Types modellen

Begrijpen welke types modellen en modelresultaten bestaan kan je helpen om te bepalen wat je zelf nodig hebt. Modellen kunnen op verschillende manieren geclassificeerd worden. Soms is het belangrijk te benadrukken waarvoor ze dienen. Een andere keer is het nuttiger te zeggen hoe ze werken. Eén model kan in meerdere categorieën vallen. Hier vind je enkele voorbeelden. Het overzicht van het volledige modellenlandschap vind je bij Handige links.

_

Indeling op basis van uitkomsten

Indeling op basis van modelkenmerken

Modellen kan je indelen op basis van de uitkomsten die ze leveren. Je kan kijken naar het type uitkomst of naar het doel van de uitkomst. In de praktijk spelen beide een rol. Bijvoorbeeld, je kan de energievraag modelleren (dat is een type uitkomst), dat kan je doen om er beleid mee te ondersteunen of te sturen (dat is het doel).

Je kan modellen ook indelen op basis van eigenschappen van het model zelf. Je kan kijken naar hoe het model opgebouwd is. Alternatief kan je de indeling ook maken op basis de mechaniek van het model, hoe het er onder de motorkap uit ziet. 

Indeling op basis van uitkomsten

Modellen kan je indelen op basis van de uitkomsten die ze leveren. Je kan kijken naar het type uitkomst of naar het doel van de uitkomst. In de praktijk spelen beide een rol. Bijvoorbeeld, je kan de energievraag modelleren (dat is een type uitkomst), dat kan je doen om er beleid mee te ondersteunen of te sturen (dat is het doel).

Indeling op basis van modelkenmerken

Je kan modellen ook indelen op basis van eigenschappen van het model zelf. Je kan kijken naar hoe het model opgebouwd is. Alternatief kan je de indeling ook maken op basis de mechaniek van het model, hoe het er onder de motorkap uit ziet. 

In de praktijk heeft elk model één of meerdere kenmerken van elke indeling

GMP 2.0. Opzet YK 17.04.20

Voorbeeld: Energietransitiemodel (Quintel Intelligence)

Type resultaat

Doel resultaat

Dit is een systeemintegratiemodel: in dit model zitten verschillende componenten van het energiesysteem samen: verschillende soorten gebruikers (huishoudens, gebouwen, transport, industrie, landbouw en overig). 

Ook verschillende energiedragers zitten in het model (elektriciteit, warmte, waterstof, enz.).

Doel resultaat

Met de resultaten kunnen voorspellingen gedaan worden voor de toekomst op basis van de aannames die in het model gestopt zijn.

Opbouw model

Mechaniek model

De logica van het model is top-down. Je kan van bovenaf, als een mastermind, de schuifjes aanpassen. 

De opbouw van het model is bottom-up, verschillende elementen zitten er afzonderlijk in: bijvoorbeeld de energievraag is samengesteld uit de energievragen van allerlei sectoren, en in elke sector is de energievraag op zijn beurt uit allerlei componenten opgebouwd.

Mechaniek model

Het Energietransitiemodel is in de eerste plaats een doorrekenmodel. Wanneer je de schuifjes hebt ingesteld, rekent het de uitkomst uit. 

Je kan er ook verschillende scenario’s mee bouwen, dus het model heeft ook exploratiemogelijkheden.

Voorbeeld: CEGOIA (CE Delft)

Type resultaat

Doel resultaat

Dit is een economisch model: de modelresultaten zijn kosten van verschillende warmtetechnieken.

Doel resultaat

Het is een beleidsmodel: de resultaten kunnen beleidsmakers inzichten geven die hen ondersteunen bij het maken van beslissingen.

Opbouw model

Mechaniek model

CEGOIA is een bottom-up model: warmtetechnieken en buurten worden individueel gemodelleerd, het plaatje van een gemeente of een regio ontstaat vanuit die individuele elementen.

Mechaniek model

CEGOIA is een optimalisatiemodel: het berekent de laagste kosten voor vooraf gekozen aannames en instellingen. 

Die aannames en instellingen kunnen aangepast worden, waardoor ook scenario’s berekend kunnen worden. 

Daarom is CEGOIA ook een exploratiemodel.

Energievraagmodellen

Modellen die de energievraag modelleren. Deze modellen zijn meestal beperkt tot een bepaald type energiegebruiker, de energievraag van een huishouden wordt bijvoorbeeld door heel andere factoren bepaald dan de energievraag van een staalfabriek, en moet dus anders gemodelleerd worden.

