Presseinformationen 2020

Regionalkraftwerke stellen ein wichtiges Werkzeug zur Sicherstellung einer stabilen Energieversorgung durch erneuerbare Energiequellen dar und gehören daher zur kritischen Infrastruktur unseres Stromnetzes. Das Fraunhofer IEE untersuchte in »WindNODE: Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands« die Wirtschaftlichkeit von regional netzdienlichem Verhalten ebenso wie die sichere Entwicklung und den sicheren Betrieb von Regionalkraftwerken. Das Ziel von WindNODE als SINTEG-Förderprojekt vom BMWi ist eine effiziente Einbindung von erneuerbarer Erzeugung in einem energieträgerübergreifend optimierten System aus Strom-, Wärme- und Mobilitätssektor.

In drei der fünf Modellregionen des BMWi-Förderprogramms SINTEG »Schaufenster intelligente Energie - Digitale Agenda für die Energiewende« hat das Fraunhofer IEE mitgewirkt. Im Schaufensterprojekt »NEW 4.0: Norddeutsche EnergieWende« haben die Kasseler Fraunhofer-Forscher ihre Modelle von heutigen und zukünftigen Energieversorgungsstrukturen mit aktivierbaren Flexibilitäten sowie IT-Strukturen zur Aggregation verteilter, erneuerbarer Erzeugung, sogenannte virtuelle Kraftwerke, weiterentwickelt.

Der Aufsichtsrat der Zukunftsagentur Rheinisches Revier hat Fraunhofer IEG nun den dritten Stern für seinen Projektantrag im Rahmen des »Sofortprogramms Plus« verliehen. Damit ist der Weg frei für die Bewilligung durch die zuständigen Ministerien.

Es ist eine gelungene Kooperation von Handwerk und Wissenschaft: Zusammen mit der Universität Bayreuth und Fraunhofer in Erlangen hat Bernd Zeilmann, Obermeister der Elektro-Innung Bayreuth, ein intelligentes Energiesystem entwickelt, dass im Rahmen der Energiewende vor allem im gewerblichen und kommunalen Bereich eine effiziente und nachhaltige Energienutzung ermöglicht. Dafür wurde seine Firma, die Richter R&W Steuerungstechnik GmbH, zusammen mit ihren Projektpartnern, dem Lehrstuhl für Mess- und Regeltechnik an der Universität Bayreuth und dem Fraunhofer Institut für integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB aus Erlangen, für den renommierten Seifriz-Preis nominiert.

Sinkende Kosten für Solarmodule und Windkraftanlagen gleich weniger CO2-Ausstoß im Energiesektor - wenn diese Gleichung stimmt, wäre das ein großer Schritt für das Erreichen der Pariser Klimaziele. Denn tatsächlich sind viele Schlüsseltechnologien der erneuerbaren Energien in den letzten Jahren deutlich günstiger geworden. Eine Studie zur nationalen Energie- und Klimapolitik der Länder Argentinien, Indonesien und Mexiko zeigt aber: Werden Erneuerbare günstiger, führt das nicht automatisch zu mehr Klimaschutz

Die EU-Zielverschärfungen auf dem Weg zur Klimaneutralität sehen im Kontext des Green Deal eine Reduktion der CO2-Emissionen um 55% bis 2030 und 100% bis 2050 vor. Vor dem Hintergrund dieser verschärften Parameter stellt sich die Frage nach der Auswirkung auf die Energiewende in Deutschland. Das Fraunhofer ISE hat auf Basis seines Energiesystemmodells REMod die Konsequenzen der neuen EU-Ziele für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland berechnet und stellt die Ergebnisse nun in einer Kurzstudie vor.

Photovoltaik-Anlagen, Wärmepumpen, Ladestationen, Speicher: Die Einbindung einer Vielzahl dezentraler Erzeuger und Verbraucher in die Netze gehört zu den zentralen Aufgaben der kommenden Phase der Energiewende. Dafür hat das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE jetzt im Rahmen des SINTEG-Förderprojektes »C/sells« neue Lösungen entwickelt – und diese zusammen mit Partnern in der Praxis erprobt. Netzbetreiber bekommen damit die zunehmende Komplexität bei Erzeugung und Verbrauch in den Griff, Anlagenbetreiber können ihre Flexibilitäten netzdienlich einsetzen. Die Ausgründung »Smartrplace« wird die neuen Energiemanagement-Lösungen des Fraunhofer IEE vermarkten.

Mit seinem Standort in der Lausitz ist Fraunhofer IEG aktiv mitten in einer traditionsreichen Energieregion. Mit seinem Umzug an den Campus der BTU vertieft es die Zusammenarbeit mit lokalen Partnern weiter, um den Strukturwandel gemeinsam zu gestalten.

