Energieforschung in der Praxis
So gestaltet Nordrhein-Westfalen den Wandel

Die klimafreundliche Wärmeversorgung und CO₂-Reduktion im Gebäudesektor rücken weiter in den Fokus der Klimaschutz-Aktivitäten. Denn eines wird immer deutlicher: Klimaneutrale Gebäude, Quartiere und Städte sind ein Erfolgsfaktor für den Klimaschutz.

Wie wird die Energiewende tatsächlich Wirklichkeit? Wie kann die Vernetzung von Nutzern und Produzenten der unterschiedlichen Energieformen intelligent gesteuert werden? Welche Chancen für Unternehmen und neue Geschäftsmodelle entstehen? All das soll im Brainergy Park Jülich unter Realbedingungen erprobt werden. In dem im Bau befindlichen 52 Hektar großen innovativen und interkommunalen Park wird neben einem klassischen Gewerbegebiet auch ein Kernbereich mit Simulationsfläche und Demonstrationsplattform für das lernende Energiemanagement der Zukunft angelegt.

Die cross-industrielle Zusammenarbeit, also die branchenübergreifende Kooperation mit anderen Unternehmen und lokalen Akteuren, wird im Bereich der Großindustrie bereits erfolgreich umgesetzt. Die Netzwerkpartner sind dadurch in der Lage, eine deutliche Reduktion ihrer klimaschädlichen Emissionen zu erreichen. Die dahinterstehende Systematik und Funktionsweise ist allerdings auch auf kleineren Ebenen anwendbar. Cross-industrielle Netzwerke können ebenso in Gewerbegebieten, ländlichen Regionen oder Kommunen zu einer Reduktion von CO₂-Emissionen, zum schonenden Umgang mit Rohstoffquellen und zur Entwicklung neuer Geschäftsmodelle beitragen.

Nachhaltig, langlebig, leistungsstark. Batterien sind eine Schlüsseltechnologie für die Energie- und Mobilitätswende. Bis 2030 sollen in Deutschland mindestens 80 Prozent der Stromversorgung aus erneuerbaren Energien stammen. Windräder und Solaranlagen sind jedoch abhängig von Tageszeit und Witterung. Sie liefern mal zu wenig Strom und mal Strom im Überschuss. Daher sind geeignete Speicher unverzichtbar. Mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien wird der Bedarf in den kommenden Jahren weiter steigen.

Das Projektteam von Fit4eChange arbeitet mit seiner Forschung daran, die Herausforderungen für die Verteilnetzebene im Kontext der Energiewende zu lösen. Projektziel ist es, eine kontinuierliche Echtzeit-Überwachung der Energieflüsse und Belastungen in stark dynamisch genutzten Niederspannungsverteilnetzen zu realisieren, um die netzdienliche Steuerung und optimale Einbindung von Erzeugern und Verbrauchern zu ermöglichen.

In der Biologie ist ein Ökosystem ein Lebensraum und alle darin lebenden Organismen. Dieses Bild wird im Open District Hub neu interpretiert: Ökosystem meint hier drei intelligente und sich ergänzende Systeme, die ökologische und ökonomische Vorteile bringen – und damit wertvoll sind für den (urbanen) Lebensraum und alle darin lebenden Organismen (Menschen).

Das Projektteam arbeitet daran, bestehende Hürden für KMUs bei der Nutzung von IIoT-Lösungen abzubauen und eine unkomplizierte Anbindung in die Plattform-Ökonomie der Industrie 4.0 zu ermöglichen. Hierfür bauen die Forschenden eine branchenneutrale IIoT-Plattform auf, die KMUs mit möglichst geringen Implementierungsaufwand für die Digitalisierung ihrer Produktionsprozesse nutzen können.

Ziel des Projektteams von EnerRegio ist es, eine Blaupause für ein dekarbonisiertes Energiekonzept im ländlichen Quartier zu schaffen. Hierzu entwickeln die Forschenden übertragbare Lösungen, in welcher Anordnung und Dimensionierung der Einsatz von Speicher- und Wasserstofftechnologien die sektorenübergreifende Dekarbonisierung im ländlichen Raum bestmöglich verwirklichen kann.

Das Forschungsprojekt SektorPlan entwickelt in Zusammenarbeit mit Netzbetreibern aus Nordrhein-Westfalen praxistaugliche Planungsgrundsätze, um die reibungslose Integration von sektorenübergreifenden Ansätzen und neuen Kopplungstechnologien in den Netzbetrieb zu ermöglichen. Damit wird eine Steigerung des Anteils erneuerbarer Energie in allen Sektoren möglich, was eine deutliche Reduktion der CO₂-Emissionen des Gesamtsystems bewirkt.

Das Forschungsprojekt InSekt arbeitet an der intelligenten Kopplung des Strom- und Wärmebereichs und kann damit erhebliche Mengen CO₂ einsparen. Mit Hilfe einer agentenbasierten Smart-Grid-Lösung strebt das Projektteam die optimale Einbindung einer Abwasser-Wärmepumpe in das Fernwärmenetz der Stadtwerke Lemgo an.