Sterktes:

Model kan goed afgesteld om de eigenschappen van een bepaald type energiegebruiker weer te geven

Zwaktes:

Een model dat bedoeld is voor een specifiek type gebruiker is vaak moeilijk of niet in te zetten voor een ander type gebruiker

Voorbeeld:

Modellen die op basis van apparaat- of gebouwkarakteristieken en gebruikersgedrag de energievraag berekenen

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Kleine tot grote

Energieopwekmodellen?

Modellen die de energieopwek modelleren. Deze modellen zijn meestal beperkt tot een bepaald type energiebron en techniek, de opwek van zonne-energie in een zonnepaneel verloopt volgens een heel ander mechanisme dan de opwek van windenergie door een windturbine, en moet dus anders gemodelleerd worden.

Sterktes:

Op basis van de eigenschappen van de energiebron en techniek kan de opwek vrij nauwkeurig berekend worden

Zwaktes:

Een model dat bedoeld is voor een specifiek type bron en techniek is vaak moeilijk of niet in te zetten voor een ander type bron en/of techniek

Voorbeeld:

Modellen die op basis van klimaatdata en techniekeigenschappen de hoeveelheid geproduceerde energie berekenen

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Kleine tot grote

Systeemintegratiemodellen

Modellen die verschillende onderdelen van het energiesysteem bij elkaar brengen: energievraag in verschillende sectoren (bijvoorbeeld industrie, gebouwde omgeving, mobiliteit, landbouw), energieopwek uit verschillende bronnen (fossiele bronnen, wind, zon, geothermie, enz.) en rekening houden met verschillende energiedragers (zoals elektriciteit en gas).

Sterktes:

Inzichten in de afhankelijkheden en synergieën tussen verschillende onderdelen van het energiesysteem

Zwaktes:

Lang om te bouwen, vragen heel veel uiteenlopende data, vaak vooral gericht op langere termijn en grotere geografische schaal

Voorbeelden:

ESSIM (TNO) en ETM (Quintel Intelligence)

Termijn: Middellange tot lange

Schaal: Middelgrote tot grote

Economische modellen

Modellen die kosten en baten berekenen. De berekeningen kunnen gedaan worden voor bijvoorbeeld beleidskeuzes, materialen, technieken, enz.

Sterktes:

Zaken die moeilijk vergelijkbaar zijn, maar wel in geld uitgedrukt kunnen worden, kunnen met elkaar vergeleken worden

Zwaktes:

Lang niet alles kan in geld uitgedrukt worden. Deze aspecten kunnen niet meegenomen worden in economische modellen

Voorbeelden:

CEGOIA (CE Delft), investeringsmodellen van netbeheerders

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Kleine tot grote

Beleidsmodellen

Modellen die effecten van beleid analyseren en daarmee inzichten kunnen geven in de wenselijkheid van beleidskeuzes. Onder de motorkap kunnen beleidsmodellen op veel verschillende manieren in elkaar zitten.

Sterktes:

Inzichten geven in de mogelijke uitkomsten van beleidskeuzes

Zwaktes:

Vaak zeer complexe modellen

Voorbeelden:

Vesta-MAIS (PBL), modellen van het Centraal Planbureau

Termijn: Middellange tot lange

Schaal: Middelgrote tot grote

Ruimtelijke modellen

Modellen die resultaten op kaart (in 2D) of in 3D-visualisaties weergeven. De resultaten die deze modellen weergeven, zijn vaak met een ander type model berekend.

Sterktes:

Visuele weergave van resultaten is een sterk communicatiemiddel

Zwaktes:

Ook visuele resultaten behoeven steeds uitleg over de achtergrond en aannames van resultaten

Voorbeelden:

GIS-kaarten, Windplanner (The Imagineers)

Kaarten

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Korte tot lange

3D-modellen

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Kleine tot middelgrote

Voorspellende modellenNuStraks

Modellen die iets proberen te zeggen over de toekomst op basis van kennis van het heden en verleden, en aannames over de toekomst. Vaak zijn dit ook exploratiemodellen.

Sterktes:

Inzichten in mogelijke trends in de toekomst en hoe die beïnvloed kunnen worden

Zwaktes:

De toekomst voorspellen is erg moeilijk, dus de modelresultaten bevatten inherent grote onzekerheden

Voorbeelden:

Klimaat- en energieverkenning (PBL), IPCC-modellen voor klimaatverandering

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Kleine tot grote

GMP 2.0. Opzet YK 17.04.20

Bij de opbouw van het model zijn er twee smaken: top-down en bottom-up. We kunnen een vergelijking maken met een bos.

Top-down modellen vertrekken vanuit het volledige bos, de individuele bomen zijn minder gedetailleerd of ontbreken.

