Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Vor dem Hintergrund der Transformation des Energiesystems hin zu hohen Anteilen erneuerbarer Energien beschäftigt sich das Projekt Sustainable and Resilient Energy for Switzerland (SURE) mit der ganzheitlichen Beurteilung der Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit (Resilienz) unter Berücksichtigung der verschiedenen Umweltdimensionen, des Einsatzes natürlicher Ressourcen, der Gesundheitsaspekte, der Wirtschaft, der Versorgungssicherheit und des sozialen Umfeldes. Aufbauend auf der bisherigen Forschung in diesem Bereich wird im Projekt wird ein neuer quantitativer, datenbasierter Modellrahmen entwickelt und angewandt. Der modellbasierte Ansatz kombiniert eine gesamtheitliche Systembetrachtung, eine umfassende Datenbank mit Nachhaltigkeits- und Resilienzindikatoren, die Energieinfrastruktur und deren systemische Zusammenhänge und bezieht explizit soziale und politische Aspekte mit ein. Entwicklungen auf nationaler Ebene, sowie ausgewählte regionale Fallstudien, analysieren die Resilienz mit einer langfristigen Perspektive (inklusive 2035 und 2050 als Fokusjahre) mit Hilfe einer Szenarioanalyse, welche Transformationspfade sowie zukünftige Störereignisse (Schockszenarien mit Beeinträchtigungen entlang verschiedener Einflussgrössen), die dazugehörigen Unsicherheiten und die Auswirkungen auf das Energiesystem und die Gesellschaft als Ganzes berücksichtigen. Die Resultate fliessen in ein Werkzeug zu Unterstützung von Entscheidungsträgern unter Einbezug unterschiedlichster Interessengruppen ein, um Politikstrategien und Massnahmen zur Gestaltung des zukünftigen Schweizer Energiesystems zu entwickeln, welches robuster gegen Störereignisse ist und im Falle einer Unterbrechung sich schnell wieder erholen kann. Die Projektergebnisse beinhalten unter anderem eine webbasierte Plattform, gestützt auf die umfassende Analyse, welche einem breiten Publikum die Zusammenhänge der verschiedenen Nachhaltigkeitsdimensionen und der Resilienz für die Zukunft aufzeigen sowie Zielkonflikte in Bezug auf eine nachhaltige und belastbare Transformation des Energiesektors. Schlussendlich liefert das Projekt Empfehlungen und Leitlinien für Entscheidungsträger, Technologieentwickler und Unternehmen zur Entwicklung ihrer Strategien für eine nachhaltigere und belastbare Energiezukunft.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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In view of a system transformation to a much higher renewable energy share, the proposed project addresses the need for an integrated assessment of sustainability and resilience, treating the multiple dimensions of environment, use of natural resources, public health, economics, security of supply, and social wellbeing. Extending existing research in this field, a novel quantitative model- and databased framework will be developed and applied based on combining holistic systemic approaches, comprehensive indicator databases, energy infrastructure and system modelling, and representing social and policy aspects. Focusing on Swiss national developments as well as selected regional case studies, resilience will be analysed with a longterm perspective (including 2035 and 2050 as focus years) with a scenario approach that simulates transition pathways as well as future disruptive events (using shock scenarios with disruptions at different temporal scales), related uncertainties and the implications for the energy system and society. The results feed into a stakeholderinformed multiobjective decision analysis to develop strategies and measures to design the energy system more robust against disruptions and to allow for rapid recovery in case a disruption takes place. The project’s output will be manifold including a webbased platform backed by the comprehensive analytical framework that helps a broad audience to understand interdependencies of the various dimensions of sustainability and resilience in a prospective way as well as it aims to illustrate the tradeoffs between competing objectives related to a sustainable and resilient energy sector transformation. Ultimately the project will provide recommendations and guidelines to policy makers, technology developers and businesses on the design of their respective strategies towards a more sustainable and resilient energy future.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Dans le contexte de la transformation du système énergétique vers une part beaucoup plus élevée d’énergies renouvelables, le projet Sustainable and Resilient Energy for Switzerland (SURE) répond à la nécessité d’une évaluation intégrée de la durabilité et de la résilience, en tenant compte des différentes dimensions environnementales, de l’utilisation des ressources naturelles, de la santé publique, de l’économie, de la sécurité d’approvisionnement et du bien-être social. Dans le prolongement des recherches menées jusqu’ici dans ce domaine, le projet élaborera et appliquera un nouveau cadre de modélisation quantitatif basé sur des données. L’approche basée sur des modèles combine une vision globale du système, une banque de données complète avec des indicateurs de durabilité et de résilience, l’infrastructure énergétique et ses interactions systématiques, et intègre explicitement des aspects sociaux et politiques. En se concentrant sur les évolutions au niveau national et sur une sélection d’études de cas, la résilience sera analysée dans une perspective à long terme (y compris 2035 et 2050 comme années focus ) à l’aide d’une analyse de scénario qui simule des chemins de transformation et des événements perturbateurs futurs (scénarios de choc avec des perturbations selon différents facteurs déterminants), les incertitudes correspondantes, ainsi que les effets sur le système énergétique et la société dans son ensemble. Les résultats alimentent une analyse de décision multi-objectifs, informée par les parties prenantes, afin de développer des stratégies politiques et des mesures pour façonner un futur système énergétique suisse plus robuste face aux perturbations et capable de se rétablir rapidement en cas d’interruption. Les résultats du projet comprennent, entre autres, une plateforme web, portée par une analyse complète, qui présente au grand public les interdépendances entre les différentes dimensions de la durabilité et de la résilience de manière prospective, ainsi que les conflits d’objectifs liés à une transformation durable et résiliente du secteur énergétique.
