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Modeling flexibility in energy systems - comparison of power sector models based on simplified test cases

Gils, Hans Christian und Gardian, Hedda und Kittel, Martin und Schill, Wolf-Peter und Zerrahn, Alexander und Murmann, Alexander und Launer, Jann und Fehler, Alexander und Gaumnitz, Felix und van Ouwerkerk, Jonas und Bußar, Christian und Mikurda, Jennifer und Torralba-Díaz, Laura und Janßen, Tomke und Krüger, Christine (2022) Modeling flexibility in energy systems - comparison of power sector models based on simplified test cases. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 158 (111995). Elsevier. doi: 10.1016/j.rser.2021.111995. ISSN 1364-0321.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Kurzfassung

Model-based scenario analyses of future energy systems often come to deviating results and conclusions when different models are used. This may be caused by heterogeneous input data and by inherent differences in model formulations. The representation of technologies for the conversion, storage, use, and transport of energy is usually stylized in comprehensive system models in order to limit the size of the mathematical problem, and may substantially differ between models. This paper presents a systematic comparison of nine power sector models with sector coupling. We analyze the impact of differences in the representation of technologies, optimization approaches, and further model features on model outcomes. The comparison uses fully harmonized input data and highly simplified system configurations to isolate and quantify modelspecific effects. We identify structural differences in terms of the optimization approach between the models. Furthermore, we find substantial differences in technology modeling primarily for battery electric vehicles, reservoir hydro power, power transmission, and demand response. These depend largely on the specific focus of the models. In model analyses where these technologies are a relevant factor, it is therefore important to be aware of potential effects of the chosen modeling approach. For the detailed analysis of the effect of individual differences in technology modeling and model features, the chosen approach of highly simplified test cases is suitable, as it allows to isolate the effects of model-specific differences on results. However, it strongly limits the model’s degrees of freedom, which reduces its suitability for the evaluation of fundamentally different modeling approaches

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/185370/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modeling flexibility in energy systems - comparison of power sector models based on simplified test cases
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gils, Hans Christianhans-christian.gils (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6745-6609NICHT SPEZIFIZIERT
Gardian, Heddahedda.gardian (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1113-0225NICHT SPEZIFIZIERT
Kittel, MartinGerman Institute for Economic Research (DIW Berlin)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schill, Wolf-PeterGerman Institute for Economic Research (DIW Berlin)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zerrahn, AlexanderGerman Institute for Economic Research (DIW Berlin)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Murmann, AlexanderResearch Center for Energy Economics (FfE)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Launer, JannReiner Lemoine InstituteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fehler, AlexanderRWTH AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gaumnitz, FelixRWTH AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van Ouwerkerk, JonasRWTH AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bußar, ChristianRWTH AachenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mikurda, JenniferUniversity Duisburg-EssenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Torralba-Díaz, LauraInstitute of Energy Economics and Rational Energy Use, Universität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Janßen, TomkeWuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krüger, ChristineWuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2022
Erschienen in:Renewable and Sustainable Energy Reviews
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:158
DOI:10.1016/j.rser.2021.111995
Verlag:Elsevier
ISSN:1364-0321
Status:veröffentlicht
Stichwörter:power sector modeling, model comparison, sector coupling, optimization
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Energiesystemtransformation
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technologiebewertung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse, ST
Hinterlegt von: Gils, Hans Christian
Hinterlegt am:23 Feb 2022 10:38
Letzte Änderung:28 Jun 2023 13:18

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