Energieforschung in der Praxis
So gestaltet Nordrhein-Westfalen den Wandel

Die schwankenden erneuerbaren Energiequellen machen unser Energiesystem zunehmend flexibel. Das stellt das deutsche Stromnetz vor Herausforderungen, denn seine Kapazität ist begrenzt. Das Stromnetz muss also fit gemacht werden für die Zukunft. Den konventionellen Netzausbau dabei mit Digitalisierung, intelligenter Steuerung und Flexibilität zu flankieren, bringt viele Vorteile.

550 unterschiedliche Betriebe kommen in der deutschen Gießerei-Industrie 550 unterschiedlichen Rahmenbedingungen und Betriebsstrukturen gleich. Um die einzelnen Gießereien dennoch erfolgreich und zeitnah auf CO₂-neutrale Prozesse umstellen zu können, hat das InnoGuss-Projektteam sechs idealtypische Lösungswege entwickelt. Zusammen decken diese Modelle nahezu die gesamte Branche ab.

Am Ende läuft ein Gerät in der Größe einer Mikrowelle vom Fließband: An dieser Vision arbeitet das ELEFACT-Projektteam mit der automatisierten Fertigung von modularen, flexiblen Elektrolyseuren. Das senkt nicht nur die Kosten für grünen Wasserstoff, sondern ermöglicht auch einen deutlich effizienteren Betrieb.

Am Sorpesee im Sauerland fahren Passagiere bald emissionsfrei übers Wasser, auf dem Rhein könnte 2024 das erste Wasserstoff-Schiff in Betrieb gehen. Was im Einzelnen bereits gelingt, muss branchenweit zum Standard werden. Der Duisburger Hafen könnte mit einem einzigartigen Ansatz zu einer Keimzelle dieses Wandels werden.

Münster wird zum Zentrum für nachhaltige und wirtschaftliche Batterien aus Deutschland. Es wird dort geforscht, entwickelt und produziert werden. Seit Anfang Februar 2023 ist ein weiterer Meilenstein für die Forschungsfertigung Batteriezelle erreicht: Nach nur neun Monaten Bauzeit sind die Gebäude für die sogenannte „FFB PreFab“ fertiggestellt und wurden an die Fraunhofer-Gesellschaft übergeben.

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.

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).