Energieökonomik (Weigt)Head of Research Unit Prof. Dr.Hannes WeigtOverviewMembersPublicationsProjects & CollaborationsProjects & Collaborations OverviewMembersPublicationsProjects & Collaborations Projects & Collaborations 23 foundShow per page10 10 20 50 Entsorgungskosten: Überprüfung der Kostenberechnung Research Project | 1 Project MembersThe main objective of the expert evaluation is the critical review of the cost estimates used in the 2021 nuclear assessment. In particular, the existence of optimism bias in the cost estimates including probability distributions and a critical comparison with other complex infrastructure projects with long durations. Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom Research Project | 2 Project MembersThis study, commissioned by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE), analyzes the future development of security of supply in the electricity sector in Switzerland. Following on from the System Adequacy (SA) studies of 2017 and 2019, a three-stage model chain is used to investigate the long-term adequacy of generation and network capacity in Switzerland and Europe up to 2040. The current SA study sets a focus on the role of import capacity for the Swiss supply situation - especially during the winter - as well as medium- to long-term developments of different renewable energy pathways. FV-91 Öleizung, Wämepumpe, Solar und Batterie: Welche Investitionsentscheidung treffen Schweizer Haushalte Research Project | 1 Project MembersZielsetzung des Projektes ist eine fundierte Analyse und Quantifizierung des Investmentverhaltens von Schweizer Haushalten in Bezug auf ihre Energieversorgung. Dabei soll neben der Bedeutung von Risiko und Erwartungshaltung auch eine Klassifizierung von nicht-monetären Einflussgrössen erfolgen. Ausgehend von diesen Einflussgrössen soll dann ein Investmentmodell entwickelt werden, welches diese Dimensionen abbilden kann und damit über die bisher dominierenden kostenoptimalen Energiemodelle hinausgeht. Dieses Modell soll dann für verschiedene Zukunftsszenarien (Technologiekosten und -verfügbarkeiten) aufzeigen, welche möglichen Entwicklungen die Haushaltsenergienachfrage in der Schweiz nehmen kann und welchen Einfluss dabei nicht-monetäre Aspekte spielen. The Future Swiss Electricity Market: Evolution or Revolution? Research Project | 2 Project MembersThe future Swiss electricity system needs to support the development to carbon-neutrality while providing secure and affordable electricity. The required coordination could be best achieved by a well-designed market. This project aims to address this challenge by developing a structure for market design evaluations and apply it to two distinguished pathways: an evolutionary one, i.e. adjustments of the existing electricity market framework, and a revolutionary one, based on a significant reconfiguration of the current design. Building upon a problem mapping and structuring, a schematic Swiss electricity-system model will be developed to compare the evolutionary and revolutionary design options with regard to their efficiency and viability to cope with the expected challenges for the Swiss electricity system. We will provide insights how and to what extent a sequence of small adjustments or a major overhaul of the electricity market design could be used to derive the future Swiss electricity system. Best Practices for Decommissioning of Nuclear Power Plants: How to ensure efficient plant decommissioning under different regulatory schemes Research Project | 2 Project MembersWhen nuclear power plants were built, focus was placed on constructing, licensing, and operating instead of on decommissioning. Rather, decommissioning was seen as a distant problem that was discounted away. This failure to plan properly has led to poor outcomes for the few decommissioning cases already conducted. Nevertheless, hundreds of plants around the world must be decommissioned in the coming decades, many without adequate planning, experience, capacity, or funding. Globally, the decommissioning market has an estimated value of $1,000 billion USD through 2050. This is the context for the project. We aim to identify the best practices to achieve a timely, safe, and cost-efficient decommissioning of nuclear power plants globally. First, a timely decommissioning is crucial as the decommissioning process spans several decades and extensive delay would overburden future generations with financial, technical, and safety challenges. Second, a safe decommissioning process reduces safety risks to human health and the environment should nuclear material be released or an accident occur. Finally, a cost-efficient process will help reduce the high cost uncertainties, potential fund inadequacies, and avoid forcing taxpayers to assume the financial responsibility in case of bankruptcies. Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom (SACH-2019) Research Project | 3 Project MembersDie Studie im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE) analysiert die zukünftige Entwicklung der Versorgungssicherheit im Strombereich in der Schweiz. Aufbauend auf der System Adequacy (SA) Studie von 2017 wird mittels eines deterministischen und eines probabilistischen Modellansatzes die langfristige Angemessenheit der Erzeugungs- und Systemkapazität in der Schweiz und Europas bis 2040 untersucht. Die Studie fokussiert dabei auf die mittel- bis langfristigen Entwicklungen aus einer Gesamtsystemperspektive. Im Vergleich zur SA-Studie 2017 wird ein erweiterter Modellrahmen verwendet. Die Ergebnisse der Studie decken sich mit den Erkenntnissen der SA-Studie 2017. Für die erwarteten politischen Entwicklungen der Referenzszenarien zeigen sich keine Lastabwürfe in der Schweiz, unabhängig von der nationalen Angebotsstruktur. Ebenso zeigt sich keine Verschärfung der Schweizer Versorgungslage bei den ausgewählten europäischen Kapazitätsreduktionen (KKW in Frankreich, Kohle in Deutschland). Lokale Probleme treten erst bei einem deutlichen Auseinanderdriften von Nachfrage und Angebot auf, welche im Rahmen der Elektrifizierungsvariante analysiert wurden. Die Erkenntnisse der vorliegenden Studie und der SA 17 zeigen, dass für die Schweiz die Einbindung in den grenzüberschreitenden Stromhandel in Europa weiterhin zentral ist. Dank der verfügbaren Wasserkraftkapazitäten kann auf viele europäische Entwicklungen reagiert werden, ohne signifikante Versorgungsprobleme befürchten zu müssen. FV-67 E-Mobility in der Schweiz: Wieviel Tesla verträgt das System Research Project | 1 Project MembersDer Schweizer Strassenverkehr ist für ca. 30% der gesamten Schweizer CO 2 Emissionen verantwortlich. E-Mobility ist daher nicht erst mit dem Aufkommen von Tesla und dem Diesel-Skandal eine vieldiskutierte Möglichkeit im Verkehrssektor einen Wandel hin zu 'sauberer' Mobilität zu erreichen. In einigen Ländern wird daher über Verbote von Verbrennungsmotoren (Norwegen, Frankreich und UK) oder Quoten (China) diskutiert; und viele Autohersteller erweitern ihr Angebot an alternativen Antrieben. Im Rahmen dieses Projektes soll die Schweizer Situation näher beleuchtet werden und die mögliche Spannbreite an Entwicklungen und damit einhergehende Herausforderungen im Zusammenspiel mit dem Stromsektor identifiziert werden. Reducing Swiss household energy demand: Modeling and assessing non-monetary incentives (information and social norms) Research Project | 5 Project MembersReducing energy demand is central to achieve the ES 2050 targets. In this project, we investigate the role of soft incentives (information and social norms) for reducing household energy use. We conduct an empirical analysis based on survey and municipal data covering different types of energy use and different types of households. Based on the results, we develop an agent-based model that is used to assess the aggregate effects of demand-side policies. The role of energy storage technologies in the context of the Swiss energy transition ("SwissStore") Research Project | 3 Project MembersThe role of energy storage is subject to an intense debate internationally reflecting a lack of consensus about the techno-economic potential and respective merits of the various energy storage technologies. This is largely due to the wide spectrum of possible applications, the potential to deliver multiple services (revenue stacking), and unclear market developments which make economic assessments difficult. To the best of our knowledge, no comprehensive cost-based analysis considering the potential role of bulk and distributed technologies for Switzerland has been performed to date that could inform a comprehensive national energy storage strategy. The objective of the proposed research project is to address this gap by performing a holistic investigation of the role of competing and/or complementary electric, thermal and chemical energy storage technologies in achieving greater penetration of renewable energy technologies and more efficient and effective use of energy in the context of the Swiss energy transition. In the first task, comprehensive, detailed and robust information and data on the status of, and prospects for, technical and cost performance of selected storage technologies will be collected to serve as a basis for an expert elicitation exercise. This will help identify drivers of future cost reduction and technical improvement, and deliver cost and performance estimates under a range of scenarios. All technologies retained after pre-screening will be characterized with a set of parameters describing these at an appropriate level of detail for techno-economic modelling and optimization.As second task, two distinct but complementary models will be developed to allow for a comprehensive investigation of energy storage in the Swiss energy transition:1.)A "single-layer model" adopting a ''social planner perspective" and used to identify the best mix of supply and storage technologies to achieve minimal cost or minimal energy use and/or CO2 emissions; 2.)A "double-layer model" used to investigate the influence of the dynamics of the electricity market, including long term (price, demand developments) and short/medium term (intermittent RES generation) uncertainties, and the value associated with the deployment of local energy storage capacity for different market actors in both rural and urban contexts. Finally, the third task will aim at a comparative analysis across various scenarios under the two modelling approaches, including sensitivity analysis around key boundary conditions. Conclusions will be drawn with regards to the feasibility and value proposition of a deployment of energy storage technologies at scale, of their potential role in the future of the Swiss energy system as well as of the role and implications of different policy measures.Results will be shared in the form of peer reviewed scientific papers in international journals, as well as dedicated workshops. Our close involvement in the different SCCERs will also provide opportunities to share the outcomes of the study during their respective annual conferences and/or technical workshops. Finally, our results will also feed into the recently launched "Forum Energy Storage Switzerland". Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom Research Project | 4 Project MembersDie vorliegende Studie im Auftrag des Bundesamts für Energie (BfE) analysiert die zukünftige Entwicklung der Versorgungssicherheit im Strombereich in der Schweiz. Mit der Umwandlung des Kraftwerksportfolios im europäischen Umfeld von fossiler und nuklearer Stromerzeugung in Richtung erneuerbare Stromerzeugung stellt sich zunehmend die Frage nach der langfristigen Angemessenheit der Erzeugungs- und Systemkapazität in der Schweiz, auch Generation and System Adequacy (SA) oder im allgemeinen Sprachgebrauch Versorgungssicherheit genannt. Im Rahmen der Studie wird ein Gesamtkonzept zur Beurteilung der Versorgungssicherheit unter Berücksichtigung relevanter Zeitbereiche und möglicher strategischer Entscheide der Bundespolitik entwickelt. Hierbei werden verschiedene Szenariokombinationen entwickelt, welchen potenzielle Entwicklungen in der Schweiz (Basisszenarien), in den EU-Nachbarländern (EU-Szenarien) sowie mögliche Extremszenarien zugrunde liegen. Diese werden mit Hilfe eines deterministischen und eines probabilistischen Ansatzes analysiert. Darüber hinaus werden zusätzliche Indikatoren für die Analyse der Versorgungssicherheit in der Schweiz entwickelt und angewandt, welche insbesondere die zentrale Bedeutung der Wasserkraft für die Schweiz berücksichtigen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass auch in Zukunft die Versorgungssicherheit der Schweiz meistens als nicht kritisch zu betrachten ist, solange die Schweiz im Europäischen Strommarkt integriert bleibt. Bis mindestens 2025 und in den meisten betrachteten Fällen bis 2030 sind keine versorgungskritischen Situationen zu erwarten. Versorgungskritischen Lagen sind hauptsächlich durch europäische Versorgungsengpässe verursacht, wo die Limitierungen in vielen Situationen sich nicht auf die Generation beziehen sondern sich eher im Übertragungssystem manifestieren. Probleme im Bereich der Erzeugung treten tendenziell erst unter Annahme extremer Entwicklungen auf, wie etwa eines starken Rückgangs der Braun- und Steinkohlekapazitäten in Deutschland ohne gleichzeitige Kompensierung durch Investitionen in alternative Technologien. Auf jeden Fall sind die allfälligen Lastabwürfe in der Schweiz kein direktes Zeichen von mangelnden nationalen Erzeugungskapazitäten, da Ausfälle in Zeitintervallen passieren wo genug Erzeugungskapazität vorhanden wäre um das Land zu versorgen. Weiter ist es anzumerken dass die Schweiz, obwohl sie bei solchen Situationen - d.h. wegen grenzübergreifenden Netzinteraktionen - kleine Lastmengen verliert, gleichzeitig aus denselben Gründen von einer deutlich besseren Sicherheitsmarge profitiert, da z.B. sowohl eine frühere Senkung der Kernkraftwerkskapazitäten als auch eine Reduktion der Wasserkraftwerkskapazitäten keinen kritischen Effekt haben, in Anbetracht der Tatsache dass diese Ausfälle durch geeignete Energieimporte ausgeglichen werden. 123 123 OverviewMembersPublicationsProjects & Collaborations
Projects & Collaborations 23 foundShow per page10 10 20 50 Entsorgungskosten: Überprüfung der Kostenberechnung Research Project | 1 Project MembersThe main objective of the expert evaluation is the critical review of the cost estimates used in the 2021 nuclear assessment. In particular, the existence of optimism bias in the cost estimates including probability distributions and a critical comparison with other complex infrastructure projects with long durations. Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom Research Project | 2 Project MembersThis study, commissioned by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE), analyzes the future development of security of supply in the electricity sector in Switzerland. Following on from the System Adequacy (SA) studies of 2017 and 2019, a three-stage model chain is used to investigate the long-term adequacy of generation and network capacity in Switzerland and Europe up to 2040. The current SA study sets a focus on the role of import capacity for the Swiss supply situation - especially during the winter - as well as medium- to long-term developments of different renewable energy pathways. FV-91 Öleizung, Wämepumpe, Solar und Batterie: Welche Investitionsentscheidung treffen Schweizer Haushalte Research Project | 1 Project MembersZielsetzung des Projektes ist eine fundierte Analyse und Quantifizierung des Investmentverhaltens von Schweizer Haushalten