Mit dem agentenbasierten Energiemarktmodell AMIRIS entwickelt die Abteilung Energiesystemanalyse einen innovativen Ansatz zur Analyse und Bewertung energiepolitischer Instrumente und Mechanismen zur Marktintegration der erneuerbaren Energien sowie von Flexibilitätsoptionen. Bisherige Erfahrungen zeigen, dass energiepolitische Instrumente ihre beabsichtigte Wirkung nicht immer wie ursprünglich geplant erreichen können sowie von nicht intendierten Effekten begleitet werden. Daher muss bei der Ausgestaltung politischer Instrumente und Rahmenbedingungen das betriebswirtschaftliche, nicht immer rationale Verhalten von Akteuren unter Unsicherheit berücksichtigt werden. Hierfür bietet die agentenbasierte Modellierung (ABM) – die ihre Ursprünge in der künstlichen Intelligenzforschung hat – einen passenden Ansatz, da hier die Akteure mit ihren Wahrnehmungen und Handlungsmustern im Zentrum der Modellierung stehen. Bei der Modellierung der Handlungsoptionen und -muster der Agenten (sie entsprechen den Akteuren in der Realität) und ihrer Interaktion untereinander wird auf eine intensive Akteursanalyse zurückgegriffen, um eine möglichst nahe Abbildung des realen Verhaltens zu ermöglichen.
Die in AMIRIS als Agenten abgebildeten Akteure lassen sich grob in fünf Klassen einteilen: Kraftwerksbetreiber, Händler, Marktplätze, Nachfrager und Speicher. Kraftwerksbetreiber stellen Stromhändlern Produktionskapazitäten zur Verfügung, sie handeln im Modell aber nicht selbst an den Märkten. Den Handel und damit die Betriebsentscheidungen übernehmen Händler unter Verfolgung von Gewinnmaximierungsstrategien. Marktplätze verfolgen selbst keine Ziele, sondern dienen lediglich als Handelsplattformen unter verschiedenen Mechanismen (zum Beispiel Regularien und Market-Clearing). Nachfrage-Agenten handeln ebenfalls am Strommarkt und platzieren preis- und zeitabhängige Strombedarfe. Die Speicher können ebenfalls direkt an den Märkten handeln, um mittels Arbitrage Profite zu maximieren, können aber auch von Nachfrage- und Angebotshändlern eingesetzt werden, um deren Portfolien gegen Risiken wie zum Beispiel fehlerhafte Prognosen abzusichern. Abbildung 1 gewährt einen Überblick über die in AMIRIS modellierten Agenten sowie zugehöriger Informations-, Energie-, und Zahlungsflüsse.
Simulationen mit AMIRIS ermöglichen so unter anderem die Untersuchung des Einflusses politischer Rahmenbedingungen auf Verhalten und Rentabilität von Energiemarktakteuren unter Berücksichtigung verschiedener Vermarktungspfade sowie die Quantifizierung des Einflusses sozio-ökonomischer Entscheidungsaspekte von Einzelakteuren auf die Energiemärkte, wie zum Beispiel Strompreisentwicklungen.
Durch seine agentenbasierte und modulare Natur kann AMIRIS leicht erweitert oder modifiziert werden. AMIRIS basiert seit dem Jahr 2019 auf dem ebenfalls am DLR entwickelten Open-Source-Framework für Agentenbasierte Energiesystemmodelle FAME. Durch dessen High-Performance-Computing-Fähigkeit kann AMIRIS auch umfangreiche Agentensysteme in kurzer Zeit simulieren. Aktuell können mehrere Modelljahre in stündlicher Auflösung in weniger als einer Minute simuliert werden.
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