Vom Wort zum Wert – FfE entwickelt Prozess zur Quantifizierung von Kontextszenarien

Vor allem für Industrieunternehmen und energiewirtschaftliche Akteure wie Netzbetreiber und Energieversorger ist kaum absehbar, wie sich ihr Marktumfeld im Zuge der Energiewende verändern wird. Umso wichtiger ist es, dass diese Unternehmen Risikoanalysen durchführen, um auf verschiedene Zukunftsbilder vorbereitet zu sein. Eine beliebte Vorgehensweise zur Herleitung dieser Zukunftsbilder ist die Erstellung konsistenter qualitativer Kontextszenarien mittels klassischer Szenariomethoden wie der Cross-Impact-Balance Matrix. Die Herausforderung besteht darin, zukunftsorientierte unternehmerische Entscheidungen auf Grundlage dieser Zukunftsbilder zu fällen. Um die Zukunftsbilder greifbarer zu machen, werden diese häufig in mathematischen Modellen quantifiziert. Hier gilt es, die Worte aus den Kontextszenarien in Werte zu übersetzen, die in Modellen genutzt werden können. Die FfE hat eine strukturierte und formalisierte Vorgehensweise zur Quantifizierung von Kontextszenarien erarbeitet, die in diesem Fall als Hilfestellung herangezogen werden kann.

Der Prozess zur Quantifizierung von Kontextszenarien wurde im Projekt eXtremOS entwickelt, ist jedoch projekt- und unternehmensunabhängig gültig anwendbar. So konnte die FfE im Rahmen einer Beratungsleistung den Prozess bereits gemeinsam mit dem Kunden auf die unternehmensspezifische Fragestellung und Modelllandschaft übertragen. Der fünfstufige Prozess wird nachfolgend schrittweise beschrieben. Im Laufe des Kalenderjahres 2020 erfolgt die Veröffentlichung im Rahmen eines Journal- oder Konferenzbeitrags.

Im Rahmen von eXtremOS analysiert die FfE den Wert von Flexibilität im Kontext der europäischen Strommarktkopplung bei extremen technologischen, regulatorischen und gesellschaftlichen Entwicklungen. Dabei werden verschiedene Wege zur Definition der Extremszenarien verfolgt. So wird u. a. in Zusammenarbeit mit dem Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ein qualitatives europäisches Extremszenario ausgearbeitet. Das qualitative Extremszenario wird im Rahmen des Projektes quantifiziert und mittels der Modelle der FfE ausgewertet. Der in Abbildung 1 dargestellte Prozess zur Quantifizierung von Kontextszenarien wird als Leitfaden herangezogen.

Ausgangspunkt ist ein qualitatives Kontextszenario. Im Projekt eXtremOS erfolgt die Herleitung der Kontextszenarien mittels Cross-Impact-Balance (CIB) Matrix. Hierbei wurden 25 Deskriptoren entwickelt, die jeweils unterschiedliche Ausprägungen annehmen können. Kernziel der nachfolgenden Schritte ist die Übersetzung der Ausprägungen in quantitative Werte, die Eingang in die Modelle der FfE finden.

Grundvoraussetzung für die Quantifizierung von Kontextszenarien ist ein Überblick über die Modelllandschaft. In Schritt 1 wird folglich die für das Kontextszenario relevante Modelllandschaft in einem Ablaufdiagramm visualisiert. Je nach Fragestellung können eine Vielzahl von Abhängigkeiten zwischen einzelnen Modellen existieren, die diesen Schritt zu einer Herausforderung machen. Ein positiver Nebeneffekt ist, dass durch die Visualisierung der Modelllandschaft das Verständnis für die Modellzusammenhänge und –funktionalitäten geschärft wird. Dies ist insbesondere dann hilfreich, wenn unterschiedliche Modellverantwortliche involviert sind.

In Schritt 2 wird für jedes in Schritt eins erfasste Modell eine Parameterliste erstellt. Dabei gilt: jeder Parameter ist quantifizierbar und kann folglich mit einer konkreten Einheit hinterlegt werden. Ziel dieses Schrittes ist es, herauszuarbeiten, welche der Parameter aus Sicht der gesamten Modelllandschaft exogen sind. Die modellverbund-exogenen Parameter müssen im Rahmen des Szenarioprozesses quantifiziert werden. Davon abzugrenzen sind modell-endogene Parameter, deren konkrete Werte Ergebnis der Berechnungen im Modellverbund darstellen. Durch Identifikation der modellverbund-exogenen Parameter kann zudem sichergestellt werden, dass jeder dieser Parameter im Zuge der Quantifizierung nur einmal mit einem Wert belegt wird, auch wenn er Eingang in mehrere Modelle findet.

In Schritt 3 wird die Deskriptoren-Parameter-Matrix (DPM) erstellt. Dieser Schritt stellt das Kernelement des Quantifizierungsprozesses dar. Es erfolgt die Zuweisung der modelllandschaft-exogenen Parameter zu den Deskriptoren des qualitativen Szenarioprozesses. Ziel ist es, festzuhalten, welche Parameter von den verschiedenen Deskriptoren adressiert werden und folglich in Abhängigkeit von der Ausprägung des Deskriptors unterschiedliche Werte annehmen sollten. Die DPM dient zudem als Kontrollinstrument für die Konsistenzprüfung bei Parametern, die von mehreren Deskriptoren adressiert werden. Ergebnis des Arbeitsschrittes ist zudem eine Übersicht der Parameter, die von keinem Deskriptor adressiert werden sowie eine Liste der Deskriptoren, die keinen Parameter adressieren.

In Schritt 4 werden den Parametern der DPM in Abhängigkeit von den Ausprägungen konkrete Werte zugewiesen. Die Quantifizierung der Parameter kann mittels unterschiedlicher Methoden erfolgen. Beispiele hierfür sind: Literaturrecherchen, Expertenschätzungen oder Metastudienanalysen.

In Schritt 5 wird der Umgang mit Deskriptoren festgelegt, denen in Schritt drei keine Parameter zugewiesen wurden. Grundsätzlich existieren drei Optionen für den Umgang mit qualitativen Deskriptoren:

• Fall 1: Der Deskriptor ist im Szenarioprozess entscheidend und der Modelllandschaft wird ein Parameter hinzugefügt und eine Quantifizierung somit ermöglicht.
• Fall 2: Im Rahmen des Szenarioprozesses erfolgt eine Neudefinition des Deskriptors. Durch die Anpassung des Deskriptors kann ein existierender Parameter zugewiesen werden.
• Fall 3: Der Deskriptor wird im Szenariokontext beschrieben und es erfolgt keine Quantifizierung.

Am Ende des fünfstufigen Szenarioprozesses steht ein quantifiziertes Kontextszenario. Der skizzierte Prozess dient als Leitfaden zur Quantifizierung von Kontextszenarien. Insbesondere Schritt eins und zwei bringen Vorteile mit sich, die jedoch über die Quantifizierung des Kontextszenarios hinausgehen.