2024

Im Projekt »HYPAT – H2 POTENZIALATLAS« haben neun Forschungseinrichtungen unter Leitung des Fraunhofer ISI die künftige Rolle von grünem Wasserstoff bei der Transformation der Industrie, des Verkehrssektors und der Energiewirtschaft hin zu mehr Nachhaltigkeit und Klimaneutralität untersucht. Im Projekt wurden mögliche Partnerländer Deutschlands für eine sichere und nachhaltige Versorgung identifiziert, globale Angebots- und Nachfragepotenziale für Wasserstoff und seine Syntheseprodukte ermittelt sowie Impulse für mögliche Import-, Förder- und Kooperationsstrategien gegeben. Der Endbericht wurde jetzt veröffentlicht.

Unabhängig vom Klimaziel der Bundesregierung, im Jahr 2045 klimaneutral zu sein, streben über die Hälfte der für den EEI befragten Unternehmen an, dies bereits im Jahr 2035 zu erreichen. Etwas über 3 % gaben dagegen an, die tatsächliche Klimaneutralität ohne Kompensationsmaßnahmen bis 2045 gar nicht zu schaffen. Der Energieeffizienz-Index der deutschen Industrie ist insgesamt leicht gestiegen, wobei die Teilindizes Bedeutung und Energieproduktivität höher, die geplanten Investitionen jedoch niedriger sind als im letzten Halbjahr.

Bei der Laserträgheitsfusion werden hochpräzise und hochenergetische Laserstrahlen zur Kompression und Erhitzung von Brennstoffkapseln verwendet. In den Kapseln steigen Temperatur und Druck dabei so stark an, dass Atomkerne fusionieren, was eine große Menge an Energie freisetzt. »Wenn die gewonnene Energiemenge größer ist als die aufgewandte, kann Laserträgheitsfusion eine wertvolle Quelle für eine saubere Energieversorgung der Zukunft sein. Damit dies gelingen kann, müssen aber unter anderem die eingesetzten Lasertechnologien für die extremen Herausforderungen weiterentwickelt werden«, sagt Dr.-Ing. Christian Rieck von der Glatt Ingenieurtechnik GmbH in Weimar. Er koordiniert das bis 2027 angesetzte Verbundprojekt, das im Förderprogramm »Basistechnologien für die Fusion – auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk« vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit sechs Millionen Euro gefördert wird.

Durch den Zubau von Erneuerbaren Energien wie Wind- und Photovoltaik-Anlagen wird die Stromerzeugung zunehmend wetterabhängig. Gleichzeitig steigt die Anzahl flexibler Verbraucher wie z.B. Wärmepumpen, Wallboxen und Speicher. Um dieses Potenzial für den Netzbetrieb und die Energievermarktung nutzen zu können, bedarf es verlässlicher Prognosen. Herkömmliche Vorhersage-Modelle kommen hier jedoch an ihre Grenzen, da sie zu statisch sind. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE entwickelt daher nun mit der Universität Kassel und dem Windenergieanlagenhersteller ENERCON neuartige, selbstlernende Prognosemethoden. Die adaptiven Verfahren berücksichtigen kontinuierlich und automatisiert Veränderungen im Energiesystem, etwa den Photovoltaik-Zubau. Die Projektpartner werden die Methoden in Feldtests erproben.

Im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Projekt „CoolDown“ steht die Sammlung und Validierung von geeigneten Maßnahmen für die zügige und praxistaugliche Transformation von Wärmenetzen mit dem Fokus auf der Sekundärseite und (Bestands)-Gebäuden. Hierzu werden detailliert die technischen, regulatorischen und ökonomischen Anforderungen identifiziert und bewertet. Das Projekt startete im Oktober 2024 und läuft bis September 2028. Jetzt hat das erste Arbeitstreffen des Verbundes am Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel stattgefunden.

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat einen Unterwasser-Energiespeicher entwickelt, der das Prinzip der Pumpspeicher-Kraftwerke auf den Meeresgrund überträgt. Nach erfolgreichem Feldtest mit einem kleineren Modell im Bodensee bereiten die Forschenden nun mit Partnern einen Testlauf vor der kalifornischen Küste vor: Sie werden dort im Projekt „StEnSea“ in 500 bis 600 Metern Tiefe eine hohle, 400 Tonnen schwere Betonkugel mit neun Metern Durchmesser verankern. Durch Leerpumpen wird der Speicher geladen. Strömt Wasser hinein, wird Strom erzeugt – er wird entladen. Die Leistung dieses Prototypen beträgt 0,5 Megawatt, die Kapazität 0,4 Megawattstunden.

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE in Kassel hat eine neue Leitung: Ab dem 1. November 2024 wird Prof. Dr. Martin Braun die Führung des Forschungsinstituts übernehmen. Er ist zugleich Professor für Nachhaltige elektrische Energiesysteme an der Universität Kassel.

Das „Barometer der Energiewende für Nordhessen“ untersucht den aktuellen Stand des Ausbaus Erneuerbarer Energien in der Region. Es beleuchtet die Entwicklung seit dem Jahr 2000 und prognostiziert den notwendigen regionalen Zubau bis 2045. Neben der Stromerzeugung wird auch der Stromverbrauch auf Kreisebene analysiert. Eine begleitende Web-App, erreichbar unter www.energiewende-nordhessen.de, ermöglicht es den Nutzerinnen und Nutzern, die Ergebnisse individuell für einzelne Landkreise zu betrachten und zu vergleichen.

Wechselrichter spielen eine Schlüsselrolle für moderne Energiesysteme. Trotz des hohen Qualitätsniveaus, das für diese komplexen Bauteile in den vergangenen Jahren erreicht wurde, kann es auch hier zu Geräteausfällen kommen. Ursachen für Defekte sowie Abläufe von Versagensprozessen sind dabei noch nicht ausreichend gut verstanden. Im Projekt »Reliability Design« hat das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS die Entwicklung präziserer Methoden für Lebensdauervorhersagen unterstützt. Das kann auch die Kosten der Stromproduktion senken.

Grüner Wasserstoff, gewonnen mittels Wasserelektrolyse unter Einsatz von erneuerbaren Energien, gilt als Schlüsselelement für eine erfolgreiche Energiewende. Die Potenziale des bei der Elektrolyse ebenfalls entstehenden Sauerstoffs, insbesondere für die Wirtschaftlichkeit von dezentralen Energiesystemen, nimmt Dr. Franziska Hönig in ihrer Doktorarbeit in den Blick. Ihre Promotion beruht auf Ergebnissen des Projekts »LocalHy«, das am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP durchgeführt wurde, und ist unter Betreuung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des ITEL – Deutsches Lithiuminstitut GmbH entstanden. Die Dissertation wurde heute mit dem Innovationspreis des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellenverbands (DWV) ausgezeichnet.