Innovationen in die Praxis bringen

Reallabore der Energiewende

Reallabore der Energiewende des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) greifen als wichtige Säule der Energieforschung zentrale Herausforderungen im industriellen Maßstab auf.

Symbolbild für das Energiesystem mit einer Glühbirne mit Zahnrädern vor Windrädern und einer Solaranlage, umrandet von Kugeln mit Energiesymbolen
© Blue Planet Studio – stock.adobe.com

Im 7. Energieforschungsprogramm hat die Bundesregierung die Reallabore der Energiewende als neues Förderformat des BMWK etabliert. In dem im Oktober 2023 veröffentlichten 8. Energieforschungsprogramm zur angewandten Energieforschung des BMWK wird das Format fortgeführt. Sie ermöglichen es, innovative Technologien in der praktischen Anwendung unter realen Bedingungen und im industriellen Maßstab zu testen. Die Reallabore der Energiewende betrachten das systemische Zusammenspiel von Energiebereitstellung und Energiebedarf auf der Ebene z.B. eines konkreten Quartiers, einer oder mehrerer ausgewählter Städte, oder sie erstrecken sich sogar über mehrere Bundesländer.

Die in den Projekten gesammelten Erfahrungen können Fachleute anschließend nutzen, um den tiefgreifenden Umbau des Energiesystems in Deutschland entscheidend Richtung Klimaneutralität voranzubringen. Reallabore sind ein wertvoller Praxistest für Innovationen auf dem Weg in die energiewirtschaftliche Umsetzung und damit eine wichtige Unterstützung für den Erfolg der Energiewende.

Förderung für die Reallabore der Energiewende

Bundeswirtschaftsminister Dr. Robert Habeck beim Besuch des Reallabors der Energiewende Energiepark Bad Lauchstädt © Kirsten Nijhof
Bundeswirtschaftsminister Dr. Robert Habeck beim Besuch des Reallabors der Energiewende Energiepark Bad Lauchstädt

Mit dem Förderformat Reallabore der Energiewende schließt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz die technologische Entwicklungslücke für Innovationen zwischen der anwendungsnahen Forschung und der breiten Umsetzung in der Praxis. Das Konzept richtet sich insbesondere an die Energiewirtschaft, die energieintensive Industrie und die Wohnungswirtschaft. Es ist technologieoffen angelegt.

Bislang haben 14 Reallabore der Energiewende ihre Arbeit aufgenommen. Seit April 2021 begleitet zudem das Transferforschungsprojekt Trans4ReaL die Reallabore der Energiewende mit dem Fokus Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien wissenschaftlich. Die in dem Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse sollen anschließend als Handlungsoptionen in eine Wasserstoff-Roadmap der Bundesregierung einfließen.

Weitere Informationen zu Förderung und Antragstellung

Die bereits laufenden Reallabore der Energiewende auf einen Blick

Reallabore der Energiewende zu energieoptimierten Quartieren

 

Laufzeit: 2021 bis 2026

Konsortialführer: Technische Universität Darmstadt mit Industriepartner

Land: Hessen

Fokus: Energieflüsse Großstadt

Projekt: Schaufenster für die urbane Energiewende durch interagierende energieoptimierte Quartiere

Zusammenfassung: Im künftigen Energieversorgungssystem müssen städtische Quartiere energieoptimiert funktionieren. Und: Sie müssen untereinander interagieren, damit innerhalb einer Stadt als Ganzes der Energiebedarf soweit wie möglich reduziert und Energie effizient eingesetzt werden kann.