in Bezug auf ihre Energieversorgung. Dabei soll neben der Bedeutung von Risiko und Erwartungshaltung auch eine Klassifizierung von nicht-monetären Einflussgrössen erfolgen. Ausgehend von diesen Einflussgrössen soll dann ein Investmentmodell entwickelt werden, welches diese Dimensionen abbilden kann und damit über die bisher dominierenden kostenoptimalen Energiemodelle hinausgeht. Dieses Modell soll dann für verschiedene Zukunftsszenarien (Technologiekosten und -verfügbarkeiten) aufzeigen, welche möglichen Entwicklungen die Haushaltsenergienachfrage in der Schweiz nehmen kann und welchen Einfluss dabei nicht-monetäre Aspekte spielen. The Future Swiss Electricity Market: Evolution or Revolution? Research Project | 2 Project MembersThe future Swiss electricity system needs to support the development to carbon-neutrality while providing secure and affordable electricity. The required coordination could be best achieved by a well-designed market. This project aims to address this challenge by developing a structure for market design evaluations and apply it to two distinguished pathways: an evolutionary one, i.e. adjustments of the existing electricity market framework, and a revolutionary one, based on a significant reconfiguration of the current design. Building upon a problem mapping and structuring, a schematic Swiss electricity-system model will be developed to compare the evolutionary and revolutionary design options with regard to their efficiency and viability to cope with the expected challenges for the Swiss electricity system. We will provide insights how and to what extent a sequence of small adjustments or a major overhaul of the electricity market design could be used to derive the future Swiss electricity system. Best Practices for Decommissioning of Nuclear Power Plants: How to ensure efficient plant decommissioning under different regulatory schemes Research Project | 2 Project MembersWhen nuclear power plants were built, focus was placed on constructing, licensing, and operating instead of on decommissioning. Rather, decommissioning was seen as a distant problem that was discounted away. This failure to plan properly has led to poor outcomes for the few decommissioning cases already conducted. Nevertheless, hundreds of plants around the world must be decommissioned in the coming decades, many without adequate planning, experience, capacity, or funding. Globally, the decommissioning market has an estimated value of $1,000 billion USD through 2050. This is the context for the project. We aim to identify the best practices to achieve a timely, safe, and cost-efficient decommissioning of nuclear power plants globally. First, a timely decommissioning is crucial as the decommissioning process spans several decades and extensive delay would overburden future generations with financial, technical, and safety challenges. Second, a safe decommissioning process reduces safety risks to human health and the environment should nuclear material be released or an accident occur. Finally, a cost-efficient process will help reduce the high cost uncertainties, potential fund inadequacies, and avoid forcing taxpayers to assume the financial responsibility in case of bankruptcies. Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom (SACH-2019) Research Project | 3 Project MembersDie Studie im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE) analysiert die zukünftige Entwicklung der Versorgungssicherheit im Strombereich in der Schweiz. Aufbauend auf der System Adequacy (SA) Studie von 2017 wird mittels eines deterministischen und eines probabilistischen Modellansatzes die langfristige Angemessenheit der Erzeugungs- und Systemkapazität in der Schweiz und Europas bis 2040 untersucht. Die Studie fokussiert dabei auf die mittel- bis langfristigen Entwicklungen aus einer Gesamtsystemperspektive. Im Vergleich zur SA-Studie 2017 wird ein erweiterter Modellrahmen verwendet. Die Ergebnisse der Studie decken sich mit den Erkenntnissen der SA-Studie 2017. Für die erwarteten politischen Entwicklungen der Referenzszenarien zeigen sich keine Lastabwürfe in der Schweiz, unabhängig von der nationalen Angebotsstruktur. Ebenso zeigt sich keine Verschärfung der Schweizer Versorgungslage bei den ausgewählten europäischen Kapazitätsreduktionen (KKW in Frankreich, Kohle in Deutschland). Lokale Probleme treten erst bei einem deutlichen Auseinanderdriften von Nachfrage und Angebot auf, welche im Rahmen der Elektrifizierungsvariante analysiert wurden. Die Erkenntnisse der vorliegenden Studie und der SA 17 zeigen, dass für die Schweiz die Einbindung in den grenzüberschreitenden Stromhandel in Europa weiterhin zentral ist. Dank der verfügbaren Wasserkraftkapazitäten kann auf viele europäische Entwicklungen reagiert werden, ohne signifikante Versorgungsprobleme befürchten zu müssen. FV-67 E-Mobility in der Schweiz: Wieviel Tesla verträgt das System Research Project | 1 Project MembersDer Schweizer Strassenverkehr ist für ca. 30% der gesamten Schweizer CO 2 Emissionen verantwortlich. E-Mobility ist daher nicht erst mit dem Aufkommen von Tesla und dem Diesel-Skandal eine vieldiskutierte Möglichkeit im Verkehrssektor einen Wandel hin zu 'sauberer' Mobilität zu erreichen. In