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, um die deutsche Energiewende weiter voranzubringen. Dafür investiert das BMBF 400 Millionen Euro. „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.“
Gemeinsam für die Energie-Zukunft
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.
Neben Siemens haben sich rund 1000 Institutionen 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 reibungsloses Zusammenspiel aller Sektoren im Fokus.
Neue Netzstrukturen und Speichertechnologien
Das erste Themenfeld widmet sich neuen 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 Know-how zur Systemführung sowie zu Fragen der Stabilität, Steuerung und Schutz von Netzen bei.
Power-to-X im Fokus
Im zweiten Themenfeld nehmen sich Forschungsteams das Thema Power-to-X und somit die Speichermöglichkeiten für grünen Strom vor. Ziel ist es, mehr als 90 Prozent des künftigen Stroms aus Regenerativen, der nicht sofort im Stromnetz gebraucht wird, zu speichern. Dies kann erfolgen 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