In Darmstadt sollen mehrere Quartierstypen – von Industrie über Gewerbe und Bildung bis hin zum Wohnen – mit Netzinfrastrukturen in den Bereichen Strom, Wärme, Gas, Kommunikation und Verkehr verknüpft werden. Die Partner von DELTA werden die entsprechende Interaktion anschließend analysieren und optimieren. Die Netze sollen damit besser ausgelastet und gekoppelt werden, sodass sektorübergreifende Synergien entstehen. Übergeordnetes Ziel ist das Reduzieren von Energieverbrauch und Kohlendioxid-Ausstoß in Stadtquartieren. Auch die wirtschaftliche Umsetzbarkeit und gesellschaftliche Akzeptanz werden überprüft. Nicht zuletzt soll DELTA die Planung der künftigen Energieversorgung vereinfachen, Kosten für Infrastruktur reduzieren und den Aufbau neuer Kapazitäten mindern.

Thema: Energieoptimierte Quartiere

 

Laufzeit: 2023 bis 2027

Konsortialführer: BTB – Blockheizkraftwerks-, Träger- und Betreibergesellschaft mbH Berlin

Land: Berlin

Fokus: Großstadt

Projekt: Hochtemperatur-Aquiferwärmespeicher mit Wärmepumpensystem zur Dekarbonisierung von Fernwärmenetzen

Zusammenfassung: Die effiziente Kombination aus geothermischer, saisonaler Wärmespeicherung mit regenerativer Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung kann in relevanter Größenordnung den Anteil CO2-freier urbaner Wärmeversorgung steigern. Berlin ist repräsentativ für die geologischen Bedingungen des Norddeutschen Beckens. Hier soll am Standort des Heizkraftwerks Berlin-Adlershof ein Hochtemperatur-Aquiferspeicher errichtet und dessen Einbindung in ein bestehendes Fernwärmenetz mittels innovativen Wärmepumpenkonzeptes sowie Kopplung an ein Kältenetz erprobt werden.

Im Gegensatz zu bisherigen Aquiferspeicherprojekten soll in diesem Reallabor der Energiewende im 400 Meter tiefen Aquifer eine Hochtemperatureinspeicherung mit bis zu 95 Grad Celsius erfolgen. In Kombination mit einer Großwärmepumpe will das Team den Speicherbetrieb optimieren, Betriebsverluste reduzieren und die Speicherkapazität erhöhen. Eine Ausspeicherleistung von zehn Megawatt und eine Speicherkapazität von mehr als 30 Gigawattstunden wird erwartet. Ein optimierter Speicherbetrieb kann einen wesentlichen Baustein zur 100 Prozent klimaneutralen Wärme- und Kälteversorgung im Quartier bilden.

Thema: Energieoptimierte Quartiere

 

Laufzeit: 2021 bis 2026

Konsortialführer: AGFW-Projekt GmbH – ein Unternehmen des AGFW | Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e. V.

Land: Baden-Württemberg, Bayern und Berlin

Fokus: Mittelstadt, Großstadt

Projekt: Schaufenster für die urbane Energiewende durch interagierende energieoptimierte Quartiere

Zusammenfassung: Ein großer Teil des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen in Deutschland entfällt auf die Wärmeversorgung. Aus diesem Grund liegt insbesondere beim Einsatz von Großwärmepumpen (GWP) großes Potenzial, Treibhausgase zu reduzieren. Um hier innovative Konzepte zu entwickeln, müssen regulatorische Hemmnisse abgebaut werden.

Das Reallabor GWP hat deshalb zum Ziel, wirtschaftliche und regulatorische Rahmenbedingungen sowie effiziente Betriebskonzepte für den Einsatz von Großwärmepumpen zu erproben. Zudem will das Konsortium herausfinden, wie sich Großwärmepumpen für die übergeordnete Transformation der Wärme- und Strominfrastruktur nutzen lassen und somit einen wesentlichen Beitrag zur Sektorkopplung leisten können. Dazu sollen fünf Großwärmepumpen mit unterschiedlichen Einbindekonzepten, Wärmequellen und weiteren Spezifika in die Fernwärmenetze in Deutschland integriert werden. Die Standorte sind für sich genommen eigenständig, aber über eine übergeordnete zentrale Datenerfassung, Analyse und Optimierung verknüpft.

