Ziel des Vorhabens war die Entwicklung von Transformationspfaden für das Energiesystem, die Rohstoffrisiken minimieren und gleichzeitig Treibhausgas-Emissionsziele erfüllen. Hierfür wurden auf Basis empirischer und modellbasierter Daten hochaggregierte Kritikalitätsindikatoren aus marktbasierter (K_Econ) und geopolitischer (K_Geo) Perspektive entwickelt und erstmals durchgängig in ein Energiesystemoptimierungsmodell (REMix) integriert. Ergänzend wurden Stoffflussmodelle zur Bestimmung globaler Rohstoffbedarfe unter Berücksichtigung von Recyclingpotentialen entwickelt sowie multikriterielle Optimierungsverfahren, insbesondere die parallelisierbare Methode Augmented Epsilon Constraint, implementiert, um Kompromisslösungen zwischen konkurrierenden Zielgrößen zu identifizieren.

Wesentliche Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen, dass rohstoffbezogene Risiken die optimale Technologieauswahl und die Struktur zukünftiger Energiesysteme beeinflussen, sich jedoch durch gezielte Maßnahmen teilweise deutlich reduzieren lassen, ohne erhebliche Mehrkosten zu verursachen. Mit dem integrierten Ansatz wurde eine wesentliche Forschungslücke geschlossen, da Rohstoffaspekte von Transformationsstrategien bislang überwiegend nachgelagert bewertet wurden. Rohstoffkritikalität, Recyclingpotenziale und Versorgungsrisiken können nun unmittelbar bei der langfristigen Energiesystemplanung berücksichtigt werden, was die Resilienz zukünftiger Energiesysteme gegenüber Versorgungsengpässen stärkt und neue wissenschaftliche Grundlagen für eine ressourceneffiziente Energiewende liefert.