Title: Transition to energy sustainability in emerging cities: a study of positive-sum scenarios
Language: English
Authors: Fall, Aminata 
Qualification level: Doctoral
Advisor: Haas, Reinhard 
Issue Date: 2020
Number of Pages: 116
Qualification level: Doctoral
Abstract: 
Theoretisch sind alle Orte der Erde mit erneuerbaren Energiequellen ausgestattet. Die Anforderungen an die Koexistenz von vorhandener Energie- und Nicht-Energie-Infrastruktur schränken jedoch die technische Realisierung dieser Ressourcen ein. Kapitel 4 zeigt, dass die Stadt Dakar im Senegal über Ressourcen für solare Photovoltaik, energetische Abfallverwertung und Windenergie verfügt, die den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung unterstützen könnten. Mithilfe einer Datenerhebung von verfügbaren Materialien aus verschiedenen Quellen konnten wir erstmals das Potenzial (in MW) für Energiegewinnung aus Abfall, Solarphotovoltaik und Windenergie für die Stadt Dakar ermitteln und mit dem entsprechenden Potenzial in Wien vergleichen.Üblicherweise verwenden Energieplaner Modellierungssoftware, um die Integration dieses Potenzials in ein Netz zu simulieren. Im Jahr 2018 haben Ringkjøb et al. 75 Beispiele solcher Energiemodellierungssoftware identifiziert. Kapitel 5 zeigt, dass verschiedene Energiemodellierungssoftware unterschiedliche Zahlen hinsichtlich der nachhaltigen Energiewende in Dakar mit unterschiedlichen Kosten und Umweltbelastungen liefern. Da die Unterschiede auf den in die Software-Programmierschnittstelle eingebetteten Modellierungsansatz zurückzuführen sind, schlagen wir eine innovative Energiemodellierungssoftware, MoCES, vor, die auf die Bedürfnisse von Städten wie Dakar zugeschnitten ist. Der MoCES-Ansatz integriert die facettenreichen Dimensionen der Nachhaltigkeit in die Simulation von Energieszenarien.In der Praxis sind politische Strategien erforderlich, um die Energiewende-Szenarien in der Stadt umzusetzen. In Kapitel 6 wird deshalb eine Kombination aus Backcasting-Methoden und Mechanismusdesign vorgeschlagen. So lassen sich unter den verschiedenen Szenarien, in denen erneuerbare Energiequellen in das Netz eingespeist werden und bei denen ein Management auf der Nachfrageseite betrieben wird, diejenigen identifizieren, die die höchste Ökoeffizienz erzielen, mit der geringsten Umweltbelastung und hoher Kosteneffizienz.Zusammen eröffnen die Ergebnisse der Studie neue Perspektiven für die Planung des Beitrags aufstrebender Städte (gemäß der Definition der Initiative New Climate Economy) zum Erreichen der Energie- und Klimaziele nach 2015, die im Übereinkommen von Paris und in den Zielen der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung (SDGs) festgelegt sind.

Theoretically, all places on earth are endowed with renewable energy resources. However, the requirements for co-existence with existing energy and non-energy infrastructure limit the technical realization of these resources. Chapters 1-3 set the framework of the research study. Chapter 4 demonstrates that the city of Dakar, Senegal, has solar photovoltaic, waste-to-energy, and wind energy resources that could support transition to energy sustainability. Through the collection of readily available materials from different sources, we were able to estimate, for the first time, the potential (in Megawatt) of waste-to-energy, solar photovoltaic, and wind energy at the scale of the city, and to compare it with potential in Vienna. Ordinarily, energy planners use modelling software to simulate the integration of this renewable energy potential into the grid. In 2018, Ringkjøb et al. identified 75 energy modelling software. Chapter 5 demonstrates that different energy modelling software return different figures of the sustainable energy transition in Dakar, with different costs and environment strains. As the differences originate from the modelling approach embedded in the software programming interface, we propose an innovative energy modelling software, known as MoCES, which is tailored to the needs of cities like Dakar. The MoCES approach integrates the multi-faceted dimensions of sustainability in simulating energy scenarios.Policy strategies are necessary to implement the energy transition scenarios in the city. Chapter 6 proposes a combination of backcasting methods and mechanism design by identifying, among the different scenarios that feature feed-in renewable energy resources to the grid and demand side management, those that return the highest eco-efficiency, meaning the lowest environment strain at budget-balanced cost. Together, this study’s findings open new perspectives for planning and monitoring the contributions of emerging cities (according to the definition of the New Climate Economy) so they can achieve the post-2015 energy and climate objectives stated in both the Paris Agreement and the United Nations Sustainable Development Goals (SDGs).
Keywords: Energy sustainability
URI: https://doi.org/10.34726/hss.2020.80062
http://hdl.handle.net/20.500.12708/15202
DOI: 10.34726/hss.2020.80062
Library ID: AC15697633
Organisation: E370 - Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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