einigen Ländern wird daher über Verbote von Verbrennungsmotoren (Norwegen, Frankreich und UK) oder Quoten (China) diskutiert; und viele Autohersteller erweitern ihr Angebot an alternativen Antrieben. Im Rahmen dieses Projektes soll die Schweizer Situation näher beleuchtet werden und die mögliche Spannbreite an Entwicklungen und damit einhergehende Herausforderungen im Zusammenspiel mit dem Stromsektor identifiziert werden. Reducing Swiss household energy demand: Modeling and assessing non-monetary incentives (information and social norms) Research Project | 5 Project MembersReducing energy demand is central to achieve the ES 2050 targets. In this project, we investigate the role of soft incentives (information and social norms) for reducing household energy use. We conduct an empirical analysis based on survey and municipal data covering different types of energy use and different types of households. Based on the results, we develop an agent-based model that is used to assess the aggregate effects of demand-side policies. The role of energy storage technologies in the context of the Swiss energy transition ("SwissStore") Research Project | 3 Project MembersThe role of energy storage is subject to an intense debate internationally reflecting a lack of consensus about the techno-economic potential and respective merits of the various energy storage technologies. This is largely due to the wide spectrum of possible applications, the potential to deliver multiple services (revenue stacking), and unclear market developments which make economic assessments difficult. To the best of our knowledge, no comprehensive cost-based analysis considering the potential role of bulk and distributed technologies for Switzerland has been performed to date that could inform a comprehensive national energy storage strategy. The objective of the proposed research project is to address this gap by performing a holistic investigation of the role of competing and/or complementary electric, thermal and chemical energy storage technologies in achieving greater penetration of renewable energy technologies and more efficient and effective use of energy in the context of the Swiss energy transition. In the first task, comprehensive, detailed and robust information and data on the status of, and prospects for, technical and cost performance of selected storage technologies will be collected to serve as a basis for an expert elicitation exercise. This will help identify drivers of future cost reduction and technical improvement, and deliver cost and performance estimates under a range of scenarios. All technologies retained after pre-screening will be characterized with a set of parameters describing these at an appropriate level of detail for techno-economic modelling and optimization.As second task, two distinct but complementary models will be developed to allow for a comprehensive investigation of energy storage in the Swiss energy transition:1.)A "single-layer model" adopting a ''social planner perspective" and used to identify the best mix of supply and storage technologies to achieve minimal cost or minimal energy use and/or CO2 emissions; 2.)A "double-layer model" used to investigate the influence of the dynamics of the electricity market, including long term (price, demand developments) and short/medium term (intermittent RES generation) uncertainties, and the value associated with the deployment of local energy storage capacity for different market actors in both rural and urban contexts. Finally, the third task will aim at a comparative analysis across various scenarios under the two modelling approaches, including sensitivity analysis around key boundary conditions. Conclusions will be drawn with regards to the feasibility and value proposition of a deployment of energy storage technologies at scale, of their potential role in the future of the Swiss energy system as well as of the role and implications of different policy measures.Results will be shared in the form of peer reviewed scientific papers in international journals, as well as dedicated workshops. Our close involvement in the different SCCERs will also provide opportunities to share the outcomes of the study during their respective annual conferences and/or technical workshops. Finally, our results will also feed into the recently launched "Forum Energy Storage Switzerland". Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom Research Project | 4 Project MembersDie vorliegende Studie im Auftrag des Bundesamts für Energie (BfE) analysiert die zukünftige Entwicklung der Versorgungssicherheit im Strombereich in der Schweiz. Mit der Umwandlung des Kraftwerksportfolios im europäischen Umfeld von fossiler und nuklearer Stromerzeugung in Richtung erneuerbare Stromerzeugung stellt sich zunehmend die Frage nach der langfristigen Angemessenheit der Erzeugungs- und Systemkapazität in der Schweiz, auch Generation and System Adequacy (SA) oder im allgemeinen Sprachgebrauch Versorgungssicherheit genannt. Im Rahmen der Studie wird ein Gesamtkonzept zur Beurteilung der Versorgungssicherheit unter Berücksichtigung relevanter Zeitbereiche und möglicher strategischer Entscheide der Bundespolitik entwickelt. Hierbei werden