SFB-TRR 154: Mathematische Modellierung, Simulation und Optimierung am Beispiel von Gasnetzwerken


Nicht nur die zuletzt geführte und noch andauernde Diskussion um die Dieselmotoren und den Kohleausstieg zeigt das Bedürfnis der Gesellschaft nach einem sauberen, umweltfreundlichen und effizienten Umgang mit Energie. Dies gilt sowohl für den mobilen Bereich als auch in gleichem Maße für Haushalte und Industrie, aber genauso für die Erzeugung, Speicherung und den Transport. In diesem Kontext spielt Gas als Energieträger nach wie vor eine zentrale Rolle. Die gewachsene Bedeutung von Gas als kritische Ressource stärkt nicht nur beim Laien einen allgemeinen Wunsch nach Sorgfalt im Umgang mit dem Rohstoff an sich und den Mitteln für seinen Transport. Ein begleitendes Charakteristikum ist die gewachsene Ungewissheit vor allem in den wirtschaftlichen und politischen Randbedingungen. Gleichzeitig – und das hat sich in den letzten drei Jahren noch verstärkt – beinhaltet die Gasversorgung exemplarisch mathematische Herausforderungen, die so oder in ähnlicher, oft sogar vereinfachter Form auch in anderen Konstellationen auftreten. Diese Gleichzeitigkeit und Übertragbarkeit macht es besonders wichtig und spannend, die grundlegenden mathematischen Phänomene und Probleme zu verstehen, zu analysieren und schließlich die neuen mathematischen Erkenntnisse der Numerik, Analysis, Simulation und Optimierung in ihren Verknüpfungen zu erforschen. Genau auf diesem Weg befindet sich dieses Projekt und das für die zweite Förderperiode geplante Forschungsprogramm. Die im Projekt bislang erzielten Ergebnisse ergaben sich aber nicht im Selbstlauf, sondern sind generell Ergebnis intensiver, meist kooperativer Forschung. Das Projekt hat dafür einen Rahmen geschaffen und Strukturen aufgesetzt, die diese Kooperationen intensivieren und fördern. Die seit Beginn der ersten Bewilligungsperiode des Projekts vergangenen drei Jahre waren damit gute Jahre für die tiefere Verwurzelung mathematischer Theorien und Praktiken in der Energieforschung, die in Bezug auf ihren Facettenreichtum in Naturwissenschaften und Technik sowie im ökonomischen und nicht zuletzt politischen Handeln, für immer mehr Menschen einen entscheidenden Einfluss auf ihr Leben hat. Gerade die genannten wachsenden Unsicherheiten und die sich ständig in Bewegung befindlichen politischen und ökonomischen Randbedingungen sind der Anlass für Aspekte, die vermehrt in der zweiten Förderperiode in den Fokus rücken. So setzt der TRR 154 neue Teilprojekte auf, die prägende Impulse aus dem Gashandel auf deregulierten Energiemärkten beziehen. Mathematisch beinhaltet dies das Gebiet der Gleichgewichte. Bereits für sich genommen sind dies im Hinblick auf Existenz, Eindeutigkeit und Ermittlung von Lösungen anspruchsvolle Forschungsgegenstände. Sachgerechte Einbeziehung von Unsicherheit erfordert in diesem Kontext ein Abwägen zwischen stochastischen und robusten, risikoneutralen und risikoaversen sowie ein- und mehrstufigen Modellen.


Projektleitung
SZF-1, Leitung Servicezentrum Forschung (Details) (Servicezentrum Forschung (SZF))

Laufzeit
Projektstart: 07/2014
Projektende: 06/2022

Forschungsbereiche
Mathematik, Sozialwissenschaften

Forschungsfelder
Diskrete Optimierung, Kontinuierliche Optimierung, Mathematische Modellierung, Modelladaption, Numerische Analysis, Optimierung über Partielle Differentialgleichungen, Simulation, Stochastische Optimierung

Zuletzt aktualisiert 2021-21-07 um 13:35