Modeling of Robust Transition Paths

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502717-WP3

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Der Übergang zu einem nachhaltigen Energiesystem, das die Treibhausgasemissionsziele der Schweiz erfüllt, erfordert einen realisierbaren Umbauprozess, der alle Sektoren des Energiesystems einschliesst. Im Rahmen des WP3 von reFuel.ch sollen robuste Übergangsszenarien zur Erreichung dieser Ziele entwickelt werden. Dies schliesst die Produktion/Bereitstellung von nachhaltigen Energieträgern und Plattformchemikalien (NEPC) in den erforderlichen Mengen ein. Dieses Ziel soll durch eine ganzheitliche Energiesystemanalyse unter Verwendung des Swiss Energy System Modelling Framework (SESMF) erreicht werden.

Das SESMF wird folgende Schlüsselelemente kombinieren:

• Einbezug des Kohlenstoffkreislaufs in das Energiesystem
• Multikriterien Bewertung der Übergangspfade
• Open access
• Optimierung im Bereich Logistik und Spezifizierung der Anforderung an Synthese, Verteilung und den Einsatz von nachhaltigen Flugzeugtreibstoffen
• Umbau und Übergangsszenarien für energie- und kohlenstoffintensive Industriezweige
• Ökobilanzierung von neuen Ansätzen in Bezug auf synthetische Kraftstoffe und nachhaltige Plattformchemikalien
• Analyse der Bedeutung der Umwandlungsprozesse mit niedrigem und hohem technischen Reifegrad
• Verbreitungsstrategien, basierende auf regionalen, nationalen, und internationalen Fallstudien

  Dieses Projekt spielt eine zentrale Rolle in reFuel.ch indem es technische Entwicklungen und sozio-ökonomische Randbedingungen miteinander verbindet und deren Auswirkungen und Nutzen auf die Transformation des Schweizer Energiesystems, einschliesslich der Versorgung mit NEPC.

  Die Ergebnisse dieses Projekts bildeten die Grundlage für eine fundierte Entscheidung für die dringend benötigten Übergangspfade, über die vielversprechendsten und robustesten Konversionspfade und -technologien.

  Das übergeordnete Ziel wird in folgende unterziele unterteilt:

• Harmonisierung der bewährten Modelle und Beiträge
• Gestaltung des SESMF
• Szenarien-definition für das SESMF
• Bestimmung von robusten Übergangspfaden für die Schweiz
• Verbreitungsstrategien: Anwendung auf ausgewählte Fallstudien (z.B. Iberische Halbinsel und Oman).

Kurzbeschreibung (Englisch)

The transition towards a sustainable energy system that meets Switzerland's greenhouse gas emission targets requires a feasible pathway that encompasses all sectors of the energy system. In WP3 within reFuel.ch, we aim to determine robust transition scenarios towards these goals, including the production/provision of sustainable fuels and platform chemicals (SFPC) in the required quantities. This goal is achieved through a holistic energy system analysis using the Swiss Energy System Modelling Framework (SESMF). The SESMF will combine following key features:

• Integration of the energy system with the carbon cycle
• Multi-criteria evaluation of the transition paths
• Open access
• Logistics optimization and requirement refinement for the synthesis, distribution, and use of Sustainable Aviation Fuels
• Conversion– and transition paths for energy- and carbon-emission-intensive industries.
• LCA evaluation of novel conversion paths towards SF and SPC
• Impact analysis of low-and high TRL conversion paths
• Dissemination strategies based on regional, national, and international case studies

  This project plays a central role in reFuel.ch by connecting technical developments and socio-economic boundary conditions and quantifying their impact and benefits on the transformation of the Swiss energy system, including SFPC supply.

  The expected results form the basis for an informed decision toward the rapidly required transition paths.

  We subdivide the overall goal into the following objectives:

• Harmonization of proven models and contributions
• Formation of the SESMF
• Scenario definition for the SESMF
• Determination of robust transition paths for Switzerland and dissemination strategies: Application to selected case studies (e.g., the Iberian Peninsula and Oman).

Kurzbeschreibung (Französisch)

La transition vers un système énergétique durable pour la Suisse se doit d’englober tous les secteurs du système énergétique. Dans le WP3 de eFuel.ch, seront déterminés des scénarios de transition robustes comprenant l’approvisionnement Suisse en carburants et produits chimiques renouvelables (CPCR). Cet objectif est atteint grâce à une analyse holistique du système énergétique Suisse (SESMF). Le cadre de modélisation du système énergétique suisse (SESMF) combinera les caractéristiques suivantes :

• Intégration du système énergétique dans le cycle carbone
• Evaluation multicritère des voies de transition
• Accès libre
• Optimisation logistique et affinement des exigences pour la synthèse, la distribution et l'utilisation de carburants aéronautiques durables
• Voies de conversion et de transition pour les industries à forte intensité d'énergie et d'émissions de carbone.
• Évaluation de l'ACV de nouvelles voies de conversion vers le CPCR
• Analyse d'impact des voies de conversion à TRL faible et élevé
• Stratégies de diffusion basées sur des études de cas régionales, nationales et internationales.

  Ce projet joue un rôle central dans reFuel.ch en reliant les développements techniques aux conditions socio-économiques et en quantifiant leurs impacts sur la transformation du système énergétique Suisse.

  Les résultats attendus permettront le choix des voies de transition.

  L’objectif global est sous-divisé ainsi :

• Harmonisation des modèles et contributions éprouvés
• Formation du SESMF
• Définition de scénarios pour le SESMF
• Détermination de voies de transition robustes pour la Suisse et de stratégies de diffusion: Application à des études de cas sélectionnées (par exemple, la péninsule ibérique et Oman).

Kurzbeschreibung (Italienisch)

La transizione della Svizzera verso un sistema energetico sostenibile che rispetti gli obiettivi di emissione di gas serra deve ricomprendere tutti i settori energetici rilevanti. Il WP3 di reFuel.ch si propone di delineare solidi scenari strategie di transizione solide, compresa la produzione/fornitura di carburanti sostenibili (CS) e prodotti chimici intermedi (PC) nelle quantità necessarie. Questo obiettivo è raggiungibile attraverso un'analisi olistica del sistema energetico e l’impiego dello Swiss Energy System Modelling Framework (SESMF), il quale combina gli elementi chiave seguenti:

• Integrazione del sistema energetico con il ciclo del carbonio
• Analisi multicriteriale della transizione
• Open access
• Ottimizzazione della logistica e perfezionamento delle condizioniper sintesi, distribuzione e uso di CS per l'aviazione
• Percorsi di conversione e transizione per industrie ad alta intensità di energia e di emissioni di carbonio
• Valutazione LCA di nuovi percorsi di conversione verso CS e PC
• Analisi dell'impatto dei percorsi di conversione a basso e alto TRL.
• Strategie di divulgazione basate su casi studio regionali, nazionali e internazionali.

Questo è un progetto centrale nel contesto di reFuel.ch, poichè connettesviluppi tecnici econdizioni socio-economiche, quantificandone l’impatto e i benefici rispetto al sistema energetico svizzero, compresa la fornitura di CS e PC.

I risultati dell’analisipermetteranno l’adozione di deicisioni informate sui percorsi di transizione.

L'obiettivo generale si articola nei seguenti obiettivi:

• Armonizzazione di modelli e contributi collaudati
• Formazione del SESMF
• Definizione dello scenario per il SESMF
• Determinazione di solidi percorsi di transizione per la Svizzera e di strategie di diffusione: Applicazione a casi studio selezionati (es., Penisola Iberica e Oman).