Summer School Modeling the Bioeconomy

Vom 14. bis 18. September fand an der Universität Hohenheim die Summer School „Modeling the Bioeconomy“ statt. 18 junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diskutierten mit Experten des Baden-Württembergischen „Kompetenznetz Modellierung der Bioökonomie“, wie verschiedene Simulationsmodelle zur Weiterentwicklung einer nachhaltigen Bioökonomie beitragen können. 

Die Modellierung der Bioökonomie beruht vor allem darauf, dass die verwendete Biomasse abhängig von dem begrenzten Produktionsfaktor Land ist. Daher müssen Entscheidungen über die alternative Nutzung von Biomasse in verschiedenen möglichen Wertschöpfungsketten getroffen werden. Die Anwendung von Simulationsmodellen ermöglicht die Untersuchung von direkten und indirekten Effekten einer veränderten Landnutzung, und kann daher als Grundlage für solche Entscheidungen dienen, erläuterte Professor Dr. Harald Grethe, der Sprecher des Kompetenznetzes, in seiner Einleitung.

Während der fünftägigen Veranstaltung wurden sowohl verschiedene ökonomische Simulationsmodelle auf unterschiedlichen Aggregationsebenen vorgestellt, als auch Modelle, die technische und ökologische Aspekte integrieren, wie Lebenszyklusanalysen, Stoffflussmodelle und Energiesystemmodelle. In PC-Übungen konnten einige Modelle ausprobiert werden. Die Teilnehmer, die überwiegend selbst auf dem Gebiet der Modellierung arbeiten, lernten dadurch die Methoden kennen, die im Kompetenznetz Modellierung der Bioökonomie angewandt werden. Darauf aufbauend diskutierten sie mit den Experten des Kompetenznetzes deren Vorteile und Grenzen. Abgerundet wurde das Programm durch einen Workshop über die methodischen Grundlagen der Szenarioentwicklung, in dem die Teilnehmer auch mögliche Bioökonomie-Szenarien entwickelten und diskutierten.

Die Workshops wurden ergänzt durch Impulsvorträge über neue Technologien für die Entwicklung von Materialien aus Biomasse und über Möglichkeiten der nachhaltigen Nutzung von Insekten und Mikroalgen im Lebensmittel- und Futtermittelbereich. Eine Exkursion an das Karlsruher Institut für Technologie zur Besichtigung von Pilotanlagen für Herstellung von Kraftstoffen aus Biomasse, insbesondere der bioliq Anlage, veranschaulichte technologische Entwicklungen in der Bioökonomie.

Weitere Informationen zum Programm der Summer School:

Models of biomass markets with different aggregation levels will be explained (structure, data) and strengths and weaknesses will be discussed: A scenario of increased demand for biomass will be simulated and results will be compared. Options for analyzing bioeconomy scenarios based on a model chain and potential model interfaces will be presented and discussed based on published examples. Models covered:

  • Farm models: Allow for in-depth analysis of production changes and farm adaptation strategies. Are typically based on linear or non-linear programming approaches and limited to the supply side of the market.
  • Agricultural sector models: Depict agricultural biomass supply and demand and their interaction in markets. Allow for much detail in the agricultural sector but do not fully consider economy-wide interactions.
  • Economy-wide computable general equilibrium models: Depict intersectoral and economy-wide relations, hence a broad picture of the impact from policy or technology changes.

Over the last decade, energy policy has grown more and more complex. Energy system models provide a consistent tool for decision making for complex problems in energy policy or for energy utilities. This workshop will give an overview of the energy models used and insights into current advanced energy system modeling practices pointing to the characteristics of its advantages and limitations.

Although bioeconomy claims to be a sustainable approach in itself, related technologies consume resources and cause environmental impacts. The  process or product-related impacts of these technologies can be calculated and compared using the standardized method of LCA. By identifying important actors and scaling up LCA results to regional or national extent, the feasibility and impact of related policies can be assessed using the method of MFA. Both methods will be presented using examples related to the context of bioeconomy.

Scenarios are a prominent instrument for policy advice that give consistent insights into possible futures and measures necessary to achieve intended goals. This workshop will discuss and analyze the method of scenario development with its latest advances. Questions addressed are: Do we really need scenarios? Do we need different types of scenarios? How do we develop scenarios? Are model-based scenarios sufficient to describe potential futures of socio-technical systems such as bioeconomies?