Rhombos-Online-Nachrichten (RON)
08.04.2016
Kategorie: Energieforschung

Bundesregierung unterstützt Kopernikus-Projekte zur Energiewende

230 Forschungspartner arbeiten an den Schlüsselfragen der künftigen Energieversorgung

Berlin (5.4.2016). Die Bundesregierung will mit dem Energiekonzept 2050 eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung sicherstellen. Eine wichtige Rolle hierbei stellt die Förderinitiative „Kopernikus-Projekte für die Energiewende“ dar, mit der Schlüsselfragen der künftigen Energieversorgung beantwortet werden sollen. Dies erklärte Bundesforschungsministerin Johanna Wanka am 5. April in Berlin. Für diese Förderinitiative, die die Energiewende technisch und gesellschaftlich auf die nächste Entwicklungsstufe heben soll, hatten sich Konsortien aus Vertretern der Wissenschaft, der Industrie und der Zivilgesellschaft bewerben können. Die vier Kopernikus-Projekte, die aus 41 Vorschlägen ausgewählt wurden, umfassen insgesamt 230 Partner. Jedes Programm widmet sich einem zentralen Eckpfeiler der Energiewende: In "Power-To-X" werden Speicherung und Nutzung erneuerbarer Energie durch Umwandlung in stoffliche Produkte bearbeitetet. Weitere Programme sind die Weiterentwicklung der Stromnetze, die Neuausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung und das verbesserte Zusammenspiel aller Sektoren des Energiesystems. Jedes dieser vier Kopernikus-Projekte erhält jährlich bis 2018 bis zu zehn Millionen Euro an Fördermitteln. Für die erste Förderphase stellt das BMBF somit bis zu 120 Millionen Euro bereit. Bis 2025 sollen weitere 280 Millionen Euro zur Verfügung gestellt werden.

Im Themenfeld 1 (Neue Netzstrukturen) ging der Zuschlag für das erste Kopernikus-Projekt an das Konsortium ENSURE. Zu diesem Verbund unter der Leitung von Professor Holger Hanselka vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gehören die RWTH Aachen, der Energieversorger E.ON, der Netzbetreiber TenneT TSO GmbH sowie die Technologiekonzerne Siemens AG und ABB. Insgesamt sind an diesem Projekt 21 Partner beteiligt. Das Konsortium wird untersuchen, wie durch eine Kombination von dezentral und zentral erzeugtem Strom die Kosten für den Netzumbau verringert werden könnten. Dieser wird nach derzeitigem Stand bis zum Jahr 2025 mit bis zu 34 Milliarden Euro veranschlagt. Hanselka: „Unsere Forschung auf diesem Gebiet wird maßgeblich dazu beitragen, dass die Energiewende wirtschaftlich erfolgreich ist und Technologielieferanten, Infrastrukturbetreiber und Stromkunden von ihr profitieren können. Wir wollen zeigen, wie wir in Deutschland gleichzeitig Energie aus fluktuierenden erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind in das Netz dezentral integrieren und eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung gewährleisten können“.
Konkret will das Konsortium ENSURE die Frage beantworten: Was ist eine sowohl unter technischen, wirtschaftlichen als auch gesellschaftlichen Aspekten sinnvolle Energienetzstruktur und welche Anteile aus zentraler und dezentraler Versorgung beinhaltet sie? Dazu werden im Projekt effiziente neue Systemstrukturen, stabile Systemführungsmechanismen sowie die Integration neuer Technologien auf breiter Basis erforscht. Technologien zur Stromübertragung stehen ebenso im Fokus wie Informations- und Kommunikationstechnologien, die in Zukunft die Bilanzierung und Stabilität in vernetzten Versorgungsstrukturen gewährleisten sollen.

Das Kopernikus-Projekt ENSURE ist in drei Phasen geplant. Nach der ersten Phase für die Erforschung der Grundlagen (2016 bis 2019) und der darauf folgenden zweiten Phase für die Umsetzung im Pilotmaßstab (2019 bis 2022), soll in der finalen dritten Phase (2022 bis 2025) ein multimodaler Netzdemonstrator aufgebaut werden. Dieser Großdemonstrator soll beispielhaft aufzeigen, wie die zukünftige energetische Versorgung eines urbanen Systems mit Umland aussehen kann. Untersucht werden dabei auch Möglichkeiten zur Flexibilisierung und Effizienzsteigerung, beispielsweise durch die Energiesystemintegration von Strom, Gas, Wärme und Speichertechnologien oder durch Gleichstrom-Kupplungen zur Mittel- oder Hochspannungsebene.

