Systemanalyse

Entscheidungen in der Energiewirtschaft, der Energiepolitik und der Forschungsförderung wirken sich über lange Zeiträume aus: Einmal festgelegt, können sie nur schwer wieder geändert werden.

Bild: Forschungszentrum Jülich

Um vorausschauend zu handeln, die Chancen neuer Technologien frühzeitig zu erkennen und die Risiken für Umwelt und Wirtschaft zu verringern, ist systemanalytisches Wissen gefragt. Deshalb verfolgt die Helmholtz-Gemeinschaft einen langfristigen und ganzheitlichen Ansatz in der Wasserstofforschung: Rund 600 Mitarbeiter aus zehn Zentren forschen bereits seit mehreren Jahrzehnten daran - das Spektrum reicht von den Grundlagen bis zur Anwendung. Die technologische Forschung wird um systemanalytische und sozioökonomische Perspektiven ergänzt. Nur soll kann das Energiesystem in all seinen Facetten verbessert werden.

Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit ist notwendig, um Synergien besser zu nutzen und sicherzustellen, dass Wasserstoff entscheidend zum Klimaschutz beitragen kann. Die einzelnen Helmholtz-Zentren und Forschungsbereiche arbeiten dabei intensiv zusammen und kooperieren mit weiteren Akteuren aus Wissenschaft und Industrie, um den Transfer in den Markt vorzubereiten. In Demonstrationsprojekten, Pilotanlagen und sogenannten „Reallaboren der Energiewende“testen und verbessern die Forscher:innen neue Technologien und treiben den großskaligen Einsatz von Wasserstoffanwendungen voran.

Wege für die Transformation des Energiesystems bis 2045

Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, die Treibhausgasemissionen bis 2045 um 100 Prozent gegenüber dem Emissionsniveau von 1990 zu reduzieren. Wissenschaftler:innen haben die dafür notwendigen Szenarien analysiert. Kernergebnis: Eine Minderung der Treibhausgasemissionen um 80 Prozent ist technisch und ökonomisch machbar. Eine darüber hinaus gehende Reduzierung der CO₂-Emissionen ist deutlich anspruchsvoller und teurer.

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Reallabor für die Energiewende

Im „Living Lab Energy Campus“ zeigt das Forschungszentrum Jülich, wie die energiepolitischen Ziele der Energiewende durch einen systemorientierten Ansatz und die Nutzung innovativer Techniken in einem bestehenden baulichen Umfeld erreicht werden können. Der ganze Forschungscampus dient dabei als großes Experimentierfeld, in dem die Wechselwirkungen zwischen Technik, Energieträgern und Verbraucher:innen untersucht werden.

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Energy Lab 2.0

Das Energy Lab 2.0 ist eine großskalige Forschungsinfrastruktur, in der das Zusammenspiel der Komponenten künftiger Energiesysteme erforscht und neue Ansätze zur Stabilisierung der Energienetze realitätsnah erprobt werden. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) arbeitet dabei eng mit dem Forschungszentrum Jülich und dem Deutschen Institut für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen.

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Kopernikus-Projekt PtX

Für ein klimaneutrales Deutschland 2045 benötigen Verkehr, Industrie und Wärme emissionsarme Lösungen. Das Kopernikus-Projekt P2X untersucht einen der vielversprechendsten Ansätze: Power-to-X Technologien, die erneuerbaren Strom in andere Energieformen umwandeln. Zum Beispiel in Kraft- und Kunststoffe, in Wärme und Gase oder in chemische Rohstoffe.

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