Beim Fräsprozess mit Holz werden häufig mehrere Arbeitsgänge zusammengelegt, um Fertigungszeit zu sparen. Dazu wird ein Kombinationswerkzeug mit vielen unterschiedlichen Scheibenfräsern bestückt. Dementsprechend hoch ist das Gewicht – und die Energiekosten steigen. Forschern ist es nun gelungen, mithilfe kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) das Gewicht der Scheibenfräser um zirka 65 Prozent zu reduzieren.

In der nationalen sowie der europäischen Wasserstoffstrategie werden grüner Wasserstoff und seine Syntheseprodukte als wichtige Bausteine der Energie- und Klimawende angesehen. Der Import spielt dabei eine wesentliche Rolle, der jedoch von zahlreichen Faktoren abhängt, die derzeit teilweise noch unklar sind. Mit einem neuen Policy Brief beleuchtet das Fraunhofer ISI alle mit dem Import von grünem Wasserstoff in Zusammenhang stehenden Fragen und bilanziert, welche Aufgaben und Herausforderungen es noch zu lösen gilt.

Leimen/03.12.2020. Im Rahmen des Förderprojektes C/sells zeigten die Projektpartner erstmals eine praktische Lösung zu den aktuell geplanten Erweiterungen des §14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG), dessen Entwurf voraussichtlich zum Jahresende veröffentlicht wird, und des aktuellen Entwurfs zur Novelle des §9 des Erneuerbare-Energien-Gesetztes (EEG) von September 2020. Im Kern geht es um die interoperabel durchgängige Steuerung einer Liegenschaft über einen digitalen Netzanschluss mit Smart Meter Gateway (SMGW), einer digitalen Steuerbox des Netzbetreibers sowie mit lokalem Energiemanagementsystem (EMS) im Gebäude.

Ilmenau, 02. Dezember 2020: In der Energiewirtschaft stehen die Zeichen weiter auf Digitalisierung: Im Rahmen der Marktkommunikation 2020 („MaKo 2020“) haben sich in diesem Jahr die Aufgaben des Messstellenbetriebes fundamental verändert. Weiterhin ergeben sich hierdurch auch neue, attraktive Marktchancen in der Versorgerbranche. Dafür bietet das Fraunhofer IOSB-AST ab sofort eine leistungsfähige, automatisierte Softwarelösung an.

Im Mai konnte am Fraunhofer-Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL in Bayreuth das Projekt DiMaWert gestartet werden. Es wird vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landes-entwicklung und Energie mit 7 Mio. Euro gefördert und hat eine Laufzeit von vier Jahren. Am 17. November 2020 traf der offizielle Förderbescheid ein.

Der Straßengüterverkehr in Deutschland basiert noch größtenteils auf Dieselantrieben. Das ist ein Problem für das Erreichen der Klimaziele. Effizienter und klimafreundlicher wären E-Systeme, wie Oberleitungs-Lkw, die ähnlich wie Fernzüge über eine Stromleitung angetrieben werden. Die Infrastruktur dahinter, der sogenannte eHighway, ist technisch heute schon umsetzbar; eHighway-Systeme würden sich heute bereits ökologisch und in einigen Jahren auch wirtschaftlich rechnen. Die Frage ist: Sind sie auch gesellschaftlich akzeptiert? Das Fraunhofer ISI diskutiert die Kernpunkte dieser Technologie nun in einem Policy Brief.

Die Randbedingungen für den Betrieb von Windenergieanlagen haben sich verändert. Daher sollten Anlagenbetreiber und Direktvermarkter zukünftig die aktuellen Produktionskosten ihrer Anlagen kennen und diese auch für Zeiträume in der Zukunft vorhersagen können, um die Windräder ökonomisch vorteilhaft einsetzen zu können. In dem vom BMWi geförderten Forschungsprojekt »KORVA« entwickeln das Fraunhofer IEE in Kassel zusammen mit Industriepartnern neue Betriebs- und Regelungsstrategien für Windenergieanlagen unter Berücksichtigung variabler Anlagenlaufzeit und veränderlicher Strommarktpreise.

Schnelleres Aufladen, längere Stabilität der Leistung nicht nur bei Elektrofahrzeugen, sondern auch bei Smartphones und anderen batteriebetriebenen Produkten. Was heute noch nach Science-Fiction klingt, könnte in Zukunft machbar sein, nicht zuletzt dank der Innovationen, die das kürzlich gestartete Forschungsprojekt "Spartacus" erreichen will. Durch den Einsatz fortschrittlicher Sensoren und Zellmanagementsysteme will "Spartacus" die Ladezeiten um bis zu 20 % reduzieren, ohne die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Batterien zu beeinträchtigen. Die Europäische Union finanziert "Spartacus" als Teil der Forschungsinitiative "Batterie 2030+".