Thema: Energieoptimierte Quartiere

 

Laufzeit: 2020 bis 2024

Konsortialführer: Hamburg Energie GmbH

Land: Hamburg

Fokus: Großstadt

Zusammenfassung: Wilhelmsburg in Hamburg zeigt mit dem Reallabor IW3, dass eine zuverlässige und bezahlbare Wärmeversorgung auf Basis erneuerbarer Energien möglich ist. In dem stark wachsenden Stadtteil werden Wärme, Strom und Mobilität effizient miteinander gekoppelt.

Über eine Geothermie-Anlage wird aus etwa 1.300 Metern Tiefe geothermische Energie gewonnen und in ein lokales Nahwärmenetz gespeist. Eine systemübergreifende Technologieplattform koppelt über ein virtuelles Kraftwerk Wärme, Strom und Mobilität im Quartier für eine intelligente, effiziente und regenerative Energieversorgung. Die Partner entwickeln für das Reallabor einen offenen Wärmemarktplatz, über den Wärme aus verschiedenen Quellen und von verschiedenen Anbietern transparent, hochautomatisiert und effizient gehandelt werden soll. Das Konzept der integrierten Wärmewende macht Wilhelmsburg zu einem Leuchtturm für die Energie- und Wärmewende in urbanen Räumen, die deutschlandweit übertragbar ist.

Thema: Energieoptimierte Quartiere

 

Laufzeit: 2022 bis 2027

Konsortialführer: Stadtwerke Jena Netze GmbH

Land: Thüringen

Fokus: Großstadt

Projekt: Energieoptimiertes Reallabor Jena mittels in Echtzeit skalierbarer Energiespeicher

Zusammenfassung: Das Reallabor soll als Blaupause für die zukünftige Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie dienen, wobei der Mobilitätssektor als Bindeglied fungiert. In JenErgieReal soll gezeigt werden, wie man die verschiedenen Akteure im Energiesystem einer Stadt – Erzeuger, Speicher und Verbraucher – intelligent miteinander koppeln kann und so die Lastverteilung im Netz flexibel steuert. Dazu sollen mehrere Photovoltaik- und Solarthermieanlagen sowie elektrische Großspeicher in Jena installiert werden. Diese sind virtuell über eine IKT-Plattform verbunden. Die Projektpartner untersuchen verschiedene Ansätze: Quartiersspeicher sowie netzdienliche Energiespeicher werden mit KWK-Anlagen und Ladesäulen für Elektrofahrzeuge kombiniert. Gleichzeitig soll eine Nachnutzung von Abwärme aus den resultierenden Schnellladevorgängen erfolgen. Und: Projektbegleitend werden Verbesserungspotenziale der energiewirtschaftlichen Rahmenbedingen sowie die Integration in die Stadtentwicklung und Akzeptanzkriterien der Systemnutzer untersucht. Nach Prototypentwicklung und Feldtest sollen die Ergebnisse der Öffentlichkeit vorgestellt werden.

Thema: Energieoptimierte Quartiere

 

Laufzeit: 2020 bis 2024

Konsortialführer: innogy SE

Land: Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz

Fokus: Ländlicher Raum, Kleinstadt, Großstadt

Projekt: Smarte Energiequartiere

Zusammenfassung: Um die Klimaziele zu erreichen, muss aus der Stromwende eine „richtige“ Energiewende gemacht werden, die die Sektoren Energie, Wärme und Mobilität stärker als bislang miteinander verknüpft. SmartQuart soll zeigen, dass dies innerhalb eines Quartiers und im Zusammenspiel mit benachbarten Quartieren bereits heute technisch und wirtschaftlich möglich ist. Essen und Bedburg in Nordrhein-Westfalen sowie Kaisersesch in Rheinland-Pfalz bilden gemeinsam dieses Reallabor.