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Kurzbeschreibung
(Italienisch)
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In vista della transizione a un sistema energetico caratterizzato da una quota molto più rilevante di energie rinnovabili, il progetto Sustainable and Resilient Energy for Switzerland (SURE, Energia sostenibile e resiliente per la Svizzera) affronta la necessità di una valutazione integrata della sostenibilità e della resilienza del sistema energetico, analizzando le molteplici dimensioni dell'ambiente, dell'uso delle risorse naturali, della salute pubblica, dell'economia, della sicurezza dell'approvvigionamento e del benessere sociale. Ampliando la ricerca esistente in questo campo, SURE svilupperà e applicherà un nuovo quadro quantitativo basato sull’uso di dati e modelli: con un approccio sistemico ed olistico, esso combinerà database omnicomprensivi di indicatori e modelli del sistema e delle infrastrutture energetiche, rappresentando inoltre esplicitamente gli aspetti sociali e politici. Concentrandosi sull’evoluzione a livello nazionale per la Svizzera e su alcuni casi di studio specifici a livello regionale, SURE analizzerà la resilienza in una prospettiva di lungo termine (considerando il 2035 e il 2050 come anni di riferimento), mediante un approccio basato su scenari che simulino percorsi di transizione e possibili futuri eventi dirompenti (usando scenari di shock che producono perturbazioni su diverse scale), tenendo conto delle relative incertezze e delle implicazioni per il sistema energetico e la società in generale. I risultati alimenteranno un'analisi decisionale a molti obiettivi basata sul coinvolgimento degli stakeholder, volta a sviluppare strategie e misure politiche per progettare un sistema energetico che sia più robusto rispetto a possibili eventi dirompenti e in grado di riprendersi più in fretta nel caso in cui questi avvengano. I risultati del progetto saranno molteplici. Essi includeranno una piattaforma web supportata da un quadro analitico completo, che aiuti un vasto pubblico a comprendere le interdipendenze tra le varie dimensioni della sostenibilità e della resilienza in modo prospettico, nonché le necessità di compromesso tra obiettivi conflittuali relativi alla trasformazione sostenibile e resiliente del settore energetico. In ultima analisi, il progetto fornirà raccomandazioni e linee guida a responsabili politici, sviluppatori di tecnologie e imprese per la progettazione delle loro rispettive strategie verso un futuro energetico più sostenibile e resiliente.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Die übergeordnete Forschungsfrage des SURE-Konsortiums lautet: «Wie können Resilienz- und Nachhaltigkeitskriterien mit den primären Zielen der Schweizer Energiewende in Einklang gebracht werden?» Konkret untersucht das Projekt vier Hauptziele:
1.Bewertung der Nachhaltigkeit und Resilienz des zukünftigen Schweizer Energiesystems auf Basis erneuerbarer Energien.
2.Entwicklung eines integrierten analytischen Rahmens auf der Grundlage von Modellierungswerkzeugen und Indikatoren-Datenbanken.
3.Einbeziehung von Interessengruppen zur Bewertung von Indikatoren für vier langfristige Pfade unter fünf Schockszenarien.
4.Anwendung auf nationaler Ebene in der Schweiz sowie für mehrere regionale oder themenbezogene Fallstudien.
