Energie: Forschung

„Exportschlager“ Energiewende

Lösungen für die Energiewende
Im Forschungsvorhaben Kopernikus-Initiative sollen technologische Lösungen für die Energiewende erarbeitet werden. © Siemens

Mit einem Fördervolumen von 400 Millionen Euro ist die Kopernikus-Initiative das größte Forschungsvorhaben zur Energiewende.

Die Erde als Mittelpunkt des Universums – jahrhundertelang besaß dieses Weltbild Gültigkeit. Erst im 16. Jahrhundert postulierte der Mathematiker Nikolaus Kopernikus das Gegenteil – und begründete unser heutiges Weltbild. Nun hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung das größte Forschungsvorhaben zur Energiewende nach ihm benannt: die Kopernikus-Initiative. Sie umfasst vier Forschungsprojekte. Siemens ist in drei der vier Projekte aktiv beteiligt. Und leistet damit einen wesentlichen Beitrag, um die deutsche Energiewende zu einem Erfolg und „Exportschlager“ zu machen.

Zehnjähriges Multimillionen-Projekt

2015 waren regenerative Energien in Deutschland laut Bundesministerium für Wirtschaft und Energie bereits für rund 30 Prozent der Bruttostromerzeugung verantwortlich. Neben dem Ausbau von Wind- und Sonnenstrom aber sind viele Fragen der Energiewende noch ungeklärt: Wie bleibt das Stromnetz trotz volatiler Einspeisung stets stabil? Wie gelangt der Strom dorthin, wo er gebraucht wird? Wie lässt sich Überschussstrom zwischenspeichern? Auf diese und andere Fragen will die Kopernikus-Initiative Antworten liefern und die deutsche Energiewende weiter voranbringen.

Satte 400 Millionen Euro investiert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in die Kopernikus-Initiative, um technologische und wirtschaftliche Lösungen für den Umbau des Energiesystems zu entwickeln. „Wir werden zeigen, dass eine sichere, bezahlbare und saubere Energieversorgung machbar ist, ohne auf Wohlstand und Arbeitsplätze zu verzichten“, sagt Bundesforschungsministerin Johanna Wanka. „Bis 2025 bringen wir neue Energiekonzepte auf den Weg, die im großtechnischen Maßstab angewendet werden können.“

Fokus Energiewende: Siemens in drei von vier Projekten dabei

Die Kopernikus-Initiative ist das größte und komplexeste Forschungsvorhaben zur Energiewende. Sie umfasst vier Forschungsprojekte, drei davon mit Siemens-Beteiligung. „In drei von vier Projekten dabei zu sein, ist für Siemens ein großer Erfolg. Es unterstreicht das große Vertrauen der Politik in unsere Arbeit, um die Energiewende umzusetzen“, erklärt Armin Schnettler, Leiter des Konzernforschungsbereichs „Energy and Electronics“ bei Siemens Corporate Technology.

Rund 1.000 Institutionen haben sich mit 41 verschiedenen Projektvorschlägen beworben, von denen sich 230 Bewerber durchsetzten. Entscheidende Auswahlkriterien waren die Relevanz des Vorschlags für das Energiesystem sowie Konzeption und Kompetenz der Bewerber. Dabei hat das BMBF vier Themenfelder für die Beschleunigung der Energiewende identifiziert. Neben der Entwicklung von Stromnetzen sowie Speicherlösungen stehen neue Industrieprozesse und ein optimiertes Zusammenspiel aller Sektoren im Fokus.

Innovative Soeichertechnologien für die Energiewende

Wie sich Überschussstrom in chemische Grundstoffe, gasförmige Energieträger oder Kraftstoffe speichern lässt, analysieren Wissenschaftler im Projekt „Power-to-X“. © Siemens

Neue Netzstrukturen und Speichertechnologien

Themenfeld 1 nennt sich „Neue Netzstrukturen“. Hier untersucht das Konsortium „ENSURE“, wie Stromnetze an eine unregelmäßige Stromeinspeisung angepasst werden müssen und welche Technologien wirtschaftlich eingesetzt werden können. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie sich die Kosten für den Netzausbau durch eine intelligente Kombination von dezentral und zentral erzeugtem Strom verringern lassen. Aktuelle Schätzungen aus dem Netzentwicklungsplan taxieren die Kosten bis 2025 auf bis zu 34 Milliarden Euro. Siemens steuert Knowhow zur Systemführung sowie zu Fragen der Stabilität, Steuerung und Schutz von Netzen bei.

Im Themenfeld 2 nehmen sich Experten-Teams unter dem Titel „Power-to-X“ Speichermöglichkeiten grünen Stroms vor. Ziel ist es, mehr als 90 Prozent des künftigen Stroms aus Regenerativen, der nicht sofort im Stromnetz gebraucht wird, zu speichern, in Form von chemischen Grundstoffen, gasförmigen Energieträgern und Kraftstoffen. Hierzu arbeiten die Wissenschaftler an den großtechnischen Voraussetzungen. Siemens bringt seine Expertise im Bereich der Elektrolyse zu Synthesegas ein.

Industrieprozesse und Systemintegration

Im dritten Themenfeld „Industrieprozesse“ erhielt das Projekt „SynErgie“ den Zuschlag. Es soll in Deutschland erstmals branchenübergreifend demonstrieren, wie sich gerade energieintensive Produktionsprozesse an eine schwankende Energieversorgung anpassen lassen. So könnten die Energieversorgungskosten der Industrie bis 2020 schätzungsweise um mehr als 10 Milliarden Euro reduziert werden – und gleichzeitig die CO2-Emissionen erheblich sinken. Siemens trägt dazu bei mit der Evaluierung von Automatisierungsmethoden.

Ein weiteres Projekt beschäftigt sich mit der Systemintegration und betrachtet die Energiewende als gesamtgesellschaftlichen Veränderungsprozess.

Flexible Projektorganisation

Die vier Konsortien haben bereits ihre Arbeit aufgenommen. Die Projektlaufzeit ist in drei Phasen unterteilt, um eine Anpassung an aktuelle Entwicklungen und Forschungsergebnisse zu ermöglichen. Begleitet werden alle Teams von unabhängigen Experten, die den Fortgang der Analysen evaluieren.

Gemeinsames Ziel aller vier Projekte ist es, Technologien zu identifizieren, um die Energiewende umzusetzen und diese bis zur großskaligen Anwendung zu entwickeln. Damit könnte die Kopernikus-Initiative einen entscheidenden Beitrag leisten, um die Herausforderung Energiewende weiter voranzutreiben und zu einem Vorzeigemodell für andere Länder zu machen. Denn um die weltweite Dekarbonisierung zu erreichen, wird es mehrere individuelle Energiewenden in den einzelnen Ländern benötigen.


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