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Zentrum für Interdisziplinäre

Risiko- und InnovationforschungZIRIUS

Systemanalytisches Kolloquium Stuttgart

07.03.2013

Qualitative Szenarien

- Kontextszenarien als Beitrag zur Energieszenarioanalyse -

Wolfgang Weimer-Jehle

ZIRIUS



ZIRIUS

Status: Interfakultatives Zentrum der

Universität Stuttgart

Aufgabe: Erforschung von technisch-

gesellschaftliche Veränderungs-

prozessen. Schwerpunkte:

Risiko-, Innovations- und

Energiethemen

Gründung: 2012 auf Basis des

Forschungsschwerpunkts ZIRN

Leiter: Prof. Ortwin Renn

Personalstand : ca. 35 Wissenschaftler(innen)

(ZIRIUS/ZIRN)

www.zirius.eu



Szenarien:

• „... an internally consistent view of what the future might turn

out to be - not a forecast, but one possible future outcome”

(Porter).

• Ein Konzept zum Umgang mit Unsicherheit und

Interdependenz von Zukunftsentwicklungen.

• Quantitative (auch modellgestützte) Szenarien:

Wirtschaftsszenarien, Klimaszenarien, Energieszenarien, ...

• Qualitative Szenarien: Unternehmensszenarien,

Gesellschaftsszenarien, informelle (mentale) Szenarien, ...



Das Einbettungsproblem in

der EnergieszenarioanalyseProblem:

Energie: Analogie:

Analogie „Klimaszenarien“

und Lösungsansatz dort

Lösungskonzept für

Energieszenarioanalyse

Beispiel: der

Energy-Trans „Demonstrator“

Kontextszenarien als Beitrag zur Energieszenarioanalyse

Aufbau der Argumentation

Lernen:

Übertragung:

Anwendung:

Anpassung und

Verbesserung

Bevölkerung

Ölpreis

BIP

Verkehr Einstellungen

Politische Leitbilder

Planungs-

recht



Das Einbettungsproblem der Energieszenarioanalyse



Bevölkerungs

-entwicklungWirtschafts-

entwicklung

Technologie-

präferenzen

Globale

politische

Entwicklung

Technologie

-entwicklung

Scen I Scen II Scen III

IPCC-Klimaszenarien und das SAS-Konzept

Scen I

Scen II

Scen III

IPCC-Storylines

Argumentativer

Szenarioprozess

Ressourcen-

verfügbarkeiten



Bevölkerung

Ölpreis

BIP

Verkehr Einstellungen

Politische Leitbilder

Planungs-

recht

Scen I Scen II Scen III

Gesellschaftsszenarien und Energieszenarien

Scen I

Scen II

Scen III

CIB



CIB - Verfahrensschritte

I. Welche Faktoren sind relevant?

II. Welche Entwicklungen könnten

bei ihnen jeweils eintreten?

III. Wie beeinflussen sich die

Entwicklungen gegenseitig?

IV. Welche Kombination von

Entwicklungen (Szenarien) sind

demnach plausibel?

CIB

Analy

se



Anwendungsbeispiel:

• Kontextszenarien im Szenarioprojekt von Energy-Trans

• Kooperation DLR / ZIRIUS

• Pretest / Proof of concept : Der „Demonstrator“



A. Global development

B. Oil price

C. Population

D. Economic growth

E. Political priority

F. Acceptance Energy Change

G. Planning legislation

H. Infrastructure extension

I. Growth of renewable energies

J. Domestic energy savings

K. Industrial energy savings

L. Mobility

A1 convergence and prosperity A2 divergence A3 confrontation

B1 moderate growth B2 rapid growth

C1 slowly decreasing C2 strongly

decreasing

D1 weak D2 strong

E1 Energy Change E2 security E3 economy

F1 scepticism F2 approval

G1 incoherent G2 promoting speed G3 promoting participation

H1 slow H2 fast

I1 slow I2 medium I3 fast

J1 small J2 strong

K1 small K2 strong

L1 persistent structures L2 downscaling L3 downscaling and e-cars

Kontextszenarien für die Energiewende (Pretest)

Schritt I und II: Deskriptoren und Varianten

Does "Global development"

affect "Oil price"?

-3: strongly restricting impact

-2: restricting impact

-1: weakly restricting impact

0: no impact

+1: weakly promoting impact

+2: promoting impact

+3: strongly promoting impact"

B1

mo

de

rate

gro

wth

B2

ra

pid

gro

wth

A. Global development

A1 convergence and prosperity -2 2

A2 divergence 2 -2

A3 confrontation -3 3

B. Oil

price



International relationships and

development on global scale.

Variants:

'Convergence and prosperity':

Economic growth in industrial

and developing countries by

cooperation and globalization.

The latter close up in parts to

the industrial countries in

terms of economy and political

development.

'Divergence': (Moderate)

economic growth in ...