verschiedene Szenariokombinationen entwickelt, welchen potenzielle Entwicklungen in der Schweiz (Basisszenarien), in den EU-Nachbarländern (EU-Szenarien) sowie mögliche Extremszenarien zugrunde liegen. Diese werden mit Hilfe eines deterministischen und eines probabilistischen Ansatzes analysiert. Darüber hinaus werden zusätzliche Indikatoren für die Analyse der Versorgungssicherheit in der Schweiz entwickelt und angewandt, welche insbesondere die zentrale Bedeutung der Wasserkraft für die Schweiz berücksichtigen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass auch in Zukunft die Versorgungssicherheit der Schweiz meistens als nicht kritisch zu betrachten ist, solange die Schweiz im Europäischen Strommarkt integriert bleibt. Bis mindestens 2025 und in den meisten betrachteten Fällen bis 2030 sind keine versorgungskritischen Situationen zu erwarten. Versorgungskritischen Lagen sind hauptsächlich durch europäische Versorgungsengpässe verursacht, wo die Limitierungen in vielen Situationen sich nicht auf die Generation beziehen sondern sich eher im Übertragungssystem manifestieren. Probleme im Bereich der Erzeugung treten tendenziell erst unter Annahme extremer Entwicklungen auf, wie etwa eines starken Rückgangs der Braun- und Steinkohlekapazitäten in Deutschland ohne gleichzeitige Kompensierung durch Investitionen in alternative Technologien. Auf jeden Fall sind die allfälligen Lastabwürfe in der Schweiz kein direktes Zeichen von mangelnden nationalen Erzeugungskapazitäten, da Ausfälle in Zeitintervallen passieren wo genug Erzeugungskapazität vorhanden wäre um das Land zu versorgen. Weiter ist es anzumerken dass die Schweiz, obwohl sie bei solchen Situationen - d.h. wegen grenzübergreifenden Netzinteraktionen - kleine Lastmengen verliert, gleichzeitig aus denselben Gründen von einer deutlich besseren Sicherheitsmarge profitiert, da z.B. sowohl eine frühere Senkung der Kernkraftwerkskapazitäten als auch eine Reduktion der Wasserkraftwerkskapazitäten keinen kritischen Effekt haben, in Anbetracht der Tatsache dass diese Ausfälle durch geeignete Energieimporte ausgeglichen werden. 123 123
Entsorgungskosten: Überprüfung der Kostenberechnung Research Project | 1 Project MembersThe main objective of the expert evaluation is the critical review of the cost estimates used in the 2021 nuclear assessment. In particular, the existence of optimism bias in the cost estimates including probability distributions and a critical comparison with other complex infrastructure projects with long durations.
Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom Research Project | 2 Project MembersThis study, commissioned by the Swiss Federal Office of Energy (SFOE), analyzes the future development of security of supply in the electricity sector in Switzerland. Following on from the System Adequacy (SA) studies of 2017 and 2019, a three-stage model chain is used to investigate the long-term adequacy of generation and network capacity in Switzerland and Europe up to 2040. The current SA study sets a focus on the role of import capacity for the Swiss supply situation - especially during the winter - as well as medium- to long-term developments of different renewable energy pathways.
FV-91 Öleizung, Wämepumpe, Solar und Batterie: Welche Investitionsentscheidung treffen Schweizer Haushalte Research Project | 1 Project MembersZielsetzung des Projektes ist eine fundierte Analyse und Quantifizierung des Investmentverhaltens von Schweizer Haushalten in Bezug auf ihre Energieversorgung. Dabei soll neben der Bedeutung von Risiko und Erwartungshaltung auch eine Klassifizierung von nicht-monetären Einflussgrössen erfolgen. Ausgehend von diesen Einflussgrössen soll dann ein Investmentmodell entwickelt werden, welches diese Dimensionen abbilden kann und damit über die bisher dominierenden kostenoptimalen Energiemodelle hinausgeht. Dieses Modell soll dann für verschiedene Zukunftsszenarien (Technologiekosten und -verfügbarkeiten) aufzeigen, welche möglichen Entwicklungen die Haushaltsenergienachfrage in der Schweiz nehmen kann und welchen Einfluss dabei nicht-monetäre Aspekte spielen.
The Future Swiss Electricity Market: Evolution or Revolution? Research Project | 2 Project MembersThe future Swiss electricity system needs to support the development to carbon-neutrality while providing secure and affordable electricity. The required coordination could be best achieved by a well-designed market. This project aims to address this challenge by developing a structure for market design evaluations and apply it to two distinguished pathways: an evolutionary one, i.e. adjustments of the existing electricity market framework, and a revolutionary one, based on a significant reconfiguration of the current design. Building upon a problem mapping and structuring, a schematic Swiss electricity-system model will be developed to compare the evolutionary and revolutionary design options with regard to their efficiency and viability to cope with the expected challenges for the Swiss electricity system. We will provide insights how and to what extent a sequence of small adjustments or a major overhaul of the electricity market design could be used to derive the future Swiss electricity system.