Batterien werden beim Ausstieg aus fossilen Brennstoffen, insbesondere im Verkehrssektor, eine entscheidende Rolle spielen. Wenn das Ziel einer Reduzierung der CO2-Emissionen in Deutschland bis 2030 um 55 Prozent erreicht werden soll, müssen zukünftige Batterien vor allem nachhaltiger und auch kostengünstiger werden. Das EU-Projekt BIG-MAP (Battery Interface Genome - Materials Acceleration Platform) zielt darauf ab, die Entwicklung von Batterien zu beschleunigen, indem die Art und Weise des Erfindens verändert wird. So sollen künftige nachhaltige und ultrahochleistungsfähige Batterien zehnmal schneller entwickelt werden können als heute.

Um Schwankungen in der Stromerzeugung auszugleichen und den Energieaustausch zwischen Wirtschaftssektoren zu ermöglichen, kann der Energieträger Wasserstoff in einem zukünftigen Energiesystem eine entscheidende Rolle spielen. Um diesen dann auch über Monate und in großen Mengen zu speichern, gelten unterirdische Salzkavernen und als die vielversprechendste Speicheroption. Wie groß ihr Speicherpotenzial in Europa ist, hat ein Team von RWTH Aachen, Forschungszentrum Jülich und Fraunhofer IEG in einer Studie im Fachmagazin „International Journal o f Hydrogen Energy“ beleuchtet.

Informationen über Wartungs- und Reparaturmaßnahmen an Windenergieanlagen in Verbindung mit Verfahren der künstlichen Intelligenz bieten ein riesiges Potential den Betrieb von Windenergieanlagen zu optimieren. Allerdings werden diese Daten in der Regel nicht standardisiert und strukturiert erfasst. Das Fraunhofer IEE in Kassel hat nun gemeinsam mit zwölf weiteren Partnern aus Frankreich, den Niederlanden und Deutschland das vom BMWi geförderte Projekt »Digitalisierung von Instandhaltungsinformationen« gestartet. Ziel ist es, notwendige Daten für eine effiziente Instandhaltung digital zu erfassen und den Nutzern unverzüglich und automatisiert bereitzustellen.

Welche Rolle können Power-to-X-Technologien bei der Sektorenkopplung und damit bei der Fortentwicklung der Energie- und Rohstoffwende spielen? Und mit welchen Geschäftsmodellen können diese Ziele unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten erreicht werden? Diesen Fragen gehen Forschende des Fraunhofer UMSICHT und des Instituts für ökologische Wirtschaftsforschung im Projekt »ProPower« nach und laden Vertreter*innen aus Industrie, ÖPNV und Regionalversorgung zum Austausch: In zwei kostenfreien Online-Workshops am 1. und 3. Dezember 2020 sollen mögliche Geschäftsmodelle von Power-to-Gas- und Power-to-Liquid-Technologien sowie ihre Potenziale, Erfolgsfaktoren und Herausforderungen diskutiert werden.

Eine effiziente und verlässliche Methodik für die Zuverlässigkeits- und Lebensdauer-Vorhersage von Wechselrichtern für Photovoltaik und Batteriespeicher-Anwendungen will das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS gemeinsam mit Partnern im Projekt »Reliability Design« entwickeln. Das könnte erheblich zur Kostenreduktion der Energieerzeugung beitragen.

Nicht zum ersten Mal sorgt »der DEmiL« in Fachkreisen für Schlagzeilen. Der in einem Gemeinschaftsprojekt zusammen mit dem KIT und dem Fraunhofer ICT entstandene direktgekühlte Elektromotor mit integralem Leichtbaugehäuse, kurz DEmiL, überzeugte die Juroren des AVK Innovationspreises. In einer virtuellen Preisverleihung am 12. November würdigte die Jury eines der größten europäischen Verbände im Bereich Composites den neuartigen Elektromotor mit dem ersten Platz in der Kategorie »Produkt und Anwendung«. Die mithilfe der Kunststoffbauweise erreichte Steigerung der Leistungsdichte liefert einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen und umweltfreundlichen Mobilität der Zukunft.

Methoden zur Analyse von thermo- und elektrochemischen Systemen gewinnen im Kontext der Energiewende immer mehr an Bedeutung. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat nun im Kontext des nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie seine FuE-Infrastruktur erweitert und eine der weltweit wenigen Anlagen für Hochtemperatur-Nah-Umgebungsdruck-Röntgenphotoelektronen-Spektroskopie (HT-NAP-XPS) in Betrieb genommen. Damit setzt das Institut einen weiteren Meilenstein für die Entwicklung von Elektrolyse- und Brennstoffzellensystemen sowie wasserstoffbasierten Power-to-X-Pfaden.