Price of oil at the global oil

markets. Variants:

- moderate growth (ca. 100 $/b

in 2040)

- rapid growth (ca. 180 $/b in

2040)

Convergence and prosperity

cause a high demand of raw

materials and energy carriers,

including oil.

In a divergent world, the demand

of developing and emerging

countries is lower, leading to a

more moderate oil price.

Political and military conflicts

lead to uncertainty and trade

restrictions and cause high oil

prices even in the case of

moderate demand.

„Cross-Impact Urteile“:

Einschätzung der Interdependenzen auf einer Ordinalskala

(nur direkte Einflüsse)



Grafische Repräsentation der Interdependenz (Pretest)



Identifikation von Inkonsistenzen mit der CI-Matrix: Ein Beispiel



Scenario no. I Scenario no. II Scenario no. III Scenario no. IV

Consensus in a lucky

environment

D21 - Revolution from

above'It's the economy, stupid!' Stormy waters ahead

A. Global development: A. Global development:

A2 divergence A3 confrontation

B. Oil price: B. Oil price:

B1 moderate growth B2 rapid growth

C. Population:

C2 strongly decreasing

D. Economic growth:

D1 weak

E. Political priority: E. Political priority:

E3 economy E2 security

F. Acceptance Energy Change:

F2 approval

G. Planning legislation: G. Planning legislation: G. Planning legislation: G. Planning legislation:

G3 promoting participation G2 promoting speed G1 incoherent G2 promoting speed

H. Infrastructure extension: H. Infrastructure extension:

H1 slow H2 fast

I. Growth of renewable energies: I. Growth of renewable energies: I. Growth of renewable energies: I. Growth of renewable energies:

I3 fast I2 medium I1 slow I2 medium

J. Domestic energy savings:

J2 strong

K. Industrial energy savings: K. Industrial energy savings:

K1 small K2 strong

L. Mobility: L. Mobility:

L3 downscaling and e-cars L2 downscaling

F1 scepticism

A. Global development:

A1 convergence and prosperity

B. Oil price:

B2 rapid growth

C. Population:

C1 slowly decreasing

D. Economic growth:

D2 strong

E. Political priority:

E1 Energy Change

F. Acceptance Energy Change:

L. Mobility:

L1 persistent structures

H. Infrastructure extension:

H2 fast

J. Domestic energy savings:

J1 small

K. Industrial energy savings:

K2 strong

Ergebnisse der CIB Analyse: Kontextszenarien D 2040 (Pretest)



Konsistente Energieszenarien (Pretest)

2010

S1

S2 S3

S4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 200 400 600 800 1000

End

en

erg

ieve

rbra

uch

in P

J/a

CO2-Emissionen in Mt CO2/a2010

S1S2

S3

S4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0 1000 2000 3000 4000

End

ener

giev

erb

rau

ch in

PJ/

a

EE-Produktion in PJ/a

Annahme:

Szenario 1 ist Kontext zum

Szenarien-Orientierungsrahmen

(=zielerfüllend)

Abschätzung der resultierenden

Unterschiede in Szenarien 2 bis 4

mit DLR-Modell (A2)

Berechnungen: DLR



Zusammenfassung

• Qualitative „Kontextszenarien“ werden z.B. in den IPCC-Klimaszenarien

verwendet um die Unsicherheit und Inderdependenz der

gesellschaftlichen Rahmenbedingungen systemanalytisch aufzufangen.

• In der Energieszenarioanalyse liegt eine ähnliche Problematik vor. Eine

Übertragung des Konzeptes erscheint aussichtsreich.

• Eine weitere Verbesserung kann darin bestehen, die Kontextszenarien

durch systematische qualitativ-systemanalytische Verfahren wie CIB zu

generieren.

• In der Helmholtz-Allianz ENERGY-TRANS ist die Anwendung von

Kontextszenarien zum Verlauf der Energiewende in mehreren Projekten,

u.a. in einer Kooperation von DLR und ZIRIUS geplant.



- Danke für Ihre Aufmerksamkeit -

Mehr Informationen über CIB:• www.cross-impact.de

Mehr Informationen über Kontextszenarien:• Weimer-Jehle W. und Kosow H. (2011): Gesellschaftliche Kontextszenarien als

Ausgangspunkt für modellgestützte Energieszenarien. In: Dieckhoff C. et al. (Hrsg.):

Energieszenarien - Konstruktion, Bewertung und Wirkung. KIT Scientific Publishing,

Karlsruhe

Methodenforschungsprojekte zu Kontextszenarien:

• Kosow H.: “Analysing social context complexity of environmental simulations”,

http://www.zirius.eu/projects/access.htm

• Prehofer S.: "Methods of social context inclusion in energy scenario construction“,

http://www.zirius.eu/projects/ess_contextscenarios.htm

Date post:	30-Apr-2020
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