Die Stadtquartiere werden jeweils in sich und auch miteinander vernetzt, damit die vorhandenen Energieinfrastrukturen effizient genutzt werden können. Smart-Grid-Lösungen koppeln Wärme, Kälte, „grünen“ Strom, Wasserstoff und den Bereich Mobilität intelligent miteinander. Ziel ist, in den Modellregionen eine klimaneutrale Energieversorgung zu erreichen. In allen drei Stadtquartieren beteiligen sich Bewohner, Energieversorger sowie lokale Technologieanbieter. SmartQuart repräsentiert typische Stadtquartiere in einem eng verdichteten, ländlichen sowie städtischen Raum, sodass die Konzepte auf andere Quartiere übertragbar sind.

Thema: Energieoptimierte Quartiere

 

Laufzeit: 2020 bis 2025

Konsortialführer: E.ON Energy Solutions GmbH

Land: Nordrhein-Westfalen

Fokus: Mittelstadt, Großstadt

Projekt: Transformation der netzgebundenen, urbanen Wärme- und Kälteversorgung mit intersektoralen Power-2-Heat Lösungen als Beitrag zum Strukturwandel in den Kohlerevieren NRWs

Zusammenfassung: Das Reallabor TransUrbanNRW transformiert die Wärmeversorgung an fünf Standorten in Nordrhein-Westfalen. Bisher werden die von Braunkohleabbau geprägten Quartiere über Fernwärmenetze versorgt. Im Reallabor setzt das Konsortium auf Wärmenetze der 5. Generation, die erneuerbare Energien und Abwärme auf allen Temperaturniveaus einbinden.

Wärmenetze der 5. Generation fungieren als eine Energieplattform für „Prosumer“ – also für Verbraucher, die sowohl Energie nutzen als auch selber bereitstellen, etwa über ihre PV-Anlage auf dem eigenen Hausdach. Der notwendige Erzeugungsmix für die Wärme- und Kältebereitstellung kann bei diesen Wärmenetzen aus fossilen und CO2-freien Erzeugungskapazitäten synthetisiert werden. Dies ermöglicht einen schrittweisen Umbau von der heutigen fossilen Erzeugung in eine strombasierte und zunehmend regenerative Wärme- und Kältebereitstellung. Im Zuge des Kohleausstiegs wandelt sich damit die Rolle des klassischen Fernwärmeversorgungsunternehmens zu Energieplattformanbietern für Wärme, Kälte, Strom und Mobilität.

Thema: Energieoptimierte Quartiere

Reallabore der Energiewende zu Energieeffizienz in der Industrie

  • Ausführliche Informationen zum Reallabor finden Sie hier.

 

Laufzeit: 2024 bis 2027

Konsortialführer: TRIMET Aluminium SE

Land: Hamburg, Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz

Fokus: Einsatz einer Hochtemperatursupraleiter-Stromschiene mit 200.000 Ampere DC in der Aluminiumindustrie

Projekt: SuprAL – Supraleitendes Hochstromsystem 200 kA DC TRIMET Aluminium SE

Zusammenfassung: Aluminium ist ein vielseitig einsetzbarer Werkstoff und zählt aufgrund seines geringen Gewichts zu den sogenannten Leichtmetallen. Der Bedarf in unterschiedlichen Branchen – etwa im Mobilitätssektor, Baugewerbe oder der Verpackungsindustrie – ist immens. Die Produktion von Primäraluminium ist jedoch sehr energieintensiv und erfordert hohe Gleichströme. Den hohen Strombedarf und somit auch die CO2-Emissionen zu reduzieren, schafft Wettbewerbsvorteile für die deutsche Aluminiumbranche und leistet einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und zum Klimaschutz.