Bottom-up modellen vertrekken vanuit de individuele bomen.

Het plaatje van het bos wordt door alle bomen samen gevormd, daardoor kan het volledig plaatje soms erg complex worden.

GMP 2.0. Opzet YK 17.04.20

De mechaniek van een model, wat er onder de motorkap zit, is bepalend voor wat het model kan.

Een zuiver optimalisatiemodel kan wel laagste kosten berekenen, maar niet gewoon het effect van een keuze doorrekenen.

Een doorrekenmodel kan dat wel, maar kan dan weer geen laagste kosten weergeven.

Top-downmodellenMGrote trends

Modellen die berekeningen maken op basis van algemene maatschappelijke en economische trends.

Sterktes:

Analyse van globale, gemiddelde trends mogelijk over langere termijn of op grotere schaal

Zwaktes:

Resultaten gelden vaak niet op kleinere schalen omdat de aannames van globale, gemiddelde trends vaak niet gebruikt kunnen worden

Voorbeelden:

Klimaat- en energieverkenning (PBL), modellen van het Centraal Planbureau

Termijn: Middellange tot lange

Schaal: Middelgrote tot grote

Bottom-upmodellenM

Modellen die berekeningen maken op basis van de individuele componenten van een systeem.

Sterktes:

Kunnen op kleine schaal rekening houden met veel details

Zwaktes:

Modellen zijn goed toepasbaar op kleine schaal, maar worden te complex op grotere schaal

Voorbeelden:

Vesta-MAIS (PBL), CEGOIA (CE Delft), ETM (Quintel Intelligence)

Termijn: Korte tot middellange

Schaal: Kleine tot middelgrote

Optimalisatiemodellen
Modellen die een bepaald vooropgesteld doel (kosten, CO2-emissies, enz.) zo klein of zo groot mogelijk proberen te maken. Deze modellen kijken eerst hoe kosten, CO2-emissies, enz. ontstaan, en vervolgens draaien ze aan de knoppen van de oorzaken (binnen afgesproken mogelijkheden) om het doel zo klein of zo groot mogelijk te maken.

Sterktes:

Inzichten in manieren om een vooropgesteld doel zo efficiënt mogelijk te bereiken

Zwaktes:

Erg moeilijk om verschillende “soorten knoppen” met elkaar te vergelijken, bijvoorbeeld investeringskosten en ruimtelijke inpassing. Sommige aspecten, zoals draagvlak, kunnen niet gemodelleerd worden

Voorbeelden:

Investeringsmodellen van netbeheerders, Powerfys (Ecofys), CEGOIA (CE Delft), PLEXOS (Energy Exemplar)

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Kleine tot grote

ExploratiemodellenMScenarios

Modellen waarmee men verschillende scenario’s kan doorrekenen. Onder de motorkap kunnen exploratiemodellen op veel verschillende manieren in elkaar zitten.

Sterktes:

Meerdere scenario’s kunnen beter inzicht geven in de breedte van de mogelijkheden. Dit is een voordeel bij onzekerheden

Zwaktes:

Vaak zeer complexe modellen

Voorbeelden:

ETM (Quintel Intelligence), CEGOIA (CE Delft), PLEXOS (Energy Exemplar)

Termijn: Middellange tot lange

Schaal: Middelgrote tot grote

Doorrekenmodellen

Modellen die onder de motorkap te vergelijken zijn met een groot rekenblad. Deze modellen kunnen een klein of een zeer groot aantal berekeningen bevatten.

Sterktes:

De werking van het model is conceptueel relatief gemakkelijk om te begrijpen

Zwaktes:

Grote doorrekenmodellen vragen vaak veel data, die niet altijd beschikbaar zijn

Voorbeeld:

ETM (Quintel Intelligence)

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Kleine tot grote

Simulatiemodellen

Modellen die processen uit de werkelijkheid “naspelen”. Bijvoorbeeld een infectiemodel bootst de verspreiding van het een virus onder de bevolking voor verschillende maatregelenscenario’s.

Sterktes:

Inzichten in het proces waarmee een eindresultaat bereikt kan worden, niet alleen in het eindresultaat zelf

Zwaktes:

Processen zijn vaak moeilijk te modelleren omdat ze van veel aspecten afhangen. Simulatiemodellen zijn daarom of sterke vereenvoudigingen van de realiteit óf zeer complex

Voorbeelden:

In de markt zijn er momenteel geen voorbeelden van simulatiemodellen voor de energietransitie

Termijn: Korte tot lange

Schaal: Kleine tot grote