Best Practices for Decommissioning of Nuclear Power Plants: How to ensure efficient plant decommissioning under different regulatory schemes Research Project | 2 Project MembersWhen nuclear power plants were built, focus was placed on constructing, licensing, and operating instead of on decommissioning. Rather, decommissioning was seen as a distant problem that was discounted away. This failure to plan properly has led to poor outcomes for the few decommissioning cases already conducted. Nevertheless, hundreds of plants around the world must be decommissioned in the coming decades, many without adequate planning, experience, capacity, or funding. Globally, the decommissioning market has an estimated value of $1,000 billion USD through 2050. This is the context for the project. We aim to identify the best practices to achieve a timely, safe, and cost-efficient decommissioning of nuclear power plants globally. First, a timely decommissioning is crucial as the decommissioning process spans several decades and extensive delay would overburden future generations with financial, technical, and safety challenges. Second, a safe decommissioning process reduces safety risks to human health and the environment should nuclear material be released or an accident occur. Finally, a cost-efficient process will help reduce the high cost uncertainties, potential fund inadequacies, and avoid forcing taxpayers to assume the financial responsibility in case of bankruptcies.
Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom (SACH-2019) Research Project | 3 Project MembersDie Studie im Auftrag des Bundesamts für Energie (BFE) analysiert die zukünftige Entwicklung der Versorgungssicherheit im Strombereich in der Schweiz. Aufbauend auf der System Adequacy (SA) Studie von 2017 wird mittels eines deterministischen und eines probabilistischen Modellansatzes die langfristige Angemessenheit der Erzeugungs- und Systemkapazität in der Schweiz und Europas bis 2040 untersucht. Die Studie fokussiert dabei auf die mittel- bis langfristigen Entwicklungen aus einer Gesamtsystemperspektive. Im Vergleich zur SA-Studie 2017 wird ein erweiterter Modellrahmen verwendet. Die Ergebnisse der Studie decken sich mit den Erkenntnissen der SA-Studie 2017. Für die erwarteten politischen Entwicklungen der Referenzszenarien zeigen sich keine Lastabwürfe in der Schweiz, unabhängig von der nationalen Angebotsstruktur. Ebenso zeigt sich keine Verschärfung der Schweizer Versorgungslage bei den ausgewählten europäischen Kapazitätsreduktionen (KKW in Frankreich, Kohle in Deutschland). Lokale Probleme treten erst bei einem deutlichen Auseinanderdriften von Nachfrage und Angebot auf, welche im Rahmen der Elektrifizierungsvariante analysiert wurden. Die Erkenntnisse der vorliegenden Studie und der SA 17 zeigen, dass für die Schweiz die Einbindung in den grenzüberschreitenden Stromhandel in Europa weiterhin zentral ist. Dank der verfügbaren Wasserkraftkapazitäten kann auf viele europäische Entwicklungen reagiert werden, ohne signifikante Versorgungsprobleme befürchten zu müssen.
FV-67 E-Mobility in der Schweiz: Wieviel Tesla verträgt das System Research Project | 1 Project MembersDer Schweizer Strassenverkehr ist für ca. 30% der gesamten Schweizer CO 2 Emissionen verantwortlich. E-Mobility ist daher nicht erst mit dem Aufkommen von Tesla und dem Diesel-Skandal eine vieldiskutierte Möglichkeit im Verkehrssektor einen Wandel hin zu 'sauberer' Mobilität zu erreichen. In einigen Ländern wird daher über Verbote von Verbrennungsmotoren (Norwegen, Frankreich und UK) oder Quoten (China) diskutiert; und viele Autohersteller erweitern ihr Angebot an alternativen Antrieben. Im Rahmen dieses Projektes soll die Schweizer Situation näher beleuchtet werden und die mögliche Spannbreite an Entwicklungen und damit einhergehende Herausforderungen im Zusammenspiel mit dem Stromsektor identifiziert werden.
Reducing Swiss household energy demand: Modeling and assessing non-monetary incentives (information and social norms) Research Project | 5 Project MembersReducing energy demand is central to achieve the ES 2050 targets. In this project, we investigate the role of soft incentives (information and social norms) for reducing household energy use. We conduct an empirical analysis based on survey and municipal data covering different types of energy use and different types of households. Based on the results, we develop an agent-based model that is used to assess the aggregate effects of demand-side policies.