Das Reallabor SuprAL setzt dazu auf die Hochtemperatursupraleitung (HTS). Die Stromschienen, die bislang die Elektrolyse-Öfen in der Aluminiumproduktion mit Energie versorgen, weisen Wärmeverluste aufgrund von elektrischen Widerständen auf. Die HTS-Technologie kann dagegen elektrische Energie nahezu verlustfrei übertragen und so den Energiebedarf deutlich reduzieren. Daher wollen die Projektpartner von SuprAL in der Hamburger Aluminiumhütte von TRIMET eine 600-Meter lange Stromschiene mit Hochtemperatursupraleitern (HTSL) einsetzen und in der Praxis erproben.

Thema: Elektrifizierung der Industrie, energieeffiziente Stromübertragung, energiesparende Industrieverfahren, Hochtemperatursupraleitung

Reallabore der Energiewende zu Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien

Laufzeit: 2021 bis 2025

Konsortialführer: VNG AG

Land: Sachsen-Anhalt

Fokus: 35-Megawatt-Elektrolyse, Gas- und Wasserstoffnetz

Projekt: Erprobung der Wasserstoffwertschöpfungskette

Zusammenfassung: Besonders in Strukturwandelregionen sind neue Konzepte zur Energieversorgung gefragt. Im Reallabor Energiepark Bad Lauchstädt im mitteldeutschen Chemiedreieck wird Strom aus einem Windpark über ein Elektrolyse-Verfahren in Wasserstoff umgewandelt. Hierfür errichten die Projektpartner eine Anlage mit 30 Megawatt und damit mit einer systemrelevanten Größe. Anschließend wird der Wasserstoff über eine umgerüstete ehemalige Erdgasleitung an den Chemiepark Leuna geliefert und dort stofflich für chemische Prozesse genutzt. Im Energiepark Bad Lauchstädt erproben Fachleute die gesamte Wertschöpfungskette für Wasserstoff. Der Energieträger soll künftig dazu beitragen, die mitteldeutsche Chemieindustrie nachhaltiger zu machen und Wertschöpfung in der Region auch nach dem Strukturwandel zu erhalten.

Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien

 

Laufzeit: 2021 bis 2025

Konsortialführer: VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH (BFI)

Land: Nordrhein-Westfalen

Fokus: 10.000 m3 pro Stunde Wasserstoffeinblasung in Hochofen und 6,5 km Wasserstoffpipeline

Projekt: Reallabor Wasserstofftechnologien zur schrittweisen Dekarbonisierung der Stahlindustrie

Zusammenfassung: Stahl hat das Ruhrgebiet geprägt. Deutschland ist heute der größte Stahlhersteller in der Europäischen Union. Hier die Produktion von CO2 zu reduzieren, schafft Wettbewerbsvorteile und leistet einen bedeutenden Beitrag für die Energiewende und für den Klimaschutz. Der Strukturwandel hin zu einem modernen Industriestandort wird unterstützt.

Das Reallabor H2Stahl setzt auf Wasserstofftechnologien, um aus Erz Eisen zu gewinnen. Bisher wird für diesen Prozess im Hochofen Einblaskohle verwendet. In einer Übergangsphase soll in den bestehenden Anlagen reiner Wasserstoff beigemischt werden, der den Prozess teilweise dekarbonisiert. Die Betreiber gehen davon aus, dass diese Brückentechnologie CO2-Emissionen um 20 Prozent mindert. Um in späteren Schritten die CO2-Emissionen weiter zu senken, wird parallel erprobt, reinen Wasserstoff in einer Versuchsanlage für Direktreduktion einzusetzen.

Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien

 

Laufzeit: 2021 bis 2025

Konsortialführer: Energiedienst AG

Land: Baden-Württemberg

Fokus: bis zu 10 Megawatt alkalische Elektrolyse mit Strom aus Wasserkraftwerk

Projekt: Entwicklung und Untersuchung eines Testraums für die lokale Energie- und Rohstoffversorgung der Sektoren Gebäude, Verkehr und Industrie auf Basis regenerativen, strombasierten Wasserstoffs

Zusammenfassung: Wasserstoff als Energiespeicher ist ein wichtiger Baustein für eine nachhaltige und saubere Energieversorgung. Seine Nutzung bedeutet keine oder nur sehr geringe Treibhausgas-Emissionen.

