Der Energiesektor befindet sich zur Zeit in einer Phase fundamentaler Umwälzungen, die von der Liberalisierung der Märkte durch die EU und die Hinwendung zu regenerativer Energie verursacht wird. Um diese Anforderungen zu meistern sind große Investitionen erforderlich, die selbstverständlich so kosteneffizient wie möglich vorgenommen werden sollen. Darüber hinaus führt die Liberalisierung auch zu komplexeren und verwickelteren Planungs- und Betriebsprozessen, so dass die derzeit existierenden Methoden nicht mehr eingesetzt werden können. Das Ziel dieser Arbeitsgruppe ist die Entwicklung neuartiger mathematischer Modelle und Lösungsmethoden, die diese zunehmende Komplexität der Energienetze meistern können.

Energieoptimierungsprobleme sind aufgrund der zugrundeliegenden technischen und physikalischen Prozesse häufig nicht-linear und nicht-konvex, einige der Kontrollentscheidung sind sogar diskret. Ein adäquates mathematisches Modell führt deshalb auf große gemischt ganzzahlige nicht-konvexe Probleme, die normalerweise nicht von Standardlösern behandelt werden können. Eine weitere Herausforderung besteht in der Unsicherheit in Bezug auf Angebot und Nachfrage, die ebenfalls zu berücksichtigen ist. Aus diesem Grund beinhalten die Modelle sowohl stochastische als auch spieltheoretische Komponenten.

Aufgrund dieser inhärenten mathematischen Schwierigkeiten müssen die mathematischen Lösungsmethoden speziell auf das jeweilige Problem zugeschnitten werden. Die Kernkompetenzen der Arbeitsgruppe reichen von der langfristigen Kapazitäts- und Ausbauplanung bis hin zur kurzfristigen operativen Entscheidungsfindung. Derzeit entwickeln wir Methoden für eine vorausschauende Entscheidungsunterstützung für den Betrieb eines der größten deutschen Erdgasversorgungsnetze. Da unsere maßgeschneiderten Lösungen stark von spezifischen Kenntnissen über Energienetze abhängig sind, arbeiten wir eng mit Partnern aus der Industrie und verschiedenen anderen Forschungsinstituten zusammen.