jahr 2050
6 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ableitung von Handlungsempfehlungen
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht das Potenzial verschiedener marktreifer Technologien zur Deckung des thermischen, elektrischen und kinetischen Energiebedarfs in Deutschland im Hinblick auf das Klimaziel 2050. Unter Anwendung des Analytic Hierarchy Process (AHP) erfolgt eine multikriterielle Bewertung, um Handlungsempfehlungen für die Transformation des Energiesystems abzuleiten.
- Multikriterielle Entscheidungsanalyse mittels Analytic Hierarchy Process (AHP)
- Bewertung von Technologien zur thermischen, kinetischen und elektrischen Energiebereitstellung
- Einbezug technischer, ökonomischer, ökologischer und gesellschaftlicher Kriterien
- Szenarien-Analyse für das Jahr 2050
- Ableitung von politischen und strategischen Handlungsempfehlungen
Auszug aus dem Buch
Multikriterielle Entscheidungsanalyse: Analytic Hierarchy Process
Der Analytic Hierarchy Process (AHP) ist eine Methode zur Entscheidungsunterstützung. Er zählt zu den multikriteriellen Entscheidungsanalysen und findet sowohl im unternehmerischen als auch im wissenschaftlichen Kontext Anwendung. Die Analyse und Hierarchisierung eines Entscheidungsproblems nimmt dabei die zentrale Rolle ein. Die Methode wurde von Thomas L. Saaty entwickelt, um auf systematische Weise Prioritäten zu definieren und komplexe Entscheidungen zu unterstützen. Die hierarchische Struktur der AHP-Methode kann eine Vielzahl von Faktoren eines komplexen Entscheidungsproblems zum Ausdruck bringen und synthetisieren, wodurch unter anderem die Definition des Entscheidungsproblems erleichtert wird. In dieser Arbeit werden das methodische Vorgehen sowie die Durchführung samt Begründungen vollständig dokumentiert.
Die multikriteriellen Entscheidungsanalysen (MCDA) sind Bestandteil der Entscheidungstheorie. Derartige Methoden werden herangezogen, sofern mehrere Alternativen zur Auswahl stehen und mehrere Kriterien bei der Alternativenbewertung zu berücksichtigen sind. In der Literatur werden mehr als 50 Methoden unterschieden; von diesen ist in der nachfolgenden Abbildung eine Auswahl an MCDA Methoden dargestellt.
Einige der MCDA-Methoden können dabei untereinander substituiert werden. Allerdings können sich die Ergebnisse von Methode zu Methode unterscheiden. Die Abweichungen können durch einen unterschiedlichen Umgang mit den Gewichtungen, die Verwendung verschiedener Algorithmen, Abhängigkeiten im Entscheidungsprozess oder durch den Einfluss zusätzlicher Parameter hervorgerufen werden. Hierdurch kommt der Selektion einer adäquaten Methode eine besondere Bedeutung zu.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Energieproblematik, den Klimawandel sowie die politische Notwendigkeit einer Energiewende zur Erreichung der Klimaziele 2050.
2 Methodisches Vorgehen: Vorstellung der AHP-Methode als Werkzeug zur Entscheidungsunterstützung sowie Erläuterung der Identifikationsprozesse für Bewertungskriterien und Alternativen.
3 Klimaneutrale thermische Energie: Analyse und Bewertung verschiedener Technologien (z.B. Wärmepumpen, Solarthermie) zur Deckung des thermischen Energiebedarfs anhand technischer, ökonomischer, ökologischer und gesellschaftlicher Kriterien.
4 Klimaneutrale kinetische Energie: Untersuchung von Antriebstechnologien (z.B. Brennstoffzellen, Batterien) für den Transportsektor unter Anwendung der multikriteriellen Bewertung.
5 Klimaneutrale elektrische Energie: Bewertung von Technologien (Photovoltaik, Windkraft) zur Bereitstellung elektrischer Energie zur Deckung des Bruttostrombedarfs.
6 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ableitung von Handlungsempfehlungen: Synthese der Forschungsergebnisse und Formulierung von Empfehlungen für Politik und Energiewirtschaft zur Erreichung der Klimaziele 2050.
Schlüsselwörter
Multikriterielle Entscheidungsanalyse, Klimaziel 2050, Analytic Hierarchy Process, Energieversorgung, Klimaneutralität, thermische Energie, kinetische Energie, elektrische Energie, Wärmepumpen, Photovoltaik, Windkraftanlagen, Brennstoffzellen, Lithium-Batterien, Nachhaltigkeit, Energiewende.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Masterarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Bewertung von klimaneutralen Technologien zur Deckung des thermischen, kinetischen und elektrischen Energiebedarfs in Deutschland im Kontext des Klimaziels 2050.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die zentralen Felder sind die Energiebereitstellung in den Bereichen Wärme, Verkehr (kinetisch) und Strom, wobei jeweils spezifische Technologien und deren Potenziale analysiert werden.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist die Bestimmung des Potenzials verschiedener marktreifer Technologien, um auf Basis dieser Ergebnisse Handlungsempfehlungen für eine klimaneutrale Energieversorgung im Jahr 2050 zu formulieren.
Welche wissenschaftliche Methode wird eingesetzt?
Zur Bewertung wird die Methode des "Analytic Hierarchy Process" (AHP) verwendet, ein multikriterielles Entscheidungsanalyseverfahren, das komplexe Probleme in hierarchische Strukturen zerlegt.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden für die Sektoren Wärme, Verkehr und Strom jeweils Kriterien identifiziert, die relevanten Technologien (Alternativen) bewertet und Szenarien für das Jahr 2050 abgeleitet.
Welche Kriterien charakterisieren die Bewertung?
Die Bewertung erfolgt anhand von technischen, ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Kriterien, wie z.B. Regelbarkeit, Gestehungskosten, Ressourcenbedarf und gesellschaftliche Akzeptanz.
Warum ist die Unterscheidung zwischen verschiedenen Batterietechnologien (LFP vs. NCA) wichtig?
Die Batterietypen weisen unterschiedliche Spezifika in Bezug auf Kosten, Sicherheit, Energiedichte und Materialkritikalität (z.B. Cobalt-Einsatz) auf, was ihre Eignung für den Einsatz in Fahrzeugen stark beeinflusst.
Welche Rolle spielt die Wasserstoff-Infrastruktur für das Szenario 2050?
Brennstoffzellen-Fahrzeuge stellen laut Bewertung eine sehr gute Alternative dar, deren Potenzial jedoch stark vom Ausbau einer flächendeckenden Wasserstoff-Infrastruktur abhängt.
- Citar trabajo
- Maurice Samson (Autor), 2020, Klimaneutrale Energie 2050. Ein Beitrag zur multikriteriellen Bewertung marktreifer Technologien zur Deckung des thermischen, elektrischen und kinetischen Energiebedarfs, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1035250
