{"id":63349,"date":"2020-10-02T13:01:35","date_gmt":"2020-10-02T11:01:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=63349"},"modified":"2020-10-02T13:02:30","modified_gmt":"2020-10-02T11:02:30","slug":"energie-system-2050-loesungen-fuer-die-energiewende","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/energie-system-2050-loesungen-fuer-die-energiewende\/","title":{"rendered":"Energie System 2050: L\u00f6sungen f\u00fcr die Energiewende"},"content":{"rendered":"\n

Als Beitrag zum globalen Klimaschutz muss Deutschland den Einsatz fossiler Energietr\u00e4ger rasch und umfassend minimieren und das Energiesystem entsprechend umbauen. <\/p>\n\n\n\n

Wie und mit welchen Mitteln das am besten gelingen kann, hat die Forschungsinitiative \u201eEnergie System 2050\u201c der Helmholtz-Gemeinschaft erforscht, an der sich auch das Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) beteiligt. Auf der Abschlusskonferenz in Berlin pr\u00e4sentierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der beteiligten Forschungszentren nun ihre Ergebnisse.<\/p>\n\n\n\n

Mit der Entscheidung, bis zum Jahr 2050 die Klimaneutralit\u00e4t zu erreichen, steht das Industrieland Deutschland vor einer gewaltigen Aufgabe: die umfassende und langj\u00e4hrige Transformation des Energiesystems zu organisieren und gleichzeitig eine stabile Energieversorgung f\u00fcr unser allt\u00e4gliches Leben, f\u00fcr die Wirtschaft und f\u00fcr den Betrieb von zentralen Infrastrukturen wie Kommunikation und Verkehr zu gew\u00e4hrleisten. In der Forschungsinitiative \u201eEnergie System 2050\u201c (ES2050) haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Helmholtz-Gemeinschaft konkrete Strategien sowie technologische Ans\u00e4tze erarbeitet, die sowohl f\u00fcr mehr Klimaschutz als auch f\u00fcr mehr Sicherheit sorgen k\u00f6nnen \u2013 und bereits heute von Politik und Wirtschaft aufgegriffen werden.<\/p>\n\n\n\n

\u201eEntscheidende Voraussetzungen f\u00fcr den klimafreundlichen Umbau des Energiesystems sind geeignete Technologien und klare systemische L\u00f6sungen. Mit \u201aEnergie System 2050\u2018 ist es nicht nur gelungen, diese zu entwickeln, sondern sie auch im Realbetrieb zu testen sowie flexible Strategien f\u00fcr ihren Einsatz zu erarbeiten\u201c, sagt Professor Holger Hanselka, der Koordinator der Forschungsinitiative, Vizepr\u00e4sident f\u00fcr den Forschungsbereich Energie der Helmholtz-Gemeinschaft und Pr\u00e4sident des KIT. \u201eMit unserer Forschungsinitiative haben wir die Kompetenz von acht Forschungszentren hinter einer einzigen Aufgabenstellung vereint: die Energiewende zu einem Erfolg zu machen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Professor Otmar D. Wiestler, der Pr\u00e4sident der Helmholtz-Gemeinschaft, sagt: \u201eLokale, nationale sowie internationale Energiesysteme m\u00fcssen schnellstm\u00f6glich auf erneuerbare Energiequellen umgestellt werden. Das ist nicht nur ein entscheidender Schritt, um dem Klimawandel und der zunehmenden Umweltzerst\u00f6rung Herr zu werden. Mithilfe regenerativer Energiesysteme k\u00f6nnen wir auch kosteng\u00fcnstig und importunabh\u00e4ngig Energie erzeugen. Die Initiative \u201aEnergie System 2050\u2018 belegt eindr\u00fccklich, welche grundlegenden Beitr\u00e4ge Helmholtz hier leisten kann, ganz im Sinne von Spitzenforschung f\u00fcr gro\u00dfe Herausforderungen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Strategien, Technologien und Open-Source-Werkzeuge f\u00fcr den Umbau<\/h5>\n\n\n\n