Das Konsortium für das zweite Kopernikus-Projekt „Power-to-X“ steht unter der Federführung des Forschungszentrums Jülich, der RWTH Aachen und der DECHEMA. Insgesamt sind in diesem Projekt 62 Partner beteiligt.
Mit "Power-To-X"-Technologien wird zunächst Strom aus erneuerbaren Quellen elektrochemisch umgewandelt in stoffliche Energieträger wie Wasserstoff, Kohlenstoffmonoxid und Synthesegas sowie in energieintensive Chemieprodukte. Diese stofflichen Ressourcen müssen anschließend effizient gespeichert und verteilt und in die Endprodukte umgewandelt werden. Dafür bedarf es innovativer Lösungen, die im Projekt zu ökologisch, ökonomisch und gesellschaftlich vorteilhaften Prozessen entwickelt werden sollen. Damit trägt "Power-to-X" zum Ziel der Dekarbonisierung der Energiesysteme bei, das die Bundesregierung mit der Energiewende anstrebt, und verringert gleichzeitig den Anteil fossiler Rohstoffe in den wichtigen Leitmärkten Transport und Verkehr sowie Chemie.
Die RWTH Aachen und das Forschungszentrum Jülich arbeiten in der Jülich-Aachen Research Alliance (JARA) bereits intensiv auf diesem Gebiet zusammen. Laut Harald Bolt, Vorstandsmitglied des Forschungszentrums Jülich, bieten Power-to-X-Konzepte die große Chance, in den Sektoren Energie, Transport und Verkehr sowie Chemie den Einsatz von fossilen Rohstoffen deutlich zu reduzieren. Unter den Verbundpartnern sind auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie sowie das KIT, das den Forschungscluster koordiniert, der sich mit modularen und autarken Technologien zur Umsetzung von Synthesegas auf Basis von Kohlendioxid in Kohlenwasserstoffe und langkettige Alkohole beschäftigt. Erforscht werden neue, für einen dezentralen Einsatz geeignete Prozesstechnologien zur Herstellung von Kraftstoffen, synthetischem Erdgas (SNG) und Chemikalien aus alternativer Energie. Darüber hinaus ist das KIT an den Clustern "Dezentrale H2-Logistik: Speicherung und Verteilung über flüssige Wasserstoffträger“ und "Oxomethylenether: Kraft- und Kunststoffe auf Basis von Kohledioxid und Wasserstoff“ beteiligt.
Ein besonderes Vorhaben des Projekts besteht darin, die großtechnischen Voraussetzungen zu erarbeiten, um mehr als 90 Prozent der zukünftigen Erneuerbare Energien-Überschüsse in Form von chemischen Grundstoffen, gasförmigen Energieträgern und Kraftstoffen zu speichern.
Innerhalb von zehn Jahren sollen neue technologische Entwicklungen bis zur industriellen Reife gebracht werden. In der ersten Förderphase stehen Forschungsarbeiten zur kompletten Wertschöpfungskette von elektrischer Energie bis zu stofflichen Energieträgern und Produkten im Fokus. Dabei werden auch bestehende Großprojekte und vorhandene Infrastrukturen einbezogen und Schnittstellen zur Industrie ausgebaut. Zusätzlich zur Förderung durch das Bundesministerin für Bildung und Forschung (BMBF) bringen die Industriepartner in „Power-to-X“-Forschungsleistungen im Umfang von weiteren 8,3 Millionen Euro ein.

Der Zuschlag im Themenfeld 3 „Industrieprozesse“ ging an das Projekt SynErgie unter der Leitung von Professor Eberhard Abele der Technischen Universität Darmstadt und der Universität Stuttgart, die ein Konsortium von 83 Partnern anführen. Mit dem Projekt SynErgie soll erstmals in Deutschland branchenübergreifend demonstriert werden, wie insbesondere energieintensive Produktionsprozesse an eine schwankende Energieversorgung angepasst werden können. Durch diese Maßnahmen könnten die Energieversorgungskosten der Industrie bis 2020 um schätzungsweise mehr als 10 Milliarden Euro verringert werden - bei erheblicher Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen.
Im Themenfeld 4 „Systemintegration“ sollen die technischen Voraussetzungen für die Kopplung konventioneller und erneuerbarer Energieträger geschaffen werden. Professor Ortwin Renn vom Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) Potsdam wird das Projekt ENavi zur Systemintegration mit 64 Partnern leiten. Dabei ist das KIT verantwortlicher Konsortialpartner, zu den Verbundpartnern gehören unter anderem das DLR, das Forschungszentrum Jülich, das Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum und das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung.
ENavi betrachtet die Energiewende als einen gesamtgesellschaftlichen Veränderungsprozess. Unter anderem streben die beteiligten Forscher an, ein besseres Verständnis des komplex vernetzten „Systems von Systemen“ im Energiebereich zu gewinnen, etwa im Hinblick auf Industrie und Konsum. Auch sollen Optionen für kollektiv wirksame Maßnahmen generiert werden. Auf diesem Wege wird das Projekt dazu beitragen, die Energiewende mit größtmöglicher Akzeptanz voran zu treiben. Die erwarteten Erkenntnisse würden es zudem erlauben, das Marktpotential verschiedener Technologien abzuschätzen.
(Quellen: Helmholtz-Gemeinschaft, KIT, FZ-Jülich, BMBF)

Kontakt:

Claudia Hein (Kopernikus Geschäftsstelle), Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich GmbH
Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, Tel. +49 2461 61 4868, eMail: c.hein@fz-juelich.de, Internet: https://www.ptj.de
Homepage der Kopernikus-Projekte: https://www.kopernikus-projekte.de/
Prof. Walter Leitner, Lehrstuhl für Technische Chemie und Petrolchemie, Institut für Technische Chemie und Makromolekulare Chemie (ITMC), RWTH Aachen. Worringerweg 1, D-52074 Aachen, Tel. +49-241 80 264 80, Fax +49-241 80 221 77, eMail: leitner@itmc.rwth-aachen.de, Internet: http://www.tc.rwth-aachen.de
Prof. Rüdiger A. Eichel, Forschungszentrum Jülich, Institut für Energie- und Klimaforschung, Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9), Wilhelm-Johnen Straße, D-52425 Jülich, Tel.: 02461 61-4644, Fax +49 2461 61-4155, eMail: r.eichel@fz-juelich.de, Internet: http://www.fz-juelich.de/iek/iek-9
Prof. Kurt Wagemann, DECHEMA-Geschäftsstelle, Theodor-Heuss-Allee 25, D-60486 Frankfurt am Main, Tel.: 069 7564-205, Fax: 069 / 75 64-201, eMail: wagemann@dechema.de, Internet: http://dechema.de/