The role of energy storage technologies in the context of the Swiss energy transition ("SwissStore") Research Project | 3 Project MembersThe role of energy storage is subject to an intense debate internationally reflecting a lack of consensus about the techno-economic potential and respective merits of the various energy storage technologies. This is largely due to the wide spectrum of possible applications, the potential to deliver multiple services (revenue stacking), and unclear market developments which make economic assessments difficult. To the best of our knowledge, no comprehensive cost-based analysis considering the potential role of bulk and distributed technologies for Switzerland has been performed to date that could inform a comprehensive national energy storage strategy. The objective of the proposed research project is to address this gap by performing a holistic investigation of the role of competing and/or complementary electric, thermal and chemical energy storage technologies in achieving greater penetration of renewable energy technologies and more efficient and effective use of energy in the context of the Swiss energy transition. In the first task, comprehensive, detailed and robust information and data on the status of, and prospects for, technical and cost performance of selected storage technologies will be collected to serve as a basis for an expert elicitation exercise. This will help identify drivers of future cost reduction and technical improvement, and deliver cost and performance estimates under a range of scenarios. All technologies retained after pre-screening will be characterized with a set of parameters describing these at an appropriate level of detail for techno-economic modelling and optimization.As second task, two distinct but complementary models will be developed to allow for a comprehensive investigation of energy storage in the Swiss energy transition:1.)A "single-layer model" adopting a ''social planner perspective" and used to identify the best mix of supply and storage technologies to achieve minimal cost or minimal energy use and/or CO2 emissions; 2.)A "double-layer model" used to investigate the influence of the dynamics of the electricity market, including long term (price, demand developments) and short/medium term (intermittent RES generation) uncertainties, and the value associated with the deployment of local energy storage capacity for different market actors in both rural and urban contexts. Finally, the third task will aim at a comparative analysis across various scenarios under the two modelling approaches, including sensitivity analysis around key boundary conditions. Conclusions will be drawn with regards to the feasibility and value proposition of a deployment of energy storage technologies at scale, of their potential role in the future of the Swiss energy system as well as of the role and implications of different policy measures.Results will be shared in the form of peer reviewed scientific papers in international journals, as well as dedicated workshops. Our close involvement in the different SCCERs will also provide opportunities to share the outcomes of the study during their respective annual conferences and/or technical workshops. Finally, our results will also feed into the recently launched "Forum Energy Storage Switzerland".
Modellierung der angemessenen Erzeugungs- und Systemkapazität (System Adequacy) in der Schweiz im Bereich Strom Research Project | 4 Project MembersDie vorliegende Studie im Auftrag des Bundesamts für Energie (BfE) analysiert die zukünftige Entwicklung der Versorgungssicherheit im Strombereich in der Schweiz. Mit der Umwandlung des Kraftwerksportfolios im europäischen Umfeld von fossiler und nuklearer Stromerzeugung in Richtung erneuerbare Stromerzeugung stellt sich zunehmend die Frage nach der langfristigen Angemessenheit der Erzeugungs- und Systemkapazität in der Schweiz, auch Generation and System Adequacy (SA) oder im allgemeinen Sprachgebrauch Versorgungssicherheit genannt. Im Rahmen der Studie wird ein Gesamtkonzept zur Beurteilung der Versorgungssicherheit unter Berücksichtigung relevanter Zeitbereiche und möglicher strategischer Entscheide der Bundespolitik entwickelt. Hierbei werden verschiedene Szenariokombinationen entwickelt, welchen potenzielle Entwicklungen in der Schweiz (Basisszenarien), in den EU-Nachbarländern (EU-Szenarien) sowie mögliche Extremszenarien zugrunde liegen. Diese werden mit Hilfe eines deterministischen und eines probabilistischen Ansatzes analysiert. Darüber hinaus werden zusätzliche Indikatoren für die Analyse der Versorgungssicherheit in der Schweiz entwickelt und angewandt, welche insbesondere die zentrale Bedeutung der Wasserkraft für die Schweiz berücksichtigen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass auch in Zukunft die Versorgungssicherheit der Schweiz meistens als nicht kritisch zu betrachten ist, solange die Schweiz im Europäischen Strommarkt integriert bleibt. Bis mindestens 2025 und in den meisten betrachteten Fällen bis 2030 sind keine versorgungskritischen Situationen zu erwarten. Versorgungskritischen Lagen sind hauptsächlich durch europäische Versorgungsengpässe verursacht, wo die Limitierungen in vielen Situationen sich nicht auf die Generation beziehen sondern sich eher im Übertragungssystem manifestieren. Probleme im Bereich der Erzeugung treten tendenziell erst unter Annahme extremer Entwicklungen auf, wie etwa eines starken Rückgangs der Braun- und Steinkohlekapazitäten in Deutschland ohne gleichzeitige Kompensierung durch Investitionen in alternative Technologien. Auf jeden Fall sind die allfälligen Lastabwürfe in der Schweiz kein direktes Zeichen von mangelnden nationalen Erzeugungskapazitäten, da Ausfälle in Zeitintervallen passieren wo genug Erzeugungskapazität vorhanden wäre um das Land zu versorgen. Weiter ist es anzumerken dass die Schweiz, obwohl sie bei solchen Situationen - d.h. wegen grenzübergreifenden Netzinteraktionen - kleine Lastmengen verliert, gleichzeitig aus denselben Gründen von einer deutlich besseren Sicherheitsmarge profitiert, da z.B. sowohl eine frühere Senkung der Kernkraftwerkskapazitäten als auch eine Reduktion der Wasserkraftwerkskapazitäten keinen kritischen Effekt haben, in Anbetracht der Tatsache dass diese Ausfälle durch geeignete Energieimporte ausgeglichen werden.