Gestartet war die Forschungsinitiative im Jahr 2015 mit dem Ziel, einen relevanten und zukunftweisenden Beitrag zur Transformation des Energiesystems zu leisten. 170 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschten in unterschiedlichen Teams, die jeweils ein \u201ePuzzlest\u00fcck\u201c der Energiewende bearbeiteten. Auf Grundlage einer systemischen Betrachtung des gesamten deutschen Energieversorgungsystems haben sie wirtschaftliche und klimafreundliche Transformationspfade bis zum Jahr 2050 entwickelt. Dazu kam die Forschung zur Architektur und Sicherheit des zuk\u00fcnftigen Stromnetzes, zur Integration von Wasserstoff und biogenen Energietr\u00e4gern in das Energiesystem. Au\u00dferdem waren einzelne Energienetzkomponenten, wie Redox-Flow-Netzspeicher, Biogasanlagen oder Gasturbinen zur R\u00fcckverstromung von Synthese- und Biogas, Gegenstand der Untersuchungen. Dabei haben die Forschenden Technologien zum einen detailliert getestet, zum anderen aber im Zusammenspiel systemisch betrachtet. So konnten die besten \u201eTeamplayer\u201c f\u00fcr die Sektorenkopplung gefunden werden, also etwa Technologien zur Verkn\u00fcpfung der W\u00e4rme- und Stromversorgung. Ein weiterer Bestandteil der Betrachtung technologischer Mittel waren zudem lebenszyklusorientierte Nachhaltigkeitsanalysen, die neben Kosten und CO2<\/sub>-Austo\u00df auch weitere \u00f6kologische sowie gesellschaftliche Faktoren ber\u00fccksichtigten \u2013 etwa bei der Produktion von Kraftstoffen aus biogenen Reststoffen.<\/p>\n\n\n\n

Um dynamische Experimente auf Systemebene durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen, haben die Forschenden in ES2050 einen gro\u00dfskaligen Forschungsinfrastrukturverbund geschaffen, zu dem unter anderem das Energy Lab 2.0 auf dem Gel\u00e4nde des KIT und der Living Lab Energy Campus des Forschungszentrums J\u00fclich (FZJ) geh\u00f6ren. Als detaillierte Modelle des Energiesystems verf\u00fcgen sie \u00fcber eigene Netz\u00acinfrastrukturen und sind inzwischen mit Power-to-X-Anlagen, Wohnh\u00e4usern und sogar Verkehrskomponenten ausgestattet. Eng verwoben sind diese physischen Modelle mit virtuellen Strukturen f\u00fcr einen intelligenten Ausbau des Energiesystems. So k\u00f6nnen mit \u201edigitalen Zwillingen\u201c bereits heute Systemkomponenten in Experimente eingebunden werden, obwohl diese noch gar nicht existieren \u2013 beispielsweise eine zuk\u00fcnftige Wasserstoffinfrastruktur. Ihre Modellierungswerkzeuge, Datens\u00e4tze und Benchmarks begreift die Forschungsinitiative als Teil eines offenen \u00d6kosystems und stellt sie Open Source zur Verf\u00fcgung. Dieser \u201eWerkzeugkasten f\u00fcr die Energiewende\u201c wird bereits von gro\u00dfen \u00dcbertragungsnetzbetreibern genutzt.<\/p>\n\n\n\n

Nachhaltiger Beitrag zur Energiewende<\/h5>\n\n\n\n

Der Weg zur Klimaneutralit\u00e4t in der Energiewirtschaft ist noch weit, doch der Wandel hat begonnen: Im Jahr 2019 lag beispielsweise der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch nach Informationen des Umweltbundesamts bei 42,1 Prozent, w\u00e4hrend es im Jahr zuvor noch 37,8 Prozent waren. Die Ergebnisse der Forschungsinitiative \u201eEnergie System 2050\u201c k\u00f6nnen diese Dynamik verst\u00e4rken und sie auf Sektoren wie Geb\u00e4ude, Verkehr und Industrie ausweiten.<\/p>\n\n\n\n

Die Forschungsinitiative \u201eEnergie System 2050\u201c wurde vom Forschungsbereich Energie der Helmholtz-Gemeinschaft initiiert. Neben dem KIT sind das Deutsche Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR), das Forschungszentrum J\u00fclich (FZJ), das Helmholtz-Zentrum Potsdam (GFZ), das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), das Max-Planck-Institut f\u00fcr Plasmaphysik (IPP \u2013 assoziiert) sowie das Helmholtz-Zentrum f\u00fcr Umweltforschung (UFZ) beteiligt.<\/p>\n\n\n\n