Mit dem Abschalten konventioneller Kraftwerke geht die Massenträgheit der Synchrongeneratoren verloren, die das Stromnetz stabilisieren. Hier könnten Windenergieanlagen einspringen. Doch halten sie den dadurch entstehenden mechanischen Belastungen stand? Das erfolgreich abgeschlossene Forschungsprojekt »GridLoads«vom Fraunhofer IEE und der MesH Engineering GmbH zeigt jetzt deutlich: Die Anlagen kommen damit grundsätzlich gut zurecht – vorausgesetzt, die Regelungsmodule der Anlagen werden zuvor für die neue Aufgabe gerüstet. Um die auftretenden elektromechanischen Schwingungsmoden zu analysieren, haben die Forscher komplexe Simulationen durchgeführt.

Klimaschutz, Energie-, Verkehrs- und Wärmewende, Strukturwandel. Sie stellen uns hier in NRW vor große Herausforderungen, denen es gemeinsam zu begegnen gilt. Eine leistungsfähige Wasserstoffwirtschaft kann auf viele Arten dazu beitragen, diese Transformationsprozesse erfolgreich zu gestalten. Die vielen Fragen, die es auf dem Weg dorthin zu beantworten gilt, wollen die Akteure der breiten Initiative »Zukunft Wasserstoff.NRW« gemeinsam angehen und so Lösungen entwickeln. Dazu schlagen Umwelt- und Verbraucherschutz-NGOs, Wissenschaft, Verbände, Industrie, Energieversorger, kommunale Spitzenverbände und viele mehr die Hände ineinander. Einer dieser Akteure ist das Fraunhofer UMSICHT.

In Zeiten in denen der direkte Austausch wegfällt, sind digitale Formate zur Aufrechterhaltung des Wissenstransfers unerlässlich. So präsentiert das Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik den Forschungsschwerpunkt «Energiesystem Stadt» beim diesjährigen Zukunftsforum Energie & Klima mit einem virtuellen Messestand und Online-Vorträgen.

Wie lässt sich die künftige Energieversorgung CO2-frei auslegen? Das erforschen Fraunhofer-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern im Verbundprojekt ZO.RRO am Beispiel von Thüringen. Sie entwickeln ein komplexes IT-Ökosystem für die systemische Energiewende. Das Paket an IT-Lösungen soll dabei unterstützen, die Treibhausgasemissionen deutlich zu reduzieren. Das Augenmerk des Vorhabens liegt auf den Systemdienstleistungen, auf die bis zu 20 Prozent der CO2-Emissionen entfallen.

Der ProZell-Industrietag verstärkt den Dialog zwischen Wissenschaft und Industrie. Die Herstellung von Batteriezellen erfolgt in vielen aufeinanderfolgenden Prozessschritten. Es wird gemischt, gerührt, beschichtet, gewalzt, geschnitten, gestapelt. Wie die Qualität des finalen Produkts verbessert werden und die Produktion kostengünstiger und umweltschonender ablaufen kann, daran arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei ProZell. Der Kompetenzcluster zur Batteriezellproduktion wird seit 2016 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Damit die Forschungsergebnisse schnell in die industrielle Anwendung überführt werden, setzt ProZell verstärkt auf Wissenstransfer in die Industrie. In diesem Jahr fand die dritte Auflage des Prozell-Industrietags am 27. Oktober 2020 in einem digitalen Konferenzformat statt.

Obwohl Chile und Deutschland mehrere tausend Kilometer voneinander entfernt sind, steht die Energiewende teilweise vor ähnlichen Herausforderungen. Daher nutzten chilenische und deutsche Experten die Gelegenheit, im Rahmen des internationalen Workshops "Towards a Sustainable Future", die neuesten Entwicklungen der Energiewende in ihren Ländern zu diskutieren und auszutauschen. Dabei wurden hochaktuelle Themen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie aus der Politik vorgestellt, Ideen ausgetauscht und Ansatzpunkte für zukünftige Kooperationen ausgelotet. Ursprünglich als persönliches Treffen in Santiago de Chile im März 2020 geplant, wurde das Treffen aufgrund von COVID-19 verschoben und fand nun in Form eines Online-Seminars statt.

Der weltweite Batteriebedarf wird in den nächsten 10 Jahren und darüber hinaus dramatisch ansteigen. Dies wird neue Arbeitsplätze schaffen, die spezielle Batteriekenntnisse und -fertigkeiten erfordern. Aber welche Fähigkeiten werden in Zukunft genau benötigt? Um diese Frage zu beantworten, führt das Fraunhofer ISI in Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-Allianz Batterie und der Fraunhofer-Academy eine neue Online-Umfrage durch, die sich an Batterieexpertinnen und -experten aus Industrie und öffentlichen Organisationen richtet. Die Umfrage läuft bis zum 30. November.