Helmholtz-Gemeinschaft Geschaeftsbericht 2015

w Die Energiewende bringt zahlreiche Herausforderungen für die Wissenschaft mit sich. Auf dem Weg zu einer Stromver- sorgung, die sich maßgeblich aus erneuerbaren Energien speist, sind viele Fragen zu beantworten. Das Energy Lab 2.0 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) soll wichtige Ant- worten liefern. Im Oktober 2014 an den Start gegangen, will die intelligente Plattform das Zusammenspiel einzelner Kom- ponenten künftiger Energiesysteme erforschen. Das Projekt ist eingebettet in die Gesamtstrategie der Helmholtz-Gemein- schaft zum Thema Energie. Dafür errichten die Partner bis 2018 ein Simulations- und Kontrollzentrum und einen ener- gietechnischen Anlagenverbund am KIT, ein Elektrolyse-Test- zentrum am Forschungszentrum Jülich und eine Testanlage zur Erprobung von Power-to-Heat-Konzepten am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart. Der Anlagenverbund verknüpft charakteristische Komponen- ten zur Strom-, Wärme- und Synthesegaserzeugung mit ver- schiedenen Energiespeichertechnologien und Verbrauchern. Dazu werden vorhandene große Versuchseinrichtungen am KIT in das Energy Lab 2.0 integriert: der Solarstrom-Speicher- Park, die bioliq-Pilotanlage und ausgewählte Energieverbrau- cher. Elektrische, elektrochemische und chemische Speicher Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie eine last- und brennstoffflexible Gasturbine mit Gene- rator werden den Anlagenverbund ergänzen. Ein Simulations- und Kontrollzentrum am KIT verknüpft alle Komponenten des Anlagenverbundes über Informations- und Kommunikations- technologien zu einem intelligenten Gesamtsystem („Smart Energy System“). In der Kombination ist diese Infrastruktur die erste ihrer Art in Europa. Langfristig lassen sich außerdem externe Versuchsanlagen und – in Kooperationen mit der Industrie – auch große exter- ne Komponenten des Energiesystems wie Windparks, Geo- thermieanlagen, konventionelle Kraftwerke und große indu­ strielle Verbraucher in das Energy Lab 2.0 einbinden. Im Energy Lab 2.0 entwickeln Wissenschaftler die Werkzeuge und Ansätze zur Netzstabilisierung zunächst im Modell. Dazu dienen ein Experimentierfeld mit allen relevanten System- komponenten in kleinerem Maßstab sowie ein Testfeld für elektrische Netzkomponenten mit Echtzeitsimulation. Die Va- lidierung erfolgt anschließend auf der Ebene des Anlagenver- bundes. Auf Basis der Ergebnisse können im dritten Schritt reale Energiesysteme simuliert und beispielsweise unter dem Blickwinkel der Netzstabilität analysiert werden. Weitere Beispiele aus diesem Forschungsbereich g Der größte deutsche Solar­strom-Speicherpark am KIT ist Teil des Energy Lab 2.0. Bild: KIT Energie I Erde und Umwelt I Gesundheit I Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr I Materie I Schlüsseltechnologien 13 me effizient und kostengünstig zu erschließen und optimale Technologien für zentrale und dezentrale Anwendungen zu entwickeln. Die strategischen Forschungsthemen widmen sich wissenschaftlichen Fragestellungen, die hochkomplexe und langfristige Entwicklungen erfordern und die großen Infrastrukturen der beteiligten Helmholtz-Zentren nutzen. Storage and Cross-Linked Infrastructures Damit die Transformation zu einer überwiegend auf erneu- erbaren Energien basierenden Energieversorgung gelingt, müssen die stark volatile Energie bedarfsgerecht gespei- chert und die Infrastrukturen für die verschiedenen Energie- träger weiterentwickelt und besser vernetzt werden. Das Programm umfasst die Erforschung von Energiespeichern, Technologien zur Energieumwandlung und Energieinfra- strukturen. So verbindet es Forschung und Entwicklungs- projekte für thermische, elektrische und chemische Energie- speicher mit Prozess- und Verfahrensentwicklung und schließt die Erforschung von Infrastrukturen zur Verteilung und Speicherung mit ein. ENERGY LAB 2.0 – INTELLIGENTE ENERGIEWENDEPLATTFORM

Seitenübersicht