DaTA: Data for Technology Assessment

Die Datenbasis für zukünftige Energiesysteme

Die Transformation hin zu nachhaltigen, resilienten Multi-Energiesystemen gehört zu den zentralen Herausforderungen unserer Zeit. In der Entwicklung innovativer Technologien wurden bereits erhebliche Fortschritte erzielt. Diese reichen von neuen Materialien für die Energieumwandlung und -speicherung bis hin zu intelligenten Systemarchitekturen. Trotzdem reicht technologische Innovation allein nicht aus. Derzeit stehen sowohl die Systemforschung als auch die technologische Entwicklung vor einer gemeinsamen Herausforderung: dem Fehlen eines umfassenden, offenen und kohärenten Datenrepositoriums, das techno-ökonomische Parameter mit realen Betriebsdaten verknüpft.

Ein kohärentes Bild von der Materialwissenschaft bis zur sozioökonomischen Analyse

Das DaTA-Projekt adressiert diese Lücke durch den Aufbau eines öffentlich zugänglichen Datenrepositoriums, das die Forschungsaktivitäten der Helmholtz-Programme „Energiesystemdesign“ (ESD) und „Materialien und Technologien für die Energiewende“ (MTET) miteinander verbindet. DaTA stellt der wissenschaftlichen Gemeinschaft Referenzdaten und Benchmarks zur Verfügung, indem es verlässliche experimentelle und operative Erkenntnisse aus der Materialwissenschaft und Energietechnologie mit techno-ökonomischen Parametern kombiniert, die als Zielgrößen für zukünftige Entwicklungen dienen. Das Repositorium integriert zentrale Kennzahlen wie Kosten, Wirkungsgrade und Lebensdauern mit realen Betriebsdaten, einschließlich Verhaltens unter unterschiedlichen Bedingungen, Degradationsprozessen und Systeminteraktionen.

Research Highlights

Referenzszenarien für gekoppelte Strom- und Gasnetzstudien:

Auf der Grundlage geografisch konsistenter Modelle der deutschen Übertragungsnetze wurden Referenzszenarien für gekoppelte Strom- und Gasnetzstudien entwickelt. Die Szenarien unterscheiden sich hinsichtlich Systemgröße und Komplexität und umfassen repräsentative Profile für den Strom- und Gasbedarf sowie für die Erzeugung aus erneuerbaren Energien. Sie können zur Methodenentwicklung und -validierung sowie zur Bewertung der Skalierbarkeit herangezogen werden.
Die aktuelle Version konzentriert sich auf Strom- und Gasübertragungsnetze. Es ist geplant, das Benchmark-Framework auf weitere Simulationswerkzeuge, Verteilernetze und andere Energiebereiche, wie beispielsweise Fernwärmenetze, auszuweiten.

Automatisierte Extraktion techno-ökonomischer Daten aus 76.000 Energiesystemstudien

Energiesystemmodelle spielen eine zentrale Rolle bei Entscheidungen zur Energiewende, doch ihre Ergebnisse hängen von quantitativen Annahmen ab, deren Ursprünge und Entwicklung häufig schwer nachzuvollziehen sind. Diese Arbeit stellt eine offene Datenbank mit 3,2 Millionen quantitativen Beobachtungen und 20 Millionen zugehörigen Metadateneinträgen aus 76.000 seit 2010 veröffentlichten Studien dar. Der Datensatz umfasst Technologien, Kosten, Leistungsmerkmale, Modelleigenschaften sowie räumliche und zeitliche Zusammenhänge im gesamten Bereich des Energiesystems. Über ein interaktives Dashboard können Nutzer Teilmengen der Daten erkunden, filtern und herunterladen sowie Visualisierungen von zeitlichen Trends und räumlichen Verteilungen erstellen. Zukünftige Arbeiten werden sich darauf konzentrieren, die Einhaltung allgemein anerkannter Best Practices im Forschungsdatenmanagement weiter zu verbessern und Forschern die Möglichkeit zu geben, die Datenbank mit ihren eigenen Daten zu ergänzen.