In der Elektrolyse-Anlage in Grenzach-Wyhlen am Rhein wird mittels Strom aus dem dortigen Laufwasserkraftwerk Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Wasserstoff kann dann für verschiedene Nutzungswege bereitstehen. Mit H2-Wyhlen soll die in Grenzach-Wyhlen bereits bestehende Power-to-Hydrogen-Infrastruktur mit dem angrenzenden Quartier und Industrieareal zu einem Testraum ausgebaut werden: Vorgängig sollen hierbei Geschäftsmodelle für die bedarfsgerechte Erzeugung, lokale Verteilung und Nutzung des Gases in den verschiedenen Sektoren entwickelt und bei Tragfähigkeit erprobt werden. Geforscht wir an der Entwicklung großskalig fertigbarer Elektrolysetechnologie. Erforscht wird auch, wie die Prozesswärme weiterverwendet werden kann. Eine Begleitforschung berücksichtigt zusätzlich gesellschaftliche Faktoren. Nach der Förderung soll das Gesamtsystem soweit entwickelt sein, dass ein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist.

Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien

 

Laufzeit: 2021 bis 2025

Konsortialführer: Competence Center für Erneuerbare Energien und EnergieEffizienz (CC4E) der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

Land: Hamburg, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern

Fokus: Elektrolyse mit insgesamt 77 Megawatt; H2-Tankstellen und -Transport

Projekt: Norddeutsches Reallabor – die Energiewendeallianz für Sektorkopplung

Zusammenfassung: Im Norddeutschen Reallabor soll die ganzheitliche Transformation des Energiesystems erprobt und so zu einer schnellen Dekarbonisierung aller Verbrauchssektoren beigetragen werden. Verteilt auf fünf geografische „Hubs“ in Hamburg, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern sollen großskalige Konzepte für die Sektorkopplung entwickelt werden, mit Fokus auf Wasserstoff und energieeffizienten Quartierslösungen im Wärmebereich.

Um CO2 einzusparen, sollen beispielsweise Rückstände aus Raffinerien mit „grünem“ Wasserstoff weiterverarbeitet werden. Auch soll untersucht werden, wie sich das Beimischen von Wasserstoff in Erdgas-Brennern auswirkt. Um den Verkehrssektor systemisch einzubinden, sollen vermehrt Brennstoffzellen-Fahrzeuge genutzt und Wasserstofftankstellen gefördert werden. Für das Vorantreiben der Wärmewende wollen die Partner zudem die Abwärme einer Müllverbrennungs- sowie einer Industrieanlage mittels vorhandener Fernwärmeleitungen nutzbar machen. Mit den geplanten Vorhaben des Norddeutschen Reallabors können etwa 560.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr eingespart werden.

Thema: Sektorkopplung, Wasserstofftechnologien und Quartierslösungen

 

Laufzeit: 2023 bis 2027

Konsortialführer: Referenzkraftwerk Lausitz GmbH

Land: Brandenburg und Sachsen

Fokus: 10-Megawatt-PEM-Elektrolyse, 1-Megawatt-Netzregelkraftwerk

Projekt: Referenzkraftwerk Lausitz

Zusammenfassung: Der Industriestandort Lausitz war bislang durch Braunkohle-Tagebau geprägt. Im Zuge der Energiewende passt sich die Region an die Erfordernisse des künftigen Energiesystems an und setzt auf Wasserstoff als vielversprechenden Energieträger. Das fördert den Strukturwandel, sichert Arbeitsplätze und trägt dazu bei, eine Vorreiter-Rolle bei der Weiterentwicklung neuer Energietechnologien einzunehmen.