Aufbauend auf bestehenden Forschungsarbeiten in diesem Bereich wird ein neuartiger, quantitativer, modell- und datenbasierter Rahmen entwickelt und angewandt, der ganzheitliche, systemische Ansätze, umfassende Indikatoren-Datenbanken, Energieinfrastruktur und Systemmodellierung kombiniert und dabei explizit soziale und politische Aspekte berücksichtigt. Mit dem Fokus auf die nationalen Entwicklungen in der Schweiz sowie auf ausgewählte regionale Fallstudien wird die Resilienz in einer langfristigen Perspektive (einschliesslich 2035 und 2050 als Fokusjahre) mit einem Szenario-Ansatz analysiert, der Übergangspfade sowie zukünftige Störereignisse (unter Verwendung von Schockszenarien mit Störungen auf verschiedenen Ebenen), damit verbundene Unsicherheiten und die Auswirkungen auf das Energiesystem und die Gesellschaft simuliert. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für eine von den Interessengruppen informierte, facettenreiche Entscheidungsanalyse, die Strategien und politische Massnahmen zur Gestaltung eines Energiesystems entwickelt, das widerstandsfähiger gegen Störungen ist und sich im Falle einer Störung schnell erholen kann. Das Projektergebnis wird vielfältig sein, einschliesslich einer webbasierten Plattform, die durch einen umfassenden analytischen Rahmen unterstützt wird, der es einem breiten Publikum ermöglicht, die Interdependenzen verschiedener Nachhaltigkeits- und Resilienz-Dimensionen zu verstehen und die Kompromisse zwischen konkurrierenden Zielen im Zusammenhang mit der Transformation des Energiesektors zu veranschaulichen. Letztendlich wird das Projekt politischen Entscheidungsträgern, Technologieentwicklern und Unternehmen Empfehlungen und Leitlinien für die Gestaltung ihrer jeweiligen Strategien für eine nachhaltigere und widerstandsfähigere Energiezukunft liefern. Die wichtigsten Errungenschaften des Projekts lassen sich mit Blick auf das vergangene Jahr wie folgt zusammenfassen. Der SURE MCDA-Rahmen wurde im Rahmen des zweiten Stakeholder-Workshops für die Bewertung von Schweizer Energiewendepfaden entwickelt und getestet, wobei die wichtigsten Kompromisse zwischen ökologischen, wirtschaftlichen, soziopolitischen und resilienten Indikatoren aufgezeigt wurden. Die erste Version des SURE-Spiels, «Energy Ensured», wurde veröffentlicht und bis Ende 2024 in die SURE-Umfrage integriert. Der Anpassungsbedarfsindikator (ANI) wurde fertiggestellt und ermöglicht die Bewertung der rechtlichen und politischen Aspekte der SURE-Pfade. Der SURE-Modellierungsrahmen wurde weiter verbessert, und alle Annahmen, Definitionen und Protokolle wurden in einem öffentlich zugänglichen Repositorium dokumentiert. Die Quantifizierung der vier Pfadszenarien ist abgeschlossen, und es wurden Modellschnittstellen für eine effiziente Interaktion eingerichtet. Für die Fallstudien wurde ein Systemdynamikmodell entwickelt, um die Energiewende im Tessin zu bewerten, und ein städtisches Fernwärmeplanungswerkzeug wurde für Zürich entwickelt. Die Integration des SBB-Modells mit dem SURE-Analyserahmen wurde abgeschlossen, wobei der Schwerpunkt auf der Verbindung zwischen SBB und Swissgrid lag.
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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The guiding research question of the SURE consortium is « How can resilience and sustainability criteria be reconciled with the primary goals of the Swiss energy sector transformation? » More specifically, the project investigates four primary objectives:
1.Assessment of the sustainability and resilience of the future renewable-based Swiss energy system.
2.Development of an integrated analytical framework based on modeling tools and indicator databases.
3.Engagement of stakeholders to evaluate indicators for four long-term pathways under five shock scenarios.
4.Application at the national level in Switzerland, as well as for several regional or topic-focused case studies.
Building on existing research in this field, a novel, quantitative model- and data-based framework will be developed and applied by combining holistic, systemic approaches, comprehensive indicator databases, energy infrastructure, and system modeling while explicitly representing social and policy aspects. Focusing on Swiss national developments as well as selected regional case studies, resilience will be analyzed with a long-term perspective (including 2035 and 2050 as focus years) with a scenario approach that simulates transition pathways as well as future disruptive events (using shock scenarios with disruptions at different scales), related uncertainties and the implications for the energy system and society. The results inform a stakeholder-informed, multi-objective decision analysis that develops strategies and policy measures to design an energy system more resilient to disruptions and capable of rapid recovery in the event of a disruption. The project’s output will be multifaceted, including a web-based platform supported by a comprehensive analytical framework that enables a broad audience to understand the interdependencies of various sustainability and resilience dimensions in a prospective manner and to illustrate the trade-offs between competing objectives related to a sustainable and resilient energy sector transformation. Ultimately, the project will provide policymakers, technology developers, and businesses with recommendations and guidelines on designing their respective strategies for a more sustainable and resilient energy future. The major achievements of the project to date, with a focus on the past year, can be summarized as follows. The SURE MCDA framework has been designed and tested at the second stakeholder workshop for evaluating Swiss energy transition pathways, revealing key trade-offs among environmental, economic, socio-political, and resilience indicators. The first version of the SURE Game, «Energy Ensured», was released and integrated into the SURE survey by late 2024. The Adaptation Need Indicator (ANI) was finalized, allowing the evaluation of the legal and political aspects of the SURE pathways. The SURE modeling framework has been further enhanced, and all assumptions, definitions, and protocols have been documented in a publicly accessible repository. The quantification of the four pathway scenarios has been completed, and model interfaces for efficient interaction have been established. For the case studies, a system dynamics model was developed to assess Ticino’s energy transition, and an urban district heating planning tool was developed for Zurich. The integration of the SBB model with the SURE analysis framework was completed, with a focus on the connection between SBB and Swissgrid.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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La question de recherche qui guide le consortium SURE est la suivante : « Comment concilier les critères de résilience et de durabilité avec les objectifs de transformation du secteur énergétique suisse ? » Plus précisément, le projet étudie quatre objectifs principaux :
1.Évaluation de la durabilité et de la résilience du futur système énergétique suisse basé sur les énergies renouvelables.
2.Développement d'un cadre analytique intégré basé sur des outils de modélisation et des bases de données d'indicateurs.
3.Engagement des parties prenantes pour évaluer les indicateurs de quatre voies à long terme soumis à cinq scénarios de choc.
4.Application au niveau national, ainsi que pour plusieurs études de cas régionales ou thématiques.
En s'appuyant sur les recherches existantes dans ce domaine, un nouveau cadre quantitatif basé sur des modèles et des données sera développé et appliqué en combinant des approches holistiques et systémiques, des bases de données d'indicateurs complètes, des infrastructures énergétiques et une modélisation des systèmes, tout en représentant explicitement les aspects sociaux et politiques. En se concentrant sur les développements nationaux suisses ainsi que sur des études de cas régionales sélectionnées, la résilience du système énergétique suisse sera analysée dans une perspective à long terme (avec 2035 et 2050 comme années cibles). Pour cela, une approche par scénario qui simule les voies de transition ainsi que les événements perturbateurs futurs (en utilisant des scénarios de choc avec des perturbations à différentes échelles) sera utilisée, incluant les incertitudes qui y sont liées et les implications pour le système énergétique et la société. Les résultats alimenteront une analyse décisionnelle multi-objectifs, éclairée par les parties prenantes, qui élabore des stratégies et des mesures politiques pour concevoir un système énergétique plus résistant aux perturbations et capable de se rétablir rapidement en cas de perturbation. Les résultats du projet seront multiples, notamment une plateforme en ligne soutenue par un cadre analytique complet qui permettra à un large public de comprendre les interdépendances des différentes dimensions de la durabilité et de la résilience de manière prospective et d'illustrer les compromis entre des objectifs concurrents liés à une transformation durable et résiliente du secteur de l'énergie. À terme, le projet fournira aux décideurs politiques, aux développeurs de technologies et aux entreprises des recommandations et des lignes directrices sur la conception de leurs stratégies respectives pour un avenir énergétique plus durable et plus résilient. Les principales réalisations du projet à ce jour peuvent être résumées comme suit. L’outil SURE MCDA a été conçu et testé lors du deuxième atelier des parties prenantes pour évaluer les voies de transition énergétique suisses, révélant des compromis clés entre les indicateurs environnementaux, économiques, sociopolitiques et de résilience. La première version du jeu SURE, « Energy Ensured », a été publiée et intégrée à l'enquête SURE fin 2024. L'indicateur des besoins d'adaptation (ANI) a été finalisé, permettant l'évaluation des aspects juridiques et politiques des trajectoires SURE. Le cadre de modélisation SURE a été encore amélioré, et toutes les hypothèses, définitions et protocoles ont été documentés dans un référentiel accessible au public. La quantification des quatre scénarios de trajectoire a été achevée, et des interfaces de modèle pour une interaction efficace ont été établies. Pour les études de cas, un modèle de dynamique des systèmes a été développé pour évaluer la transition énergétique du Tessin, et un outil de planification du chauffage urbain a été développé pour Zurich. L'intégration du modèle SBB dans le cadre d'analyse SURE a été achevée, en mettant l'accent sur la connexion entre SBB et Swissgrid.
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Publikationen / Ergebnisse
(Italienisch)
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La domanda di ricerca principale del consorzio SURE è: «Come possono essere conciliati i criteri di resilienza e sostenibilità con gli obiettivi primari della trasformazione del settore energetico svizzero?». In particolare, il progetto indaga quattro obiettivi principali:
1.Valutazione della sostenibilità e della resilienza del futuro sistema energetico svizzero basato su fonti di energia rinnovabili.
2.Sviluppo di un quadro analitico integrato basato su strumenti di modellizzazione e database di indicatori.
3.Coinvolgimento degli stakeholder per valutare gli indicatori relativi a quattro scenari di transizione a lungo termine e cinque shock.
4.Applicazione a livello nazionale in Svizzera, nonché a studi di caso focalizzati su specifiche regioni o tematiche.
Basandosi su ricerche esistenti in questo campo, il progetto svilupperà e applicherà un quadro innovativo e quantitativo basato su modelli e dati, combinando approcci olistici e sistemici, database completi di indicatori, infrastrutture energetiche e modellizzazione dei sistemi, con una rappresentazione esplicita degli aspetti sociali e politici. Concentrandosi sugli sviluppi nazionali svizzeri e su casi di studio regionali selezionati, la resilienza sarà analizzata con una prospettiva di lungo termine (includendo gli anni 2035 e 2050 come focus) attraverso un approccio che simula scenari di transizione, eventi inaspettati futuri (con impatto di shock di diverse scale), le incertezze correlate e le implicazioni per il sistema energetico e la società. I risultati informeranno un'analisi decisionale multi-obiettivo basata sul coinvolgimento degli stakeholder, sviluppando strategie e misure politiche per progettare un sistema energetico più resiliente alle interruzioni e capace di un rapido recupero in caso di crisi. L’output del progetto sarà multidimensionale e includerà una piattaforma web supportata da un quadro analitico completo, che consentirà a un pubblico ampio di comprendere le interdipendenze tra diverse dimensioni della sostenibilità e della resilienza in modo prospettico e di illustrare i compromessi tra obiettivi contrastanti nella trasformazione sostenibile e resiliente del settore energetico. In ultima analisi, il progetto fornirà a responsabili politici, sviluppatori tecnologici e aziende raccomandazioni e linee guida per definire le proprie strategie verso un futuro energetico più sostenibile e resiliente. I principali risultati ottenuti fino ad oggi, con particolare attenzione all'ultimo anno, possono essere riassunti come segue: il framework SURE MCDA è stato progettato e testato nel secondo workshop con gli stakeholder per la valutazione dei percorsi di transizione energetica in Svizzera, rivelando compromessi chiave tra indicatori ambientali, economici, socio-politici e di resilienza. La prima versione del SURE Game, «Energy Ensured», è stata rilasciata e integrata nel sondaggio SURE entro la fine del 2024. L’Indicatore di Necessità di Adattamento (ANI) è stato finalizzato, consentendo la valutazione degli aspetti legali e politici dei percorsi SURE. Il quadro di modellizzazione SURE è stato ulteriormente migliorato, e tutte le ipotesi, definizioni e protocolli sono stati documentati in una repository pubblica accessibile. La quantificazione dei quattro scenari è stata completata e sono state stabilite interfacce di modello per un'interazione efficiente. Per gli case study, è stato sviluppato un modello di dinamica dei sistemi per valutare la transizione energetica del Ticino, e uno strumento di pianificazione del teleriscaldamento urbano è stato realizzato per Zurigo. L’integrazione del modello SBB con il quadro di analisi SURE è stata completata, con particolare attenzione al collegamento tra SBB e Swissgrid.
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