Im Reallabor Referenzkraftwerk Lausitz will das Konsortium Wasserstoff als chemischen Speicher in der Praxis erproben und eine CO2-neutrale, sektorübergreifende Energieversorgung der Region vorantreiben. Mit einem Speicherkraftwerk, das mit grünem Wasserstoff betrieben wird, sollen Strom und Wärme für alle Sektoren bereitgestellt werden. Das Gas soll auch in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden. Zudem wollen die Partner gesetzliche und regulatorische Hürden, die einen wirtschaftlichen Betrieb bei der Kombination der verschiedenen Technologien erschweren, identifizieren und durch konkrete Handlungsempfehlungen abbauen.

Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien

Laufzeit: 2024 bis 2028

Konsortialführer: HEITEC Innovations GmbH

Land: Bayern

Fokus:  Digitaler Zwilling eines Hybridkraftwerks, Holzgas-Blockheizkraftwerk mit Wasserstoffanreicherung

Projekt: REMBup - Sektorgekoppeltes Hybridkraftwerk zur CO2-neutralen Energieversorgung der NürnbergMesse GmbH

Zusammenfassung: In dem Vorhaben REMBup soll eine zuverlässige klimaneutrale Energieversorgung der Nürnberger Messe umgesetzt und erprobt werden. Um den Herausforderungen bei der Sektorkopplung und Netzdienlichkeit begegnen zu können, setzen die Projektpartner unter Federführung der HEITEC Innovations GmbH aus Erlangen auf neue Lösungen beim prädiktiven Energiemanagement, bei der Energiespeicherung, Simulation und Digitalisierung.

Eine enge Kooperation der Partner aus Industrie und Forschung soll sicherstellen, dass das geplante versorgungssichere und nachhaltige Energiesystem mithilfe einer Mischung aus etablierten Technologien und innovativen Ansätzen geschaffen werden kann. Das Kernstück ist dabei ein hybrides Energiekraftwerk. Für die Versorgung nutzt das Projektkonsortium Strom, Wärme, Kälte und Wasserstoff. Mithilfe eines digitalen Zwillings des Kraftwerks wollen die Partner eine bestmögliche und vorausschauende Steuerung garantieren. Das modellbasierte Energiemanagementsystem wird dabei in Echtzeit optimiert.

Thema: Sektorkopplung

 

Laufzeit: 2020 bis 2025

Konsortialführer: Raffinerie Heide GmbH

Land: Schleswig-Holstein

Fokus: 30-Megawatt-Elektrolyse, Kavernenspeicher, Gas- und Wasserstoffnetz

Projekt: Grüner Wasserstoff und Dekarbonisierung im industriellen Maßstab

Zusammenfassung: Mit WESTKÜSTE100 entsteht die „Musterregion Heide“. Hier wird in kleinem Maßstab erprobt, was die Industriegesellschaft künftig möglichst flächendeckend leisten soll: ein nahezu klimaneutrales Gewinnen von Energie und Produzieren von Gütern. Dafür wollen die Projektpartner mithilfe eines 30 Megawatt starken Elektrolyseurs Strom aus Wind in Wasserstoff umwandeln. Das Gas kann dann weitergeleitet und bedarfsgerecht genutzt werden, unter anderem zur Produktion von CO2-neutralem Kraftstoff.

In diesem Reallabor soll der Wasserstoff in einer Salzkaverne gespeichert werden. Geplant ist auch ein Modellnetz zum Wasserstofftransport an verschiedene Abnehmer. Zudem soll der bei der Elektrolyse gewonnene Sauerstoff im Verbrennungsprozess in einem etwa 60 Kilometer entfernten Zementwerk zu hochreinem Kohlenstoffdioxid umgewandelt werden. Daraus lassen sich beispielsweise chemische Grundstoffe für Lösemittel herstellen. Außerdem entwickelt das Konsortium Betriebs- und Geschäftsmodelle sowie Empfehlungen für die Weiterentwicklung des regulatorischen Rahmens.

Thema: Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien