02|14 enercity Warmes Wasser speichert Strom Metropolregion Hannover Braunschweig Göttingen Wolfsburg GmbH Metropolregion elektrisieren Kompetenzzentrum Energie ReWin – Ist das Wärme oder kann das weg? 2 INHALTSVERZEICHNIS DIE LANDESINITIATIVE ENERGIESYSTEME Die Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen .......................................................................4 enercity ......................................................................... 20 Warmes Wasser speichert Strom Große Energiespeicher – Eine Säule der Energiewende ..................................................................5 OFFIS – Institut für Informatik ...................................... 21 Energetische Nachbarschaften – Ein Ansatz zur Konkretisierung von Hybridnetzen Power-to-Gas / Methanisierung – Eine Bestandsaufnahme ........................................................5 3. Niedersächsisches Forum für Energiespeicher und -systeme – Nachbericht 2014 .......................................6 „Niedersächsische Summer School 2014“ – ein Rückblick ..........................................................................8 ENERGIESPEICHER SSV Software Systems GmbH........................................ 22 Security Server für Virtuelle Karftwerke mit VHPready iro GmbH Oldenburg ................................................... 22 Das Potenzial von Wärme aus Abwasser strategisch erschließen Klimaschutz- und Energieagentur Niedersachsen GmbH .................................................. 23 Energie und Effizienz unter einem Dach: Die neue Klimaschutz- und Energieagentur des Landes stellt sich vor innos - Sperlich GmbH / Boeters & Lieck ..........................9 Patente auf Lithium-Ionen-Basis – Innovationsmotor oder Auslaufmodell? Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften ............................................................. 24 Regenerativer Energiepark mit Speichersystemen Workshop „Nachhaltige Versorgungssicherheit“ ......... 10 Safe the Date: 06.-07. November 2014, Hannover Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften ............................................................. 25 CEMO – Centrum für Elektromobilität der Ostfalia WAGNER Group GmbH .................................................... 11 Lithium-Batterien: WAGNER bietet Brandschutz für die kleinen Kraftpakete Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften ............................................................. 25 IfVM – ein Institut im Zeichen der Elektromobilität KBB Underground Technologies GmbH .......................... 11 Bestimmung des Speicherpotenzial Erneuerbarer Energien in den Salzstrukturen Norddeutschlands: Das Projakt InSpEE Kompetenzzentrum Energie, Science to Business GmbH ........................................................ 26 Regionales Wärmekataster Industrie – ReWin Battery Labfactory Braunschweig (BLB) ..........................12 Variantenvielfelt in der Batterieproduktion Kompetenzzentrum Energie, Science to Business GmbH ........................................................ 26 Klimaschutz: Chancen – Risiken – Nebenwirkungen PLANET GBR .......................................................................12 Wirtschaftsliches Potenzial von Wind-Wasserstoff Air Liquide Advanced Technologies GmbH .................... 13 Produktivitätssteigerung mit brennstoffzellenbetriebenen Flurförderzeugen – HyPulsion bietet erprobte Lösungen Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) .................14 Referenzmessplatz zur Bestimmung des Gesundheitszustands von Li-Ionen-Batterien in der PTB Stöbich technology GmbH ................................................15 Passive Schutzsysteme für Lithium-Ionen-Speicher Energie-Forschungszentrum Niedersachsen / Fraunhofer HHI ............................................................ 16 Batterie- und Sensoriktestzentrum am Energiecampus Energie-Forschungszentrum Niedersachsen ................. 16 Pumspeicherung – ein Beitrag zur Energiewende Energie-Forschungszentrum Niedersachsen ................. 17 Wasserstoffspeicherung unter Tage Energie- und Ressourcen-Agentur Goslar .................... 17 Vor Ort mit ganzer Energie. Leuphana Universität Lünebrug .................................... 18 EU-Regionalentwicklungsprojekt „InnovationsInkubator“ präsentiert Forschungsergebnisse zur Nachhaltigen Energie GelKoh GmbH .............................................................. 18 Der Innovationspreis GefahrGut 2014 geht an die „LiCoO2Box“ von GELKOH Metropolregion Hannover Braunschweig Göttingen Wolfsburg GmbH ........................................ 19 Metropolregion elektrisieren TÜV NORD CERT GmbH ............................................. 27 Sichere Batteriesysteme für explosionsgeschützte Anwendungen Umwelttechnik & ingenieure GmbH............................. 27 The missing link – Druckluftspeicher mit isothermer Prozessführung ISFH GmbH .................................................................. 28 Speicherverluste durch Einrohrzirkulation RWE Deutschland AG ................................................... 28 Intelligente Technik im Kindergarten Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)...................... 29 Power-to-Gas: Systemlösung für die Energiewende REW Regenerative Energie ............................................ 30 Die Welt ist im Wandel. ForWind - Zentrum für Windenergieforschung............. 30 Windenergieforschung – Stärke im Verbund CUTEC-Institut GmbH................................................... 31 Große Energiemengen saisonal speichern: Stoffliche Energiespeicher Comsol Multiphysics GmbH ......................................... 31 Comsol Multiphysics: Die innovative Simulationsplattform Heinz Harrendorf VDI Diplom-Ingenieur für Energie und Umwelt ............................................... 32 Mehrstufige Reaktorsysteme Termocon GmbH .......................................................... 34 Green Hydrogen from Waste Westnetz GmbH ........................................................... 34 Westnetz erprobt Speichertechnologien in lokalen Netzen Impressum .................................................................... 35 VORWORT 3 Die Niedersächsische Landesregierung hat die Herausforderungen der Energiewende nicht nur angenommen, sondern sich zugleich das ehrgeizige Ziel gesetzt, die Versorgung auf einhundert Prozent erneuerbare Energiequellen umzustellen. Neben der inzwischen weit entwickelten Technik der regenerativen Energieerzeugung, an der Niedersachsen von Anbeginn maßgeblichen Anteil hatte, ist dieses Ziel ohne effiziente Technologien zum Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch nicht zu erreichen. Existierende effiziente und wirtschaftliche Speichertechnologien reichen allein jedoch nicht aus, um eine stabile Energieversorgung sicherzustellen und deshalb gilt es, die Entwicklung der Energiesysteme in gleichem Maße voranzutreiben und weitere Speichertechnologien zur Einsatzreife zu bringen. Die Leistungsfähigkeit und Innovationskraft unserer niedersächsischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen wird durch unsere Landesinitiative unterstützt. Sie initiiert konkrete Entwicklungsvorhaben und sorgt dafür, dass die vielfältigen Arbeiten interdisziplinär in einem Netzwerk von Forschung, Unternehmen und Institutionen gebündelt werden. In der hier vorliegenden 4. Ausgabe des Magazins innoWATTion wird erneut gezeigt, dass wir dem gesetzten Ziel Schritt für Schritt näherkommen: Die diskontinuierlich einspeisenden regenerativen Energien können zunehmend mit dem Verbrauch in Einklang gebracht werden, und die konventionelle Energieerzeugung kann so mehr und mehr ersetzt werden. Die hier vorgestellten Arbeitsergebnisse sind spannend und motivierend für alle Beteiligten. Dank des Engagements und der Kompetenz unserer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie der Ingenieurinnen und Ingenieure sehen wir uns mit der Landesinitiative auf dem richtigen Weg und blicken zuversichtlich in die Zukunft. Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre. Stefan Wenzel Olaf Lies Niedersächsischer Minister für Umwelt, Energie und Klimaschutz Niedersächsischer Minister für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr 4 DIE LANDESINITIATIVE Die Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen Vor dem Hintergrund der Energiewende und relevanten technologischen Fragestellungen verstärken die niedersächsischen Ministerien für Umwelt, Energie und Klimaschutz sowie für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr das Engagement im Bereich der Energiespeicher und -systeme. Im Mittelpunkt der Landesinitiative stehen energieeffiziente und wirtschaftliche Speichertechnologien, die u.a. als Zwischenspeicher für überschüssige Erneuerbare Energie dienen können. Das wesentliche Ziel der Landesinitiative ist die Stärkung des Technologies- tandortes Niedersachsen im nationalen und internationalen Wettbewerb sowie die Intensivierung der Zusammenarbeit von Wirtschaftsunternehmen und Forschungseinrichtungen. Dabei legt die Landesinitiative Energiespeicher und -systeme ein besonderes Augenmerk auf kleine und mittelständische Unternehmen sowie die rasche Umsetzung von Ideen in marktfähige Produkte bzw. Dienstleistungen. Neben Speichertechnologien (z.B. Batterien, Brennstoffzellen oder Redox-Flow) werden zusätzlich Themenstellungen in den Bereichen Energiemanagement (Wasser- stoff, Kraft-Wärme-Kopplung, Netzanbindung, Smart Grid, Wärmepumpen, etc.) und Großspeicher (Power2Gas, Druckluft/Dampf, etc.) vorangetrieben. Für niedersächsische Innovationstreiber bietet die Landesinitiative in den o.g. Technologiebereichen eine ideale Plattform, um entsprechende Bedarfe und Kompetenzen aktiv einzubringen und relevante Entwicklungen im Rahmen des Netzwerks voranzutreiben. Für Fragen stehen Ihnen die Mitarbeiter der Geschäftsstelle der Landesinitiative gern zur Verfügung. Oliver Bub Geschäftsststellenleiter Dr. Isabell Schwenkert Stellv. Geschäftsststellenleiterin Prof. Heinz Wenzl Wissenschaftlicher Koordinator Unterwegs mit Wasserstoff aus grünem Strom Nicht nur der Individual- sondern auch der Öffentliche Verkehr steht hinsichtlich neuer Antriebe vor großen Herausforderungen. Neben Gas- und Elektroantrieben spielt Wasserstoff als Energieträger im ÖV eine wichtige Rolle. Da Wasserstoff nur in chemisch gebundener Form vorkommt, müssen die stabilen Verbindungen mit hohem Energieeinsatz getrennt werden. Bisher wird dafür größtenteils Strom aus nicht regenerativen Energiequellen genutzt. Um ein CO2-freies Fahren zu ermöglichen, muss „grüner Strom“ für die Gewinnung von Wasserstoff eingesetzt werden, denn Wasserstofffahrzeuge sind nur so umweltschonend wie der Treibstoff, mit dem sie fahren. Um diese und weitere Punkte zu diskutieren luden die Landesinitiative Mobilität Niedersachsen sowie die Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen am 15. Mai 2014 zur Informationsveranstaltung „WasserstoffMobilität“ in das Erwachsenenbildungszentrum StephanStift nach Hannover. Im Anschluss an die Begrüßung durch Dr. Isabell Schwenkert von der Landesinitiative Energiespeicher und -systeme und Harry Evers von der Landesinitiative Mobilität Niedersachsen referierten Dr. Holger Kloth von dem Verband Deutscher Verkehrsunternehmen, Wolfgang Sievers von der Rail & Bus Consultants GmbH, Thorsten Herbert von der NOW GmbH, Dr. Philipp Krüger von der HySOLUTIONS GmbH, Nadine Hölzinger von Spilett New Technologies und Agnes Baccelli von der TOTAL Deutschland GmbH. Auf einen Erfahrungsbericht der Stadtwerke Osnabrück AG durch Dieter Otte über den Einsatz elektromobiler Busse folgte zum Abschluss die Begutachtung eines Hybridbusses der üstra Hannoverschen Verkehrsbetriebe AG durch die Teilnehmer. Landesinitiative Mobilität Niedersachsen www.landesinitiative-mobilitaet.de Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen www.energiespeicher-nds.de DIE LANDESINITIATIVE 5 Große Batteriespeicher – Eine Säule der Energiewende Abschlussdiskussion des Workshops. V. l. n. r.: Bernhard Böden, Power Innovation; Alfred Beekmann, ENERCON; Lars Fallant, Belectric; Verena Schild, TU Clausthal; Benedikt Pulvermüller, Younicos. © Power Innovation Stromversorgungstechnik GmbH Auf Einladung der Power Innovation Stromversorgungstechnik GmbH und der Landesinitiative trafen sich Wissenschaftler und Ingenieure am 08. Mai 2014 in Achim, um ihre Visionen und Projektansätze, aber auch ihre konkreten Entwicklungen im Bereich der großen Batteriespeicher zu besprechen. In ihrer Begrüßung machten Bernhard Böden, Power Innovation Stromversorgungstechnik GmbH, und Dr. Isabell Schwenkert, Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen noch einmal deutlich, dass große Windparks einschließlich Offshore-Anlagen sowie großflächige Solaranlagen heute schon einen nennenswerten Anteil des Strombedarfes abdecken, deren Leistungen aber nicht kontinuierlich anfallen und zu bestimmten Zeiten sogar gänzlich ausfallen können. Somit, so die Initiatoren des Workshops, kommt der Speicherung von regenerativen Energien die höchste Priorität zu und ist als der Dreh- und Angelpunkt der Energiewende anzusehen. Zu den Referenten zählten Verena Schild, Technische Universität Clausthal, Lars Fallant von der Belectric GmbH, Alfred Beekmann, ENERCON GmbH, Patrick Koch von der Statkraft Markets GmbH und Benedikt Pulvermüller, Younicos AG. So- Bernhard Böden, Geschäftsführer der Power Innovation Stromversorgungstechnik GmbH, eröffnete den Workshop. © Power Innovation Stromversorgungstechnik GmbH wohl der intensive Erfahrungsaustausch in der Abschlussdiskussion wie auch die Pausengespräche zeigten, dass der Workshop das richtige Thema zum richtigen Zeitpunkt aufgeworfen hat. Abgerundet durch die Gelegenheit zur Besichtigung der Power Innovation Stromversorgungstechnik GmbH in Achim, die Wechselrichtersysteme, DC-DC- und AC-DCKonverter herstellt. Power-to-Gas / Methanisierung – Eine Bestandsaufnahme Die Audi E-Gas Anlage in Werlte Teilnehmer des Workshops. In Kooperation mit dem 3N Kompetenzzentrum Niedersachsen – Netzwerk Nachwachsende Rohstoffe e. V. trafen sich Wissenschaftler und Techniker am 12. Juni 2014 in Werlte, um die Zusammenarbeit niedersächsischer Akteure im Zielfeld „Power to gas“ zu intensivieren und Projektansätze zu identifizieren. Mit Hilfe der Umwandlung von Strom in gasförmige Energieträger wie Wasserstoff oder synthetisches Erdgas kann Strom aus erneuerbaren Energien im Erdgasnetz gespeichert und verwendet werden. Im Falle der Methanisierung wird dabei sogar CO2 `verbraucht´. Doch wie effizient diese Technologien tatsächlich sind, und ob die vorhandenen Erdgasnetze sinnvoll als Speicher für regenerativ erzeugtes Methan eingesetzt werden können, wurde kritisch diskutiert. Der Workshop diente auch der fachlichen Information über die Abläufe der Methanisierung im Bioreaktor. Zu den Referenten zählten, neben der Moderatorin Dr. Isabell Schwenkert von der Landesinitiative Energiespeicher und -systeme, Steven Hotopp, Technische Universität Clausthal, Thomas Götze, EWE AG, Gerrit Brunken, nPlan engineering GmbH, Joachim Krassowski, Fraunhofer Umsicht und Jens Friedland von der Technischen Universität Clausthal. Der Workshop endete im Anschluss an eine spannende Abschlussdiskussion mit einer interessanten Führung durch die Audi e-Gas-Anlage, die ein Beispiel für die technisch innovative Erzeugung von Methan in Niedersachsen ist. 6 DIE LANDESINITIATIVE 3. Niedersächsisches Forum für Energiespeicher und -systeme: „Die Herausforderung heißt: Energiewende!“ Innovative Höhepunkte auf der Jahresveranstaltung der Landesinitiative am 09. Juli in Hannover Auch in diesem Jahr stieß das Niedersächsische Forum für Energiespeicher und -systeme wieder auf reges Interesse: Rund 130 Teilnehmer aus Wirtschaft, Politik und Wissenschaft fanden sich beim Gastgeber TÜV NORD GROUP ein, um sich über aktuelle Entwicklungen und Trends im Bereich der Energiespeicher und -systeme zu informieren. Der parallel laufende Schülerwettbewerb „Junge Energiewender“ veranschaulichte das Engagement der jungen Entdecker und Tüftler. Begleitet wurde die Veranstaltung durch eine Fachausstellung über Brandschutz bei Lithium-Ionen-Batterien, Brennstoffzellenkomponenten und über bedarfsorientierte Bereitstellung erneuerbarer Energien. Herr Michael Lindenthal, Abteilungsleiter Energie und Klimaschutz im Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz brachte schon in seinem Grußwort zum Ausdruck, dass die innovativen Arbeiten der Beteiligten an der Landesinitiative Grund und Anlass zu großer Zuversicht sind, dass den Akteuren andererseits aber noch immer geduldige und harte Arbeit abverlangt wird. Denn die Herausforderung Energiewende ist höchst anspruchsvoll, insbesondere, weil das Land Niedersachsen das politische Ziel „einhundert Prozent erneuerbare Energien“ gesetzt hat und damit über die Zielsetzung der Bundesregierung weit hinaus geht. Bestärkt wurde er von Dr. Dirk Stenkamp, Vorstandsmitglied TÜV NORD AG Hannover, der als Gastgeber und engagierter Unterstützer des Forums und des Schülerwettbewerbes seine Freude über die Tagung zum Ausdruck brachte und in seiner Begrüßung die großen Chancen hervorhob, die sich durch die Entwicklung neuer Energiespeicher und -systeme für den Wirtschaftsstandort Niedersachsen ergeben. In den folgenden Übersichtsvorträgen machte Mathias Timm, Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) e.V. deutlich, dass die politischen Initiativen und die legislativen Regelungen – hier bezogen auf Energiespeicher – entscheidende Bedeutung für die Energiewende haben. Konkretisiert und bekräftigt wurde dies durch Dr. Florian Klumpp, FICHTNER GmbH & Co. KG mit der Bewertung großtechnischer Energiespeicher in Niedersachsen. In der anschließenden Podiumsdiskussion, moderiert von Prof. Dr.-Ing. Matthias Reckzügel, Hochschule Osnabrück machten Michael Lindenthal, AL Energie u. Klimaschutz im Nds. Umweltministerium Dr. Dirk Stenkamp, Vorstand TÜV NORD AG DIE LANDESINITIATIVE die Herren Lothar Nolte , Klima- und Energieagentur Niedersachsen, Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck, Energie-Forschungszentrum Niedersachsen, Christian Schwarzenholz, Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz und Mathias Timm vom Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. deutlich, dass den Speichertechnologien und Speichermedien eine Schlüsselrolle in der Energiewende zukommt. Schließlich informierte Oliver Bub, Leiter der Geschäftsstelle der Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen über die Gesamtheit der Landesinitiative, Projektbegleitung und Aktivitäten in Workshops und Tagungen. In drei Blöcken wurden dann Themengruppen behandelt. Die erste – moderiert von Dr. Christian Rosenkranz, Johnson Controls Advanced Power Solutions GmbH – behandelte die Sicherheitsaspekte elektrochemischer Speicher. Hier berichteten Andreas Sander, K-Tex, Stöbich Technology GmbH, Dr. Wedigo von Wedel, NEXT ENERGY – EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e.V. und Przemyslaw Glowacki, TÜV NORD CERT GmbH. Hohe Aufmerksamkeit bekam auch der Themenblock zur Versorgungssicherheit durch Kraftwerke im Kontext der Energiewende, moderiert durch Dr. Jörg Hermsmeier, EWE AG. Hier sprachen Sebastian Goldner, Proton Motor Fuel Cell GmbH, Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Maubach, TU Clausthal und Ralf Windoffer, TECSOL GmbH. Schließlich das Thema Wärmesysteme, moderiert von Dr. Manfred Schüle, enercity Contracting GmbH. Lutz Grünig, STIEBEL ELTRON GmbH & Co. KG, Gunter Rockendorf, ISFH – Institut für Solarenergieforschung GmbH Hameln / Emmerthal und Justus M. Mallach, HeatPool GmbH informierten hier über ihre Sichtweisen. Junge Energiewender Als interessantes und belebendes Element kamen dann die Schülerinnen und Schüler niedersächsischer Schulen, die im Wettbewerb „Junge Energiewender“ um den Sieg kämpften, mit ihren Ergebnissen und ihrem Funktionstest zu Wort. Der Schülerwettbewerb wurde bereits zum 3. Mal ausgerichtet und wird vom Niedersächsischen Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr in Höhe von 15.000 € gefördert. 31 Schülergrup- 7 Ingelore Hering, Abteilungsleiterin für Industrie u. maritime Wirtschaft des Nds. Wirtschaftministeriums (li.) mit den „Jungen Energiewendern“ und Oliver Bub (2.v.re.) sowie Dr. Isabell Schwenkert (re.) von der Landesinitiative Energiespeicher u. -systeme den Live-Funktionstest als auch die Siegerehrung. Sie war sichtlich beeindruckt von den Leistungen der Schülerinnen und Schüler: „Ich bin begeistert von den gelungenen Vorstellungen aller Gruppen und wünsche mir eine breite Streuung der Inhalte und der Ergebnisse in den niedersächsischen Schulen.“ AL’in Ingelore Hering beim Live-Funktionstest pen nutzten das Angebot und bewarben sich um eine Teilnahme an dem Wettbewerbs – so viele wie noch nie. Die rege Teilnahme zeigte, wie groß das Interesse junger Menschen an technologischen Berufen ist. Damit leistet das Forum auch einen Beitrag zur Fachkräftesicherung von morgen. Der Tagesaufgabe zu Grunde lag die Speicherung von Energie in einem GoldCapSpeicher: GoldCaps sind sogenannte Superkondensatoren und zeichnen sich durch eine besonders hohe Energiedichte aus, sie können Verbrauchern kurzzeitig hohe Ströme zur Verfügung stellen. Die über Solarzellen aufgeladenen GoldCapSpeicher sollten einen zu konstruierenden Modellkran antreiben, wozu auch das Getriebe von den Schülern angepasst werden musste. Bei der Konstruktion des Getriebes und der Aufladung des GoldCap-Speichers gab es verschiedene Möglichkeiten, die vorteilhaft genutzt werden konnten, um ein möglichst leistungsfähigen Kran zu bauen und zu betreiben. Als Schirmherrin moderierte Ingelore Hering, Abteilungsleiterin für Industrie und maritime Wirtschaft des niedersächsischen Wirtschaftministeriums, sowohl Die Platzierungen der Schulen: 1. P latz: Hoffmann-von-FallerslebenGymnasiums aus Braunschweig 2. Platz: Ratsgymnasiums Goslar 3. P latz: integrierte Gesamtschule Garbsen 4. Platz: Oberschule Hermannsburg Die Gewinner erhielten nicht nur die Anerkennung der Jury und der Fachleute, sondern wurden auch mit Geldpreisen in Höhe von bis zu 1.000 € für Unterrichtsund Lernmaterial belohnt. Für die Teilnehmer war das Engagement des gastgebenden TÜV NORD unübersehbar. Die Abläufe und der gesellschaftlicher Rahmen waren sorgfältig geplant und durchgeführt. Der Geschäftsstellenleiter der Landesinitiative Energiespeicher und -systeme, Herr Oliver Bub, dankte in seinem Schlusswort ausdrücklich für den gelungenen Rahmen des Forums und schloss die Teilnehmer und Ausrichter des Schülerwettbewerbs ein. Besonderer Dank galt auch der EWE AG, die die Veranstaltung großzügig unterstützte. Damit der Energiewende nicht die Energie ausgeht, stellte die Bauck GmbH & Co KG den Referenten mit dem Läufermüsli „START“ einen Kraftspender aus wertvollen Bio-Zutaten zur Verfügung. 8 DIE LANDESINITIATEVE Studierende betrachten bei der 7. Niedersächsischen Summer School Energie und Mobilität in Zeiten der Energiewende Die Herausforderungen bei der zukünftigen Bereitstellung von Energie und Mobilität, verstärkt durch die von der Bundesregierung beschlossene Energiewende in Deutschland, verlangen nach neuen Antworten für die Stromerzeugung und -speicherung. Die Brennstoffzelle zählt zu den Hoffnungsträgern unserer zukünftigen Energieversorgung, Batterietechnologien sind zur Zwischenspeicherung erneuerbarer Energien unerlässlich. Beide Themen vereint das Fachgebiet der Elektrochemie, mit dessen intensiver Beschäftigung sich jungen Ingenieuren/-innen und Naturwissenschaftlern/-innen neue berufliche Möglichkeiten eröffnen. Das Clausthaler Umwelttechnik Institut (CUTEC) an der TU Clausthal und das Institut für Energieund Systemverfahrenstechnik (InES) der TU Braunschweig ermöglichten dieses im Rahmen der mittlerweile 7. Niedersächsischen Summer School Brennstoffzellen und Batterien vom 15. bis 19. September im Haus der Wissenschaft an der TU Braunschweig. Während der einwöchigen Veranstaltung berichteten Experten aus Wissenschaft und Industrie über theoretische Grundlagen, Praxiswissen und Lösungsansätze. Es wurden die aktuellen Themen der Brennstoffzellen- und Batterietechnologie im Detail beleuchtet und die dafür erforderlichen Grundlagen der Elektrochemie, Thermo- dynamik, Materialwissenschaft und Energietechnik durch niedersächsische Wissenschaftler vermittelt. Ergänzt wurde dieses Angebot durch den Einblick in industrielles Expertenwissen, das den Teilnehmern viele tägliche Anwendungsbeispiele aufzeigte. Die Volkwagen AG trug dabei mit zwei Vorträgen und einer Exkursion zum VWTechnologiezentrum in Isenbüttel zum Gelingen des Workshopkonzeptes bei. Neben Referenten von Großunternehmen wie der Siemens AG, der IAV GmbH und der Johnson Controls GmbH konnten auch Vertreter von kleinen Firmen, wie der Eisenhuth GmbH, einem der bedeutendsten Hersteller von Bipolarplatten in Europa für die Veranstaltung gewonnen werden. Die Teilnehmer der Summer School waren zum Großteil Studierende mit naturwissenschaftlich-technischer oder ingenieurwissenschaftlicher Ausrichtung. Neben Teilnehmern von den niedersächsischen Universitäten in Braunschweig, Hannover, Clausthal und der Ostfalia waren auch Studierende aus Hamburg, Berlin, Freiberg und Chemnitz angemeldet. Die 50 verfügbaren Plätze waren auch dieses Jahr wieder schnell ausgebucht, am Ende gab es sogar eine Warteliste, da nicht alle Anmeldungen berücksichtigt werden konnten. Auf Grund des großen Zuspruchs wird auch im nächsten Jahr wieder eine Summer School zum Thema Brennstoffzellen und Batterien stattfinden. Ergänzend wird die Winterschool „Energiespeicher und -systeme“ vom 23. bis 25.02.2015 am Energie-Forschungszentrum Niedersachsen – EFZN stattfinden. Das CUTEC-Institut arbeitet an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Wirtschaft und betreibt anwendungsnahe Forschung in den Bereichen Informationen, Ressourcen und Energie mit dem Ziel, Ergebnisse der Grundlagenforschung zeitnah in praxisgerechte Technologien umzusetzen. CUTEC richtet die Summer School Brennstoffzellen und Batterien als Organisator seit 2008 aus, bisherige Veranstaltungsorte waren Braunschweig, Goslar, Hannover und Oldenburg. Die Forschung und Entwicklung am InES beschäftigt sich mit der Frage, wie in Zukunft Energie produziert und gespeichert werden soll. Neben bekannteren Technologien wie Li-Ionen-Batterien und Methanol-Brennstoffzellen werden auch Zellen der nächsten Generation, wie LiSchwefel-Batterien und alkalische PEMBrennstoffzellen untersucht. Schwerpunkt ist jeweils die Modellierung und experimentelle, oft dynamische Analyse der komplexen Systeme. Das InES ist bereits zum zweiten Mal Gastgeber und Mitveranstalter der Summer School. ENERGIESPEICHER 9 Patente auf Lithium-Ionen-Batterien – Innovationsmotor oder Auslaufmodell? Ob Patente auf Batterietechnologien ein Innovationsmotor oder ein Auslaufmodell sind, wird aktuell kontrovers diskutiert: Dr. Andreas Baar innos-Sperlich GmbH Prokurist und Patentreferent Dr. Dietmar Forstmeyer Kanzlei Boeters & Lieck Europäischer Patentanwalt Patente sind ein wichtiger Bestandteil der Wirtschaftssysteme in Industriestaaten, denn sie garantieren ihrem Besitzer ein zeitlich und örtlich begrenztes Monopol. Gleichzeitig behindern Patentstreitigkeiten in Einzelfällen die Verbreitung von Produkten. In den darauffolgenden Jahren wurden hunderte von Patenten4 auf LithiumEisenphosphat-Batterien angemeldet, was das große kommerzielle Interesse an dieser Technologie zeigt. Der kommerzielle Wert von Batterien wurde früh erkannt und mit Schutzrechten gesichert: So hielt der Erfinder Thomas A. Edison 147 erteilte Patente auf Batterien bzw. Batteriesysteme1. In den 90er Jahren zeichneten sich zwei bedeutende Entwicklungen ab: Zum einen erfanden Stanford Ovshinsky und Dr. Mosahiko Oshitani (GS Yuasa Corporation) die für Elektroautos geeignete Nickel-Metallhydrid-Batterie und beantragten dafür eine Reihe von Schutzrechten. Zum anderen entwickelte John P. Goodenough von der Universität Texas im Jahr 1996 die Lithium-Eisenphosphat-Batterie2, für die zwei Basispatente erteilt wurden3. Die Antragsteller kommen überwiegend aus den asiatischen Ländern – so halten japanische Institutionen beispielsweise über 30% aller Patente in diesem Bereich5. Deutsche Unternehmen besitzen dagegen lediglich knapp 5% der Schutzrechte, aber immer noch doppelt so viele wie Frankreich5. Gemäß einer Studie der TU München6 steigt die Anzahl der Patentanmeldungen auf dem Gebiet der elektrochemischen Energiespeicher kontinuierlich an: Während im Jahr 2006 ca. 2800 Anmeldungen (jede Patentfamilie wird nur einfach gezählt) eingereicht wurden, hatte sich die Anzahl im Jahre 2011 bereits auf ca. 5900 Anmeldungen erhöht; 4900 davon betrafen Lithium Ionen Batterien. http://edison.rutgers.edu/battpats.htm „LiFePO4: A Novel Cathode Material for Rechargeable Batteries“, A.K. Padhi, K.S. Nanjundaswamy, J.B. Goodenough, Electrochemical Society Meeting Abstracts, 96-1, May, 1996, pp 73 3 US 6,514,640 und US5,910,382 4 www.fist.fr/en/ip-overview/709.html 5 Fraunhofer ISI: Technologie-Roadmap Lithium-Ionen-Batterien 2030. 6 Mueller SC et al. Monitoring innovation in electrochemical energy storage technologies: A patent-based approach. Appl Energy (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.06.082 7 Pressemeldung der Muttergesellschaft Polypore International, Inc. vom 30.1.2014 1 2 Großes Erstaunen löste am 12. Juni 2014 die Ankündigung von TESLA MotorsChef Elon Musk aus, in Zukunft keine Patentverletzungsklagen mehr anstrengen zu wollen. Der Elektronik-Riese LG sieht sich dagegen mit einer Klage der Celgard LLC konfrontiert, welche ihm vorwirft, ein Patent der Celgard auf keramische Separatoren zu verletzen7. Da die Celgard-Separatoren unter anderem für Traktionsbatterien von E-Fahrzeugen eingesetzt werden sollen, könnte ein jahrelanger Rechtsstreit die wirtschaftliche Entwicklung behindern. innos – Sperlich GmbH Wegbereiter für Innovationen. innos - Sperlich GmbH Dr. Andreas Baar [email protected] www.innos-sperlich.de BOETERS & LIECK – European Patent and Trademark Attorneys (Rechtsanwälte) Dr. Dietmar Forstmeyer info boeters-lieck.eu www.boeters-lieck.de 10 ENERGIESPEICHER Workshop „Nachhaltige Versorgungssicherheit“ am 06. und 07. November in Hannover Im Spannungsfeld erneuerbarer und konventioneller Stromerzeugung stellt sich immer mehr die Kernfrage, wie in einer Erzeugungslandschaft in den kommenden 30 Jahren die Versorgungssicherheit gewährleistet werden soll. Die Erfahrung zeigt, dass die nur fluktuierend stromerzeugenden Wind- und Photovoltaikanlagen teilweise über Wochen kaum Beiträge zur Stromerzeugung liefern können. Doch wie hoch muss die gesicherte Leistung sein, um lange Phasen mit geringer Erzeugung durch erneuerbare Energiequellen zu überbrücken? Was geschieht bei unerwarteten Ausfallszenarien wie einer Jahrhundertflaute oder einer Wolkenperiode? Welche Erzeugungstechnologien sollen dann die erforderliche gesicherte Leistung bereithalten? Können ein verbessertes Lastmanagement und Speichertechnologien Beiträge liefern? Wer wird die erforderlichen Systemdienstleistungen für einen stabilen Netzbetrieb bereitstellen? Die Kraftwerke werden sicherlich noch lange einen wesentlichen Beitrag leisten müssen, doch wer bezahlt sie, und wie wird der Markt für diese Leistungen aussehen? Um diese Fragen zu beantworten, führt die Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen in Kooperation mit dem Institut für Kraftwerkstechnik und Wärmeübertragung der Leibniz Universität Hannover und enercity einen Workshop durch. Im Rahmen dieser Veranstaltung sollen die Zusammenarbeit niedersächsischer Akteure in diesem Zielfeld weiter intensiviert und Projektansätze identifiziert werden. Weitere Informationen finden Sie auf der Homepage der Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen Weitere Veranstaltungen: Workshop „Strom- und Wärmeversorgung, vom Haus zum Quartier“ 24. November 2014 Institut für Solarenergieforschung GmbH, Hameln Workshop „Batterien jenseits von Li-Ionen“ Februar 2015 in Kooperation mit der Landesinitiative NMN Winterschool „Energiespeicher und -systeme“ 23.-25. Februar 2015 Energie-Forschungszentrum Niedersachsen, Goslar Workshop „Nutzung bestehender USV- und Notstromanlagen für die zukünftige Energieversorgung“ 19. März 2015 Piller Group GmbH, Osterode am Harz Workshop „Eigenverbrauch Erneuerbare Energien und Lastmanagement im industriellen Kontext“ Frühsommer 2015 in Kooperation mit der KEAN ENERGIESPEICHER 11 Lithium-Batterien: WAGNER bietet Brandschutz für die kleinen Kraftpakete Das Einsatzspektrum von Lithium-IonenBatterien ist groß: Smartphones und Kameras, Werkzeuge, E-Bikes oder Elektroautos funktionieren nicht ohne sie. Gerade die Anwendung im Automotive-Bereich erfährt in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs. Laut „Nationalem Entwicklungsplan Elektromobilität“ der Bundesrepublik soll Deutschland zum Leitmarkt im Bereich Einsatz von Lithium-Ionen-Zellen werden. Die Anzahl der Produktionsstandorte und Lager wird dementsprechend wachsen müssen. Produktion und Lagerung dieser Batterieart sind allerdings mit Brandrisiken verbunden. Aus diesem Grund hat die WAGNER Group GmbH passende Brandschutzlösungen konzipiert. Gemeinsam mit dem VdS hat WAGNER Realbrandversuche durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen hat das Unternehmen Brandschutzlösungen entwickelt, die sich für den Umgang mit Lithium-Batterien am besten eignen. Das Prinzip der aktiven Brandvermeidung spielt dabei die Lithium-Ionen-Batterien bergen ein gewisses Brandrisiko bei ihrer Lagerung. Mit einem Schutzkonzept bestehend aus aktiver Sauerstoffreduzierung mit OxyReduct® wird das Brandrisiko erheblich minimiert. Schlüsselrolle. Die Brandvermeidungstechnologie OxyReduct® verhindert eine Brandausbreitung mittels Sauerstoffreduktion. Dafür wird die Sauerstoffkonzentration innerhalb des Schutzbereiches durch die Zufuhr von Stickstoff herabgesenkt und konstant auf einem reduzierten Niveau gehalten. Damit kann zwar kein Kurzschluss oder anderer chemischer Prozess innerhalb einer Lithium-Batterie verhindert werden. Das Übergreifen des Feuers von einer Batterie zur nächsten aber schon. Mit dieser Bestimmung des Speicherpotenzials Erneuerbarer Energien in den Salzstrukturen Norddeutschlands: Das Projekt InSpEE Die KBB Underground Technologies GmbH aus Hannover arbeitet in zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten hinsichtlich der Integration Erneuerbarer Energien in das zukünftige Energiesystem Deutschlands. Ein besonderes Projekt unter der Koordination von KBB UT stellt das „Informationssystem Salzstrukturen: Planungsgrundlagen, Auswahlkriterien und Potenzialabschätzung für die Errichtung von Salzkavernen zur Speicherung von Erneuerbaren Energien (InSpEE)“ dar, welches seit Mai 2012 im Rahmen der Forschungsinitiative „Energiespeicher“ der Bundesregierung läuft. Zusammen mit der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und dem Institut für Geotechnik, Abt. Unterirdisches Bauen, der Leibniz Universität Hannover erarbeitet KBB UT Grundlagen zur Beurteilung des Speicherpotenzials der Salzformationen Norddeutschlands. Die Entwicklung eines öffentlichen Informationssystems „Salz“, das Daten der einzelnen Salzstrukturen zusammenführt, stellt einen besonderen Teil dar. Darauf aufbauend erfolgt die Potenzialabschätzung der speicherbaren Energie in Form von Druckluft und Wärme sowie Wasserstoff. Die Ergebnisse des InSpEE-Projektes werden 2015 vorgestellt. KBB UNDERGROUND TECHNOLOGIES GMBH [email protected] www.kbbnet.de www.forschung-energiespeicher.info effektiven Lösung kann das Abbrennen einer ganzen Lagerhalle verhindert werden. WAGNER Group GmbH Katharina Bengsch [email protected] www.wagner.de 12 ENERGIESPEICHER Variantenvielfalt in der Batterieproduktion Norddeutschlands Forschungseinrichtung für flexible Batteriezellenfertigung steht in Braunschweig Elektroden und Batteriezellen für mobile und stationäre Anwendungen werden bereits seit 2008 in Braunschweig erforscht und entwickelt. Seit Beginn umfasst der ganzheitliche Ansatz eine nachhaltige Produktion, die Materialvorbehandlung, modernste Prozesstechnologien zur Elektroden- und Zellfertigung und das Recycling der Produkte. Mehr als 1.000 verschiedene Batteriefertigungsvarianten eröffnen der industriellen und wissenschaftlichen Forschung neue Perspektiven. Die Battery LabFactory Braunschweig (BLB) ist mit derzeit 52 Mitarbeitern verschiedenster Fachdisziplinen eine sehr flexibel ausgerichtete Forschungseinrichtung der TU Braunschweig in Kooperation mit der PTB. „Wir können auf die individuellen Anforderungen der Industrie eingehen und Prozesse und Materialien der Batteriefertigung variieren, um verschiedenste Einflussfaktoren entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu optimieren. Eine wichtige Rolle für eine systematische Entwicklung spielen Komponenten- und Produktcharakterisierung, verfahrenstechnische Exzellenz, Energiebilanzen in der Produktion, Simulation und die Metrologie“, erklärt Prof. Arno Kwade, wissenschaftlicher Leiter. Elektroden- und Zellproduktionsprozesse., Die neue Forschungsumgebung, die ab Herbst 2014 bezogen wird, bildet die vollständige Prozesskette für die (teil-) automatisierte Fertigung großformatiger Batteriezellen ab. Um die Forschung noch effektiver und industrienäher durchzuführen, entsteht derzeit ein etwa 1.000 m2 großes Entwicklungszentrum mit 150 m2 Trockenraum zur systemischen Untersuchung der BATTERY LABFACTORY BRAUNSCHWEIG Jens Geißmann [email protected] www.tu-braunschweig.de/blb + EINE - B A T T E R Y LABFAC TOR Y BRAUN SCHW EI G EINRICHTUNG IM Wirtschaftliches Potenzial von Wind-Wasserstoff sehr unterschiedlichen Marktsegmenten schafft Flexibilität und Synergien. Auf diese Weise verbessert sich das wirtschaftliche Potential. Mit dem Ausbau von Windenergie und Fotovoltaik wird der Umfang zeitweilig auftretender Strom-Überschüsse deutlich zunehmen. Um solche Überschüsse nutzbar zu machen, müssen Speicher eingesetzt werden. Für die Speicherung großer Energiemengen über längere Zeiträume bis zu Monaten bietet sich Wasserstoff an. Zur Integration von Wind-WasserstoffSystemen in das Energiesystem hat PLANET im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr eine grundlegende Studie koordiniert. Aufgabe war es zu ermitteln, unter welchen Bedingungen ein wirtschaftlicher Betrieb solcher Anlagen im Kraftwerksmaßstab langfristig möglich ist. Bei der Vermarktung des Wasserstoffs wurden zwei Optionen berücksichtigt: Der Einsatz als Kraftstoff im Straßenverkehr und das Anbieten von elektrischer Energie am Spotmarkt mittels Rückverstromung bzw. das Vorhalten von Regelleistung. Insbesondere der Kraftstoffmarkt erweist sich als lukrativ. Das Agieren in zwei Die Studie wurde aus dem Nationalen Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) finanziert. Der Abschlussbericht ist als Download kostenfrei erhältlich (www.nowgmbh.de). Neben PLANET war an dem Projekt aus Niedersachsen die KBB Underground Technologies GmbH beteiligt, ferner die Fachhochschulen Lübeck und Stralsund sowie das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung. PLANET PLANUNGSGRUPPE ENERGIE UND TECHNIK GBR Klaus Stolzenburg [email protected] www.planet-energie.de ENERGIESPEICHER 13 Produktivitätssteigerung mit brennstoffzellenbetriebenen Flurförderzeugen – HyPulsion bietet erprobte Lösungen Umweltfreundlich und sicher arbeiten Gestiegene Umweltanforderungen, etwa hinsichtlich der Reduzierung von Emissionen oder Lärmschutz, stellen auch die Industrie vor Herausforderungen. Schon seit längerem werden daher in der Handling- und Logistikbranche Flurförderzeuge mit Batteriebetrieb eingesetzt. Dass diese Art der Energiequelle jedoch noch nicht die Optimallösung darstellt, zeigt die neue Antriebsalternative „Wasserstoff“: Die Firma HyPulsion, ein Joint Venture des weltweit führenden Industriegasekonzerns Air Liquide und des US-amerikanischen Brennstoffzellensystemherstellers Plug Power, bietet hierfür eine umfassende Palette an GenDriveBrennstoffzellsystemen für Flurförderzeuge an. In den USA kann das Unternehmen bereits einen breiten Kundenstamm vorweisen und auch in Europa profitieren immer mehr Betriebe von den Vorteilen dieser Energieversorgungslösung. Höhere Produktivität mit sicherer Brennstoffzelle Ein wichtiger Vorteil bei GenDrive-Brennstoffzellen ist ihre kontinuierliche Dauerleistung, sogar in Tiefkühlräumen mit Temperaturen von -33 °C. Das heißt: Solange die Brennstoffzelle mit Wasserstoff versorgt ist, fährt das Fahrzeug während der gesamten Schicht mit voller Geschwindigkeit. Ist der Tank des Aggregats einmal leer, kann dieser je nach Fahrzeugvariante in ein bis maximal drei Minuten mit Wasserstoff befüllt werden – von jedem Bediener. So werden Fahrzeug- und Personalausfallzeiten stark reduziert und die Produktivität des Betriebs kann um bis zu 15 Prozent gesteigert werden. Flurförderzeuge mit Batterieantrieb haben hier das Nachsehen: Batterie-Akkus verlieren schnell ihre volle Leistung und die Fahrt zur Ladestation, der bis zu 20 Minuten dauernde Batteriewechsel sowie die lange Aufladezeit unterbrechen bzw. verzögern die Arbeitsabläufe – das kostet Zeit und Geld. Platz sparen und Betriebskosten senken Eine Betankungsstation für brennstoffzellenbetriebene Flurförderzeuge hat einen Platzbedarf von nur wenigen Quadratmetern und kann strategisch im Betrieb angeordnet werden. Es werden keine großen Akku-Lagerhallen mehr benötigt und die entstandene freie Fläche kann gewinnbringender genutzt werden. Als „Abfallprodukte“ erzeugt ein GenDrive-Brennstoffzellenaggregat lediglich Wärme und Wasser. Das heißt: Null Schadstoffemissionen im Einsatz und keine Kosten für den Transport und die Einlagerung giftiger Substanzen. Es entstehen zudem keine giftigen oder ätzenden Gase, wie sie bei der Nutzung bzw. Ladung von Batterien anfallen können. Zuverlässige Leistung Über 15 Millionen Betriebsstunden sprechen für sich: Die Zuverlässigkeit und Sicherheit der GenDrive-Technologie gründet nicht zuletzt auf dem umfassenden Erfahrungsschatz, über den HyPulsion dank seines breiten, internationalen Kundenstamms verfügt. Die kompakte und flexible Energieversorgungslösung der GenDrive-Brennstoffzelle ist ein überzeugendes umweltfreundliches Konzept, das auch in Deutschland zunehmend Anhänger findet. AIR LIQUIDE ADVANCED TECHNOLOGIES GMBH Michael Nindel [email protected] www.hypulsion.com 14 ENERGIESPEICHER Referenzmessplatz zur Bestimmung des Gesundheitszustands von Li-Ionen-Batterien in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt 50 Mikroohm ab und sind mit Messunsicherheiten von wenigen Promille bekannt. Referenzimpedanz zur Kalibrierung von Impedanzspektrometern im Milliohm-Bereich. Lithium-Ionen-Batterien gelten als wichtiger Baustein für den Durchbruch der Elektromobilität und die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Doch im boomenden Markt fehlen bisher anerkannte Möglichkeiten, um deren Gesundheits- und Ladezustand zuverlässig und vor allem ohne großen Zeitaufwand zu messen. Eine vielversprechende Methode ist die elektrochemische Impedanzspektroskopie. Dabei wird ein sogenanntes Impedanzspektrum aufgenommen, d. h. der Wechselstromwiderstand, die Impedanz, wird in Abhängigkeit von der Frequenz gemessen. Die elektrochemischen Prozesse in einer Batteriezelle beeinflussen das Impedanzspektrum, sodass aus dessen Änderung der Zustand der Batterie ermittelt werden kann. Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickeln für diese Methode derzeit erstmalig einen Referenzmessplatz. Es hat sich herausgestellt, dass unterschiedliche Messgeräte in dem schwer zugänglichen, niedrigen Impedanzbereich von Batteriezellen je nach Frequenzbereich unterschiedliche Messergebnisse liefern. Vom Messgerät unabhängige, valide Messergebnisse und standardisierte Messprozeduren sind aber eine zwingende Voraussetzung, damit diese zerstörungsfreie Messmethode in Zukunft vermehrt Einzug in die Qualitätskontrolle von Batterie- und Fahrzeugherstellern, in Werkstätten oder langfristig in die Fahrzeuge selbst findet. Um dies zu erreichen bedarf es geeigneter Normale, die auf das Internationale Einheitensystem (SI) rückgeführt sind. Mit der weltweit ersten Entwicklung mehrerer sogenannter Referenzimpedanzen zur Kalibrierung von Impedanzspektrometern hat die PTB einen wichtigen Schritt unternommen, da dadurch deren „Messfehler“ bestimmt werden können. Die Referenzimpedanzen decken verschiedene Impedanzbereiche zwischen einem Ohm und Die Forschung in der PTB findet in enger Kooperation mit der Industrie und der Technischen Universität Braunschweig im Rahmen der Battery LabFactory Braunschweig (BLB) statt (www.tubraunschweig.de/forschung/zentren/nff/ batterylabfactory). Derzeit testet die PTB zusammen mit ihren Partnern die Referenzimpedanzen an verschiedenen zum Einsatz kommenden Impedanzspektrometern. In einem nächsten Schritt werden die Reproduzierbarkeit und die Messunsicherheit von Impedanzmessungen an Batteriezellen ermittelt. In dem Projekt sollen dann die gemessenen Impedanzspektren auf einer soliden metrologischen Basis mit den elektrochemischen Prozessen in der Batteriezelle und deren Alterung verknüpft und entsprechende standardisierte Messprozeduren erstellt werden. + EINE - B A T T E R Y LABFAC TOR Y BRAUN SCHW EI G EINRICHTUNG IM PHYSIKALISCH-TECHNISCHE BUNDESANSTALT Steffen Seitz [email protected] Torsten Funck [email protected] www.ptb.de ENERGIESPEICHER 15 Passive Schutzsysteme für Lithium-Ionen-Speicher Geräte mit Lithium-Ionen-Akkumulatoren sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Die Risiken dieser zukunftsträchtigen Speichertechnologie werden zunehmend in der Presse kommuniziert und diverse Normungsgremien haben die Gefahren, welche im Havariefall von den Energiespeichern ausgehen, erkannt und sind in diesem Bereich tätig geworden. Im Rahmen des EFRE-geförderten Forschungsprojekts ZEBRAS haben die Projektpartner aus Industrie und Wissenschaft ein gesamtheitliches, passives Brandschutzkonzept entwickelt und bereits erfolgreich getestet. Das Testszenario simuliert den Fall, dass der „thermal runaway“ (thermisches Durchgehen einer einzelnen Zelle) trotz aller Schutzeinrichtungen der Batteriemanagementsysteme nicht verhindert werden kann und beherrscht werden muss. Das entwickelte Schutzsystem greift auf drei unterschiedlichen Ebenen ein. Bereits auf Zellebene wird die Ansteckung zwischen den Zellen durch spezielle Schutzlagen unterbunden. Zusätzlich wird die Explosion der austretenden Gase mittels textilen Filtersystemen verhindert. Die dritte Stufe des Schutzsystems minimiert die Gefährdung von Personen durch die austretenden, toxischen Gase, indem diese nachbehandelt und gezielt abgeleitet werden. Bis Ende des Jahres ist die Implementierung der patentierten, universell einsetzbaren Schutzsysteme in verschiedene stationäre Energiespeicher mit anschließenden Tests im Batterie- und Sensorik-Testzentrum in Goslar geplant. Stöbich technology GmbH David Scheuvens [email protected] www.stoebich.technology Anzeige Werden Sie Aussteller! „Energie und Mobilität aus Niedersachsen“ Niedersächsischer Gemeinschaftsstand 2015 HANNOVER MESSE 13.-17. April 2015 Halle 27 16 ENERGIESPEICHER Batterie- und Sensoriktestzentrum am Energiecampus Das Batterie- und Sensoriktestzentrum (BST) wird federführend vom EnergieForschungszentrum Niedersachsen (EFZN) der TU Clausthal und dem Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut Abteilung Faseroptische Sensorsysteme (HHI-FS) in Goslar betrieben, welche dabei mit ihren Kompetenzen Seite an Seite stehen. Bauherr ist das Goslarer Unternehmen Stöbich Brandschutz GmbH. In dem vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Vorhaben von insgesamt 1.980.000 Euro wird mit weiteren Verbund- und Kooperationspartnern ein Testzentrum errichtet, welches die Expertisen der Partner bei der Charakterisierung und Untersuchung von Batterien hinsichtlich ihrer elektrischen Batterie- und Sensoriktestzentrum am Energiecampus in Goslar [Darstellung: Richter Architekten Braunlage] Schwerlastfahrzeug mit großen Batterien[Quelle: Terex, HHLA/CTA]. und thermischen Eigenschaften bei extremen Belastungen bündelt. Das BST ermöglicht eine hervorragende Synergie aus Grundlagenforschung am EFZN, der wirtschaftsnahen Umsetzung wissenschaftlicher Ergebnisse durch das Fraunhofer Institut bis hin zur wirtschaftlichen Vermarktung durch neugegründete Unternehmen. Die Testmöglichkeiten sind vielfältig und teilweise sogar europaweit einmalig: • Elektrische Leistungstests von 1000 Volt und 1000 Ampere (1 MW) gleichzeitig. • Brandversuche an großen Batteriesystemen • Rauchgasanalytik zur Erfassung der Schadstoffe • Messung von Temperaturfeldern in Batterien durch Einsatz von faseroptischen Sensoren • Kurzschlussversuche bis 10.000 Ampere Gerade die Kombination dieser Möglichkeiten führen zu einzigartigen Testbedingungen. Autor: Dipl.-Phys. Raoul Heyne [email protected] Heinrich-Hertz-Institut Pumpspeicherung – ein Beitrag zur Energiewende Maschinentechnik eines Pumpspeicherwerks Quelle: Schluchseewerke AG „Stromspeicher“ werden in der zukünftigen Energielandschaft eine zentrale Rolle spielen, um die fluktuierende Einspeisung von Wind- und Solar-Energieanlagen auszugleichen. Da „Strom“ physikalisch betrachtet jedoch nicht speicherbar ist, muss eine Umwandlung in eine speicherbare Energieform erfolgen. Pumpspeicherwerke stellen dabei zurzeit die Spitzentechnologie dar: mit einem Wirkungsgrad von rund 80% und einem Leistungsspektrum bis mehrere Gigawatt bei hohem technischen Reifegrad. Die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für den Betrieb oder gar die Investition in Pumpspeicherwerke haben sich mit stei- gender Einspeisung von Erneuerbaren jedoch sinnwidrigerweise eher verschlechtert. Es stellt sich daher die Frage welche Maßnahmen ergriffen werden können, um die netzdienlichen Eigenschaften von Pumpspeichern im Energiemarkt entsprechend zur Geltung zu bringen und somit die Integration von größeren Mengen fluktuierend eingespeisten Windund Sonnenstroms zu ermöglichen. Ein Schlüsselbereich zur Lösung der derzeitig mangelhaften Rahmenbedingungen des Betriebs sind die rechtlichen Rahmenbedingungen, die sowohl die Genehmigung als auch die Regulierung betreffen. Autor: Dipl.-Ing. Friederike Kaiser [email protected] www.efzn.de/ps ENERGIESPEICHER 17 Wasserstoffspeicherung unter Tage Injektion Wasserstoff Injektion Methan (ITE) Kapillardruckmessanalage (ITE) Beim Übergang zu einer nachhaltigen, klimafreundlichen und wirtschaftlichen Energieversorgung rückt der Wasserstoff als Energieträger in den Fokus. und bei Porenspeichen rund 46% der Gesamtkapazität Deutschlands (LBEG 31.12.2013). Ca. 94 % des in Deutschland geförderten Erdgases werden in Niedersachsen gefördert. Es gibt somit ein großes Potential für eine großtechnische Speicherung von Wasserstoff. Erdgaslagerstätten untersucht und deren mögliche Auswirkungen auf die Langzeitspeicherkapazität, Gasvermischungsprozesse, Die Nutzung fluktuierender elektrischer Energie aus erneuerbaren Energien durch die Darstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse bietet Möglichkeiten für eine großtechnische Speicherung, der Nutzung und Adaption bestehender Technologien und Infrastruktur der Erdgasversorgung. Niedersachsen ist ein „Energiespeicherland“. Das Gesamtvolumen bei Kavernenspeichern ist rund 47% Im Verbund mit nationalen und internationalen Forschungspartnern werden die verschiedenen von einander abhängigen hydraulischen, mineralogisch-geochemischen, fluidchemischen und biogenen Prozessen während der (Langzeit-) Speicherung von Wasserstoff in konvertierten Dichtigkeit der Deckgesteine und Fluidtransporteigenschaften des Speichergesteins evaluiert. Von besonderem Interesse sind die Prozesse, die zu einer Methanisierung in der Lagerstätte führen. Autor: Ralf Peix [email protected] Vor Ort mit ganzer Energie. Um die von der Bundesregierung im Juli 2011 beschlossene Energiewende zu gestalten und umzusetzen, sind neben dem konsequenten Ausbau der regenerativen Energieträger gleichzeitig erhebliche Energieeinsparungen und Energie- und Ressourceneffizienzsteigerungen notwendig. Als einer der regionalen Energie- und Ressourcenagenturen in Niedersachsen informiert und berät die Energie- und Ressourcen Agentur Goslar mit Energie seit 2007 zusammen mit seinen Kooperationspartnern zu den Themengebieten „Aktiv Energie sparen, effektiv moderne Techniken, Produkte und Baustoffe für Umwelt-, Klima- und Verbraucherschutz einsetzen sowie durch den Einsatz erneuerbarer Energien mehr Kaufkraft in der Region lassen und die Wettbewerbsfähigkeit lokaler Unternehmen stärken“. Dabei bietet der Verein Privatpersonen, Unternehmen und Kommunen in der Region eine neutrale und kostenfreie Erstberatung über energetische Sanierungsmöglichkeiten und den Einsatz erneuerbarer Energieträger an. Darüber hinaus werden Bürger-Energieprojekte und regionale Modellprojekte durch den Verein initiiert, um die Bereiche Energie- und Ressourcenein- sparung, Energieeffizienz und Einsatz erneuerbarer Energieträger stärker für die Öffentlichkeit greifbar zu machen. In seinen Aktivitäten und Projekten kooperiert der Verein mit Stadt und Landkreis Goslar, dem Energie-Forschungszentrum Niedersachsen (EFZN), dem regionalen Energieversorger Harz Energie, der Sparkasse Goslar/Harz, den Handwerksinnungen, diversen Herstellern, regionalen und nationalen Unternehmen und vielen Privatpersonen. Ein Energiebüro in der Innenstadt von Goslar steht jeden Freitag von 9.00 bis 12.00 Uhr Interessenten offen. In seinem Energiebüro im EFZN können unter Tel. 05321 6855127 individuelle Beratungstermine abgesprochen werden. Autor: Dr. Gottfried Römer [email protected] www.goslar-mit-energie.de 18 ENERGIESPEICHER EU-Regionalentwicklungsprojekt „InnovationsInkubator“ präsentiert Forschungsergebnisse zur Nachhaltigen Energie Einbindung der Thermischen Batterie in die WärmeEnergie-Versorgung eines Hauses Das Kompetenztandem „Thermische Batterie“ versteht die Speicherung von Wärme als Schlüssel zur dezentralen Energieversorgung. Mittels umkehrbarer chemischer Reaktionen aus Salz und Wasser lässt sich Wärme fast verlustfrei speichern – lange, preisgünstig und auf kleinem Raum. Auf der EnergyDecentral 2014 präsentiert das Team um Prof. Dr. Wolfgang Ruck und Dr. Thomas Schmidt (Institut für Umweltchemie) einen Demonstrator des kompakten Wärmespeichers. www.leuphana.de/thermische-batterie Das Kompetenztandem EnERgioN – „Erneuerbare Energien in der Region Nord“ – fragt: Wie lässt sich Strom aus erneuerbaren Energien in der Region effizient speichern und verteilen? Dazu prüft das Team um Prof. Dr. Heinrich Degenhart (Finanzierung), Prof. Dr. Thomas Schomerus (Recht) und Prof. Dr. Detlef Schulz (Energiesysteme) Marktszenarien zu virtuellen Kraftwerken. Sie verknüpfen Versorger, Netzbetreiber und Konsumenten. Für die Analyse wird ein Demonstrator entwickelt – neben Hardware-Komponenten zur Visualisierung besteht er aus einer Simulations-Software, programmiert mittels MATLAB. EnERgioN wird den Demonstrator auf der EnergyDecentral vorstellen. www.leuphana.de/inkubator/energion Die Konferenzreihe „Leuphana Energieforum“ fokussiert auf regionale Konzepte und will Gestalter der Energiewende vernetzen. Beim 3. Leuphana Energieforum im September 2014 arbeiteten Vertreter aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik an der Frage, wie der Systemumbau gelingen kann. www.leuphana.de/energieforum LEUPHANA UNIVERSITÄT LÜNEBURG www.leuphana.de/inkubator Der Innovationspreis GefahrGut 2014 geht an die „LiCoO2Box“ von GelKoh Die Transport- und Lager-Lösung von Gefahrgütern der Klassen 3 & 9 Auf Basis von über 20 Jahren Erfahrung in Brandschutz und Sicherheitstechnik, hat die GelKoh GmbH sich dem wachsenden Bedarf an Energiespeichern gewidmet und nach Lösungen für gesetzeskonforme, sichere, unkomplizierte Lagerund Transportmöglichkeiten von Gefahrgütern der Klassen 3 & 9 gesucht. 2013 wurde dann erstmals eine patentierte Lithium-Akku Transport- und Lagerbox, die LiCoO2Box, vorgestellt. Bei dieser Box handelt es sich um die Kombination aus einer Feuer hemmenden Stahl-Konstruktion inkl. geprüfBilder: LiCoO2Box offen ter Auffangwanne als Außenhülle, mit brand& LiCoO2Bag festen Innenverpackungen aus Aramid, den LiCoO2Bags, sowie einer aktiven Branddetektion für eine Gel-Nebel-Löschanlage inkl. GelKoh-Löschgel. Dieses Gel löscht sowohl ein Feuer, als das es gleichermaßen die Abgasbehandlung der in den Innenverpackungen berstenden Akkus übernimmt, dort gleichzeitig die Sauerstoffzufuhr stoppt und die gesamte Box nachhaltig abkühlt. Dieses Zusammenspiel von LiCoO2Bags mit der Gel-Löschanlage verhindert ein Entflammen oder Explodieren der Akkus und ist Be- standteil von der erhaltenen UN-Codierung. Ein Track & Trace System, sowie ein aktiv RFID, welche via GSM o. W-LAN Wärmeereignisse ankündigen und den Standort melden, runden das System der LiCoO2Box ab und ergeben eine perfekte Komplettlösung für die Gefahrgut Klasse 9. Und genau dafür wurde die LiCoO2Box jetzt auch mit dem Innovationspreis Gefahrgut 2014 ausgezeichnet und bietet nach derzeitigem Wissensstand als weltweit einziges System einen aktiven Schutz für den Transport von defekten Lithium-Batterien. Die LiCoO2Box ist eine Transportbox gemäß ADR 1.5.1 (M259) und gleichzeitig als Lagerbox ein ortsbewegliches Gefahrstofflager gemäß TRGS 510, mit nachhaltigem Havariekonzept, welches Ressourcen schont und die Umwelt schützt. GELKOH GMBH – BRANDSCHUTZ FÜR LAGER- & TRANSPORTSYSTEME [email protected] www.gelkoh.de ENERGIESPEICHER 19 Metropolregion elektrisieren Die Metropolregion Hannover Braunschweig Göttingen Wolfsburg ist eines von vier Schaufenstern Elektromobilität in Deutschland. Die Aktivitäten werden von vier Bundesministerien und vom Land Niedersachsen gefördert. In den rund 30 Projekten engagieren sich über 200 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft, Land und Kommunen mit dem Ziel, Elektromobilität in der gesamten Bandbreite auf ihre Alltagstauglichkeit hin zu erproben. Damit soll das öffentliche Bewusstsein für die elektromobilen Potentiale gestärkt und die innovativsten Elemente der Elektromobilität auf der Gebietskulisse einer Metropolregion gebündelt werden. Elektromobilität ist weit mehr als nur der Austausch eines Verbrennungsmotors durch einen Elektromotor in einem Fahrzeug. Gefördert werden unter anderem intermodale Verkehrskonzepte und die Entwicklung neuer Leihsysteme, die einen wichtigen Beitrag zum Ausbau einer nachhaltigen Verkehrspolitik leisten. Stammt der Fahrstrom aus erneuerbaren Energiequellen, bewegen sich Elektrofahrzeuge nahe an der Null-EmissionsMarke für klimaschädliche Stoffe. Elektrofahrzeuge auf 1, 2, 3 oder 4 Rädern sorgen für die Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern und vermindern die Lärmbelastung. Die Metropolregion fährt bei der Elektromobilität bundesweit bereits ganz vorne mit. Die Metropolregion hat die größte Flotte vollelektrisch betriebener Autos im Einsatz. Annähernd 150 e-ups! sind täglich auf den Straßen in rund 80 Kommunen in der Metropolregion unterwegs. In Braunschweig fährt mit „emil“ der weltweit erste 200-kWinduktiv geladene Elektrobus im Linienverkehr. Im Harz rollt ein Dutzend Elektromotorräder geräusch- und emissionslos durch das Mittelgebirge. Und in Göttingen gibt es den ersten RadSchnellweg für E-Biker. Aktuell sind im Gebiet der Metropolregionen rund 1500 vollelektrische Autos zugelassen. Das sind mehr als 10 Prozent aller Elektrofahrzeuge in Deutschland. Die Metropolregion verfolgt konsequent das Ziel, die führende europäische Metropole für Elektromobilität zu werden. Das Gebiet der Metropolregion umfasst 50 Prozent der Gesamtfläche Niedersachsens, hat aber 80 Prozent aller Elektroautos auf der Straße. Metropolregion Hannover Braunschweig Göttingen Wolfsburg GmbH Stefan Schlutter [email protected] www.metropolregion.de/emobil Warmes Wasser speichert Strom Gemeinschaftskraftwerk Hannover-Stöcken (GKH) © Archiv enercity Durch den Ausbau der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien, hier insbesondere die stark fluktuierende Solar- und Windstromerzeugung, kommt es zu Situationen, in denen die Stromerzeugung den momentanen Bedarf übersteigt. Um dieses Stromüberangebot sinnvoll zu nutzen, können in Zukunft Stromspeichertechnologien eine wichtige Rolle spielen. Derzeit stehen Technologien zur Stromspeicherung allerdings aus unterschiedlichen Gründen (Kosten und / oder Akzeptanz) nicht im gewünschten Umfang zur Verfügung. An dieser Stelle wird ein Konzept vorgestellt, in dem mit Hilfe eines einfachen Wärmespeichers überschüssiger EE-Strom in Form von Wärme und Strom gespeichert werden kann. Das Konzept beinhaltet die Ergänzung des bestehenden Fernwärmesystems (mit KWK-Anlagen) um einen Wärmespeicher und einen Elektroheizer (power to heat). Die KWK-Anlagen sind Entnahme-Kondensationsanlagen. Diese Anlagen können zur reinen Stromerzeugung eingesetzt werden, oder man kann einen Teil des Dampfes zur Wärmeauskopplung nutzen – dann liegt KWK-Betrieb vor. Der zur Wärmeauskopplung genutzte Dampf fehlt bei der Stromerzeugung, dadurch entsteht ein Stromverlust. Die Höhe des Stromverlustes wird über die Stromverlustkennzahl definiert. Sie liegt bei Heizkraftwerken in einem Bereich von 0,1 bis 0,2 MWel / MWth; bei einer Stromverlustkennzahl von 0,2 MWel / MWth verringert sich bei einer Auskopplung von 50MW Fernwärme die Stromerzeugung beispielsweise um 10,0MW. Wie kann jetzt in einem Wärmespeicher Strom gespeichert werden? Mit dem E-Heizer können regenerative Stromüberschüsse, die z.B. in einer windreichen Nacht (oder einem sonnigen Tag) entstehen, in der die EE-Stromerzeugung hoch, der Bedarf aber niedrig ist, sinnvoll genutzt werden. Der E-Heizer wandelt die Stromüberschüsse in Wärme um. Diese werden im Wärmespeicher eingespeichert. Dann kann die Wärme des Wärmespeichers genutzt werden, um die Wärmeauskopplung der KWK-Anlage zu reduzieren. Dadurch wird ein Stromverlust durch die Auskopplung vermieden und so ein Teil des gespeicherten Stromes wieder zurückgewonnen. Enercity prüft aktuell im Rahmen einer Vorplanung die Errichtung eines Wärmespeichers und eines Elektroheizers. Der Wärmespeicher könnte durch den Umbau eines nicht mehr benötigten Öltanks realisiert werden, der hat ein Fassungsvolumen von rd. 15.000m³ hat. Dies entspricht einem Wärmespeichervermögen von rd. 500MWhth. Die Ergänzung des Fernwärmesystems um Wärmespeicher und E-Heizer erhöhen die ohnehin schon vorhandene Flexibilität der KWK-Anlagen enorm. Sie können in weiten Lastbereichen jederzeit den ständig wechselnden Anforderungen nachfahren und so den Strom- und Wärmebedarf mit maximaler Effizienz bereitstellen. Durch die Erweiterung des Systems um einen Wärmespeicher mit E-Heizer kann ein weiterer bedeutender Schritt zu Integration der fluktuierenden Erneuerbaren Energien in die bestehenden Versorgungssysteme Strom und Wärme gemacht werden. Die hocheffiziente Kraft-Wärme-Kopplung bietet hier die besten Voraussetzungen, denn mit ihr können die Erneuerbaren in einem Schritt in zwei Systeme und Märkte integriert werden. enercity Michael Kranz [email protected] www.enercity.de ENERGIESYSTEME 21 Energetische Nachbarschaften – Ein Ansatz zur Konkretisierung von Hybridnetzen Kopplungsstellen zwischen den Energiedomänen, in Anlehnung an [2] Neben der Überbrückung der sich abzeichnenden „Speicherlücke“ im elektrischen Energieversorgungssystem gewinnen zusätzlich der Wärmesektor und die Verbesserung der Energieeffizienz von Unternehmen stetig an Bedeutung. Sogenannte Hybridnetze stellen eine mögliche Lösung für die Herausforderungen im Umgang mit stark schwankenden Lasten auf der einen Seite und für eine stärkere Einbindung des Kälte/WärmeSektors auf der anderen Seite dar. Das Hybridnetz wird nicht nur möglicher Pufferspeicher für überschüssig produzierte Elektrizität, sondern als energiedomänenübergreifendes Gesamtsystem (Verbrauch, Speicher, Transport, Konversion) verstanden, das die geforderte Flexibilisierung der gesamtsystemischen Energieversorgung ermöglicht.1 Das zunächst relativ abstrakte Konzept der Hybridnetze, das die überregionale bis nationale Ebene adressiert, wird mit Hilfe des Konzeptes der Energetischen Nachbarschaft auf die örtlichen Begebenheiten übertragen. „Unter einer Energetischen Nachbarschaft wird ein Verbund von dezentralen Verbrauchern und Produzenten verstanden, die sich in räumlicher Nähe zueinander befinden und die die zur Durchführung ihrer üblichen Prozesse benötigte Energie als Seiteneffekt in andere Energieformen umwandeln, wobei ein jeweils anderer Verbundpartner die produzierte Energie wiederum als Input für die eigenen Prozesse nutzen kann.“2 Die zentrale Herausforderung bei der Realisierung dieses Konzeptes ist die Identifikation geeigneter physikalischer, wie auch virtueller Kopplungspunkte zwischen den Systemen. Der Ansatz verfolgt eine multikriterielle Optimierungsstrategie (Energie, Ökonomie, Klimaschutz etc.), die auch multivalente Verbraucher (Verbraucher, die verschiedene Energieformen verarbeiten können) miteinschließt. Dadurch können Speicher so effizient wie möglich eingesetzt und die durch Transformationen entstehenden energetischen Prozessdistanzen (Wandlungsverluste) weitestgehend minimiert werden. Energetische Nachbarschaften bieten großes Potenzial zur Effizienzsteigerung in existierenden Industriegebieten. Dies wird am Beispiel zweier Gewerbegebiete in der Metropolregion Bremen-Oldenburg untersucht. Hierzu startet im Herbst 2014 eine von der Metropolregion geförderte Machbarkeitsstudie unter Beteiligung der Kommunen Stadt Oldenburg, Gemeinde Bad Zwischenahn und Landkreis Ammerland, verschiedenen Unternehmen, der Hochschule Osnabrück, der Universität Oldenburg und dem OFFIS – Institut für Informatik Das Vorhaben betrachtet dabei exemplarisch zwei Schauplätze mit unterschiedlichem Fokus: 1.Automatisierung von Prozessen: Konkrete Nachbarschaftsbeziehungen zwi- schen hochautomatisierten Betrieben wie Futtermitteltrocknung, Kläranlage, Lackierstraßen etc. werden genutzt, um überschüssige Energie (Wärme/Kälte, Gas, Strom) von Unternehmensprozessen durch andere Unternehmen für deren Prozesse zu nutzen. 2. Energiemodellierung auf Gebietsebene: Unter dem Blickwinkel der Energetischen Nachbarschaften werden Energieströme erhoben und modelliert. Ziel ist die Entwicklung einer Methode, um Kopplungspotentiale ableiten zu können. Im Ergebnis werden Kopplungsmöglichkeiten aufgezeigt, die beteiligten Industrieprozesse energetisch im Sinne der beschriebenen Nachbarschaften zu verbinden, und ökonomische Rahmenbedingungen beleuchtet.Die gewonnenen Erkenntnisse werden dann im Hinblick auf eine energieeffiziente Gebietsentwicklung auf ausgewählte Gewerbegebiete in der Metropolregion übertragen und somit eine Handreichung für die kommunale Wirtschaftsförderung entwickelt. OFFIS – Institut für Informatik Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff [email protected] www.offis.de Appelrath, Hans-Jürgen / Lehnhoff, Sebastian / Rohjans, Sebastian / König, Andreas: Hybridnetze für die Energiewende – Forschungsfragen aus Sicht der IKT (acatech MATERIALIEN), München 2012. Im Internet unter: http://www.acatech.de/publikationen-hybridnetze Rohjans, Sebastian, Knies, Jürgen, Lehnhoff, Sebastian: Energetische Nachbarschaften als Baustein zukünftiger Hybridnetze, In: Rohrleitungen als Teil von Hybridnetzen – unverzichtbar im Energiemix der Zukunft, 28. Oldenburger Rohrleitungsforum 2014, Vulkan Verlag, Essen, S. 67-75 1 2 22 ENERGIESYSTEME Security Server für Virtuelle Kraftwerke mit VHPready Auf Basis der aktuellen Spezifikationen des Industrieforums VHPready e. V. bietet SSV einen Security Server mit umfangreichen Sicherheits- und Verbindungsfunktionen. verbunden wird. Auf dem Server erfolgt die Umwandlung der VHPready-Datenmodelle und Fernwirkprotokolle in die jeweiligen Leitwartenvarianten. Dadurch kann die gesamte Anlagenanbindung ab sofort per VHPready erfolgen. Das Industrieforum VHPready e. V. setzt sich für die Realisierung der Energiewende durch die standardisierte Vernetzung dezentraler Energieanlagen ein. Dafür werden umfangreiche Spezifikationen erarbeitet, um die Kommunikation zwischen einer Leitwarte und den Gateway-Endpunkten einer Energieanlage auf Grundlage etablierter Standards zu ermöglichen. Mit Hilfe der aktuellen VHPready-Spezifikationen hat SSV nun einen Security Server entwickelt, der auf der einen Seite mit Energieanlagen-Gateways und auf der anderen Seite mit einer nicht VHPready-konformen Leitwarte für Virtuelle Kraftwerke Die mit dem Server verbundenen Gateway-Endpunkte können bei Bestandsanlagen nachträglich hinzugefügt oder, bei Neuentwicklungen, per Modul direkt in die Steuerungstechnik integriert werden. Hinsichtlich der Cybersicherheit orientiert sich die SSV-Lösung analog zu VHPready an den Vorgaben des BSI (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik) und der Übertragungsnetzbetreiber. Darüber hinaus werden im SSV-Auftrag regelmäßig umfangreiche Penetrationstests durchgeführt, um auch in Zukunft allerhöchsten Sicherheitsanforderungen zu entsprechen und auch den sicheren Betrieb einer kritischen Infrastruktur zu unterstützen. SSV Software Systems GmbH Jörg Neumann [email protected] www.ssv-embedded.de Das Potential von Wärme aus Abwasser strategisch erschließen Das Institut für Rohrleitungsbau versteht sich als Forschungsund Entwicklungspartner, um leitungsgebundene Energiefragen zu bearbeiten. Ein Markenzeichen ist unter anderem das alljährlich stattfindende Oldenburger Rohrleitungsforum, das kommende unter dem Titel „Rohrleitungen im Wärme- und Energietransport“ (19.-20.02.2015, www.iro-online.de). Vor diesem Hintergrund wird aktuell das Themenfeld Wärme aus Abwasser intensiv in Workshops und Potentialanalysen behandelt und Betriebserfahrungen mit der eigenen Pilotanlage in Oldenburg gesammelt. Die Nutzung von Wärme aus Abwasser mit Hilfe von Wärmepumpen kann ein Baustein in einer kommunalen Gesamtstrategie zur Senkung des Primärenergiebedarfs sein. Stromgetriebene Wärmepumpen und Speicher können wiederum Systemdienstleistungen in einem energetischen Gesamtsystem anbieten. Am Beispiel der Stadt Oldenburg wurde im Rahmen des Deutsch-Niederländischen Interreg IVA-Pro- jektes denewa ein Modell zur Entscheidungsunterstützung zur Detektion von technisch einfach zu erschließenden Standorten entwickelt und erprobt (s.a. www.energie-im-abwasser.de). iro GmbH Oldenburg Jürgen Knies [email protected] www.iro-online.de ENERGIESYSTEME 23 Energie und Effizienz unter einem Dach: Die neue Klimaschutz- und Energieagentur des Landes stellt sich vor beratungsstellen gefördert werden – in enger Zusammenarbeit mit der Wohnungswirtschaft, Architekten, Handwerkern und Energieberatern. Die Energieeffizienz in kommunalen Liegenschaften Mit Beratung und Schulungen wird die Agentur künftig die niedersächsischen Kommunen u.a. bei der Nutzung von Fördermitteln unterstützen. Darüber hinaus sollen Anreize für Klimaschutzaktivitäten in den Kommunen gegeben werden. Aktuell richtet die Klimaschutz- und Energieagentur Niedersachsen den Wettbewerb „Klima Kommune 2014“ aus: Alle Kommunen in Niedersachsen sind aufgerufen, erfolgreiche Klimaschutz-Projekte einzureichen. Das Land Niedersachsen hat hierfür 100.000 Euro Preisgelder zur Verfügung gestellt. Die Energieeffizienz in Betrieben „Die Energieeinsparpotenziale in der Vielzahl kommunaler Gebäude sind gewaltig und wir wollen helfen, sie zu heben.“ (Lothar Nolte, Geschäftsführer) Niedersachsen hat ein neues Kompetenzzentrum für Energieeinsparung, Energieeffizienz und den Einsatz von Erneuerbaren Energien: Die Klimaschutz- und Energieagentur Niedersachsen. Damit wird ein wichtiger Baustein der niedersächsischen Klimaschutzstrategie umgesetzt und eine Beratungslücke geschlossen, die seit vielen Jahren bestand. Denn seit im Jahr 2003 die damalige Energieagentur des Landes eingestellt wurde, war Niedersachsen das einzige Flächenland ohne eine entsprechende zentrale Anlaufstelle. Die im April 2014 gegründete Agentur will als Unterstützer, Kooperationspartner und Impulsgeber für alle relevanten Akteure agieren und zugleich den Aufbau neuer lokaler und regionaler Energieagenturen voranbringen. Die Herausforderungen der Energiewende sind vielfältig. Allein im Gebäudebereich werden über 30 Prozent der gesamten Endenergie in Deutschland für Raumwärme und Warmwasser verbraucht. Hier besteht ein erhebliches Potenzial für Energieeinsparungen. Drei Aufgabenfelder stehen daher zunächst im Fokus der Agentur: Bei vielen Unternehmen gibt es bislang keine detaillierte Analyse des eigenen Energiebedarfs. Dabei könnten schon mit einfachen Maßnahmen große Einsparungen erreicht werden. Die Klimaschutzund Energieagentur Niedersachsen will insbesondere mittelständische Unternehmen ansprechen und auf branchenspezifische Lösungen hinweisen. Die energetische Sanierung im privaten Gebäudebestand Wie gesagt, die Herausforderungen der Energiewende sind vielfältig, die Aufgaben bieten aber auch viele Chancen und Potenziale. Die neue Klimaschutz- und Energieagentur Niedersachsen möchte bei diesen Aufgaben mit allen relevanten Akteuren eng zusammenarbeiten und den Klimaschutz in Niedersachsen kontinuierlich voranbringen. 70 Prozent der rund zwei Millionen Privathäuser in Niedersachsen haben keine ausreichende Wärmedämmung. Die Quote der energetischen Sanierungen muss spürbar erhöht werden. Dazu soll die sehr gute Arbeit der bereits tätigen Energieagenturen vor Ort unterstützt und der Ausbau weiterer lokaler und regionaler Energie- Klimaschutz- und Energieagentur Niedersachsen GmbH [email protected] www.klimaschutz-niedersachsen.de 24 ENERGIESYSTEME Regenerativer Energiepark mit Speichersystemen Übersicht des regenerativen Energieparks, die Anlagen sind elektrisch und kommunikativ miteinander vernetzt Im Labor für Elektrotechnik und regenerative Energietechnik des Instituts Energie- und Gebäudetechnik an der Fakultät Versorgungstechnik der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften in Wolfenbüttel werden neben einer soliden klassischen und weiterhin wichtigen Grundlagenvermittlung in der Elektro- und Steuerungstechnik die Themen dezentrale regenerative Energieerzeugung, -speicherung und -management im Rahmen von Lehrveranstaltungen und Forschungsprojekten verstärkt behandelt. Um das komplexe Zusammenspiel von Erzeugern und Speichern besser untersuchen zu können, haben Wissenschaftler unter Leitung von Professor Dr. rer. nat. habil. Ekkehard Boggasch dort ein Energiehybridsystem in den letzten Jahren kontinuierlich aufgebaut (siehe Abbildung 1). Ermöglicht wurde der Aufbau durch Fördermittel des Landes Niedersachsen und des Bundes. Das modulare System besteht aus folgenden Komponenten: • 3 Fotovoltaikanlagen (insg. 6 kWp) • Kleinwindkraftanlage (4 kW) • Mini-BHKW (6 kWelektr., 16 kWtherm.) • Brennstoffzelle (1,2 kW) • Batteriespeicher (426 Ah) • Elektrolyseur (5 kW) • Wasserstoffspeicher (18 Nm³) • Vanadium-Redox-Flow-Batterie (5kW/20kWh) • Programmierbare Ladestation für Elektrofahrzeuge Die einzelnen Anlagen sind untereinander elektrisch sowie kommunikativ vernetzt und haben einen gemeinsamen Anschlusspunkt an das Stromversorgungnetz der Hochschule. Ausgewählt wurden Energieerzeuger und -speicher im Bereich einiger Kilowatt, wie sie in Wohn- oder kleineren Gewerbegebäuden eingesetzt werden. Überschüssige regenerative Energie kann kurzfristig in den beiden Batterietypen oder längerfristig als elektrolytisch erzeugter Wasserstoff gespeichert werden. Das vorhandene Batteriesystem ermöglicht darüber hinaus, zusammen mit einer Steuereinheit, auch eine Trennung vom Versorgungsnetz, sodass ein autarkes 230 V/400 V/ 50 Hz Inselnetz eigenständig aufgebaut werden kann. Im vergangenen Jahr wurde als vorerst letzter Baustein eine Ladestation für Elektrofahrzeuge integriert. Für das im September 2012 an der Ostfalia gegründete Centrum für Elektromobilität -CEMO- wird der Energiepark für interdisziplinäre Forschungsarbeiten zwischen den beteiligten 6 technischen Fakultäten der Ostfalia interdisziplinär eingesetzt. Neben aktuellen vom Bund und Land geförderten Forschungsvorhaben werden dort zur Zeit auch eine Promotion zur Thematik Energiemanagement von elektrischen Speichersystemen und zwei weitere kooperative Promotionen in Zusammenarbeit mit der in Kooperation mit der Niedersächsischen Technische Hochschule (NTH) zur Problematik des Einbindens von Elektrofahrzeugen in den Energiepark bearbeitet. Ziel ist es vor Ort in einem Gebäudeumfeld erzeugte regenerative Energie mit einem möglichst hohen Anteil auch für die Elektromobilität nutzen zu können. Zum Erleben und „Erfahren“ der Elektromobilität steht dem Labor ein Peugeot iON zur Verfügung, der von der m+p gruppe einer technischen Unternehmensgruppe mit Hauptsitz in Braunschweig, die auch dem wissenschaftlichen Beirat der Fakultät angehört, bereitgestellt wurde. Aufgrund seines modularen Aufbaus erlaubt der Energiepark auch die selektive Verknüpfung bestimmter Erzeuger mit ausgewählten Speichersystemen und er bietet damit sowohl für vielfältigste angewandte Forschungsarbeiten als auch für die studentische Ausbildung eine sehr gute Plattform. Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Prof. Dr. rer. nat. habil. Ekkehard Boggasch www.ostfalia.de ENERGIESYSTEME 25 CEMO – Centrum für Elektromobilität der Ostfalia Ladesäule für E-Fahrzeuge am Standort Wolfenbüttel An der Ostfalia Hochschule wurde im September 2012 das Centrum für Elektromobilität „CEMO“ gegründet, mit dem zahlreiche Arbeiten zur Elektromobilität in den dezentralen Laboren der Fakultäten gebündelt werden sollen. 16 Professorinnen und Professoren aus sechs Fakultäten arbeiten im CEMO interdisziplinär und anwendungsorientiert zusammen und erforschen das Gesamtsystem Elektromobilität. Der regenerative Energiepark mit verschiedenen Speichersystemen (Abbildung 1 im Beitrag der Fakultät Versorgungstechnik, Ostfalia) spielt hierbei eine zentrale Rolle, da hier die regenerative Energieerzeugung und die Energiespeicherung in mobilen und stationären Speichern flexibel gestaltet und untersucht werden können. verschiedenster Art, die zukünftig im optimalen Zusammenwirken mit der Energieerzeugung und den Nutzern stehen. Die Vision ist, die für elektrisch angetriebene Fahrzeuge benötigte Energie zu 100% aus regenerativen Quellen zu gewinnen und die Alltagsmobilität mit Elektrofahrzeugen ohne Einschränkungen realisieren zu können. Die klimafreundliche und nachhaltige Umgestaltung der Mobilität hin zur Elektromobilität soll hierbei durch einen ganzheitlichen Ansatz verfolgt werden. Dieser Ansatz betrachtet über die reine Technik der Elektrofahrzeuge hinaus die gesamte Energiekette und die Nutzungsmöglichkeiten der Elektromobilität. Der ganzheitliche Ansatz beinhaltet die Energieerzeugung und -verteilung, das Energiemanagement und die Energiespeicherung sowie die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Prof. Dr.-Ing. Joachim Landrath www.ostfalia.de/cms/de/cemo/ IfVM – ein Institut im Zeichen der Elektromobilität Der Einsatz von rein batterieelektrischen Fahrzeugen galt aufgrund der eingeschränkten Reichweite bislang primär in Großstädten als zweckmäßig. Doch nicht erst mit der Markteinführung von Fahrzeugen mit Reichweiten von über 100 km gewinnt das Thema auch für Klein- und Mittelstädte sowie periphere Lagen an Bedeutung. Dies wurde in Niedersachsen frühzeitig erkannt. Die Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften beschäftigt sich bereits seit 2009 mit dem Einsatz von batterieelektrischen Fahrzeugen. Am Standort Salzgitter, ca. 30 km vom Oberzentrum Braunschweig und 20 km vom Mittelzentrum Wolfenbüttel entfernt, fördert das Institut für Verkehrsmanagement (IfVM) und das Centrum für Elektromobilität der Ostfalia (CEMO) die Elektromobilität im Rahmen von Lehre und Forschung. Was 2009 mit dem ersten Testfahrzeug begann, einem CityEL vom Autohaus Strube, hat sich seither zu einem bedeutenden regionalen Forschungsschwerpunkt entwickelt. Über entsprechende Lehrveranstaltungen hinaus ist das IfVM mit Mobil4e, EILi und Quicar elektrisch gleich in drei Projekten im niedersächsischen Schaufenster Elektromobilität vertreten. Im letztgenannten Projekt wird die Einführung von E-Fahrzeugen in das Carsharing von Volkswagen wissenschaftlich unterstützt. Zu diesem Zweck wird ein sogenanntes Living Lab mit e-UP!s in Kooperation mit den Hochschulen der Region und unter Federführung der TU Braunschweig realisiert, um auf Basis des Nutzerverhaltens Rückschlüsse auf die Anforderungen im Carsharing zu schließen. Der Testbetrieb für Mitarbeiter stieß bereits auf großes Interesse. Mit Spannung wird der Start des studentischen Carsharings in den kommenden Monaten erwartet. Autoren: Prof. Dr. Thomas M. Cerbe, Dipl.-Geogr. René Kämpfer, B.A. Friederike Rudolph, M.Sc. Bernhard Dietz Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Prof. Dr.-Ing. Thomas M. Cerbe www.ostfalia.de 26 ENERGIESYSTEME Regionales Wärmekataster Industrie – ReWin Ist das Wärme oder kann das weg? Experten der Hochschule Osnabrück haben das Strategiekonzept ReWin zum Aufbau eines regionalen Wärmekatasters der Industrie entwickelt. tistischen, branchenbezogenen Energiekennwerten und vorerst anonymisierten Unternehmensdaten neuartig kombiniert, um eine regionale Potenzialkarte der Abwärme zu erstellen. Theoretische Abwärmepotenziale einzelner Wirtschaftszweige im Landkreis Osnabrück in GJ, Gesamtsumme ca. 2,1 Mio. GJ (2012) Lokal verteilte Darstellung der branchenspezifischen theoretischen Abwärmepotenziale im Landkreis Osnabrück für die betrachteten Wirtschaftszweige in GJ (2012) Es ist davon auszugehen, dass weltweit etwa die Hälfte der industriell eingesetzten Wärme als Abwärme ungenutzt verloren geht (Quelle: Effiziente Energieversorgung durch Abwärme, Fachmagazin Energy 2.0, April 2012). Vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz ist es eine spannende Aufgabe, diese ungenutzte Energieressource zu erschließen. Aber für die bisherige Vernachlässigung der so offensichtlichen Energiequellen gibt es auch Gründe, die erkannt und projektbezogen möglichst ausgeräumt werden müssen. Dazu haben Dipl.-Ing. Christian Waldhoff und Prof. Dr.-Ing. Matthias Reckzügel, Hochschule Osnabrück und Kompetenz- zentrum Energie in Kooperation mit dem Landkreis Osnabrück eine Studie erstellt. Das Konzept sieht vor, dass zusammen mit Informationen zur Wärmebedarfssituation eine Datenbank entsteht, die mit Hilfe eines Geoinformationssystems (GIS) im Internet als Planungsgrundlage dargestellt werden soll. Das auf diese Studie aufbauende Informations- und Planungsportal Industrielle Abwärme (PInA) soll als internetbasiertes Planungswerkzeug dabei helfen, regionale Abwärmequellen und Wärmesenken übersichtlich darzustellen und damit klimafreundliche Kooperationsprojekte, wie z. B. Wärmeverbünde auch zwischen mehreren Unternehmen zu initiieren. Das Folgeprojekt PInA wird im November 2014 starten. Die Konzeptstudie schafft durch eine vorangestellte Recherche der bereits entwickelten Methoden und Technologien zur Abwärmenutzung eine Grundlage zur Potenzialabschätzung und Aufstellung eines Wärmekatasters für den Landkreis. Die vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderte Studie ReWIn ist öffentlich und steht auf der Website des Kompetenzzentrums Energie als Download zur Verfügung. In der Studie werden für die typisch energieintensiven Branchen des Landkreises methodische Berechnungsansätze mit sta- Science to Business GmbH, Hochschule Osnabrück Prof. Dr.-Ing. Matthias Reckzügel [email protected] www.kompetenzzentrum-energie.de Klimaschutz: Chancen – Risiken – Nebenwirkungen 3. Forum Zukunftsfragen Energie des Kompetenzzentrums Energie am 4. November 2014 in Osnabrück Anmeldung 3. Forum Zukun ftsfragen Energi e: „Klimaschutz“ am 04.11.2014 in Osnabrück Per E-Mail: post@ kompetenzzentrum Per Fax: 0541 969 -energie.de 1 7153 Ingenieurbüros, unterschiedlichen Hochschulen, Universitäten und Forschungseinrichtungen. ng teil. der Veranstaltu Die Tagungsunte rlagen werden den Teilnehmern Ablauf der Verans nach taltung online zur Verfügung gestellt. Mit Vorträgen, Workshops, begleitender Fachausstellung sowie einer hochkarätig besetzten Podiumsdiskussion wird eine Plattform zur kritischen Auseinandersetzung mit dem Thema Klimaschutz zur Verfügung gestellt. Weitere Inform Person(en) an ationen www.kompetenz Straße: PLZ, Ort: Datum, Unterschrift zentrum-energie.d me: Institution: E-Mail: Titel, Name, Vorna Unternehmen, me: mit Ich/Wir nehme(n) Titel, Name, Vorna 3. Forum Zukunft sfragen Energie Teilnahmegebühr 95,- € inkl. MwSt. 15,- € inkl. MwSt. (Studierende, Schüle Arbeitslose/Empfä r, Rentner, nger von Soziall eistungen mit Nachweis) E-Mail: Wie ist der politische Rahmen für die Umsetzung vom Klimaschutzkonzepten gesteckt? Welche positiven Beispiele und welche Schwierigkeiten gibt es? Welche Wege werden in Bezug auf Finanzierung, Akzeptanz und Bewertbarkeit der Maßnahmen beschritten? Welche Handlungsoptionen führen Klimaschutzmaßnahmen zum Erfolg? Zu diesen Fragen erwartet das Kompetenzzentrum Energie Experten aus der Politik, Praxis, von Planungs- und Informationen Veranstaltungsort ZUK - Zentrum für Umweltkomm unikation der Deutschen Bunde sstiftung Umwe lt An der Bornau 2 49090 Osnabrück Navigationssystem : Berghoffstr. 1 (Parkplatz) e/klima.html Veranstalter Prof. Dr.-Ing. Matth ias Kompetenzzentrum Reckzügel Science to Busine Energie ss Albert-Einstein-Stra GmbH - Hochschule Osnabrück ße 1 49076 Osnabrück Tel. 0541 969 7153 post@kompetenzze ntrum-energie.de Klimaschutz Chan cen - Risik en - Neb enw irku ngen Th em en Energiekonzepte Kommunaler Klima schutz Erfolgsfaktoren Risikofaktoren Wo rks ho ps Ko nta kte Veranstaltung am 04.11.2014 in Osnabrück www. komp www. etenz komp zentru etenz m-ene zentru rgie.d m-ene e/sma rgie.d rtgrid e/klim .html a.htm l ENERGIESYSTEME 27 Sichere Batteriesysteme für explosionsgeschützte Anwendungen Hohe Spannung, Umweltverträglichkeit und kein automatisches Entladen: Die Lithium-Ionen-Technologie bietet zahlreiche Vorteile und gilt deshalb als „Batterie der Zukunft“. Doch die wegweisende Technologie kann auch Gefahren bergen, da enorme Energiemengen chemisch gebunden werden, um sich platzsparend in verschiedenen geometrischen Formen speichern zu lassen. Nötig sind deshalb umfassende Sicherheitsprüfungen, wie sie TÜV NORD CERT als Benannte Stelle durchführt. Gerade bei explosionsgeschützten Anwendungen kommt es entscheidend darauf an, mögliche Fehler frühestmöglich zu erkennen und zu beurteilen. Grundlage der entsprechenden Prüfungen, mit denen sich Energiespeicher als geeignet für explosionsgeschützte Bereiche qualifizieren, sind die Richtlinie 94/9/EG (ab 4/2016: 2014/34 EU) sowie die harmonisierten Normen EN 60079-0 und EN 60079 11. Dabei wird mit modernster Labortechnik unter anderem das Temperaturverhalten im Kurzschluss und beim Auftreten eines möglichen „Thermal Run-Away“ untersucht. Nur wenn die strengen Vorgaben erfüllt sind, dürfen batte- riebetriebene Geräte für explosionsgeschützte Anwendungen in der Europäischen Union in Verkehr gebracht werden. Die Grundlage für weltweite Zulassungen bietet das IECEx Schema, das Tests nach den international anerkannten IEC Standards vorsieht. Auch diese Prüfungen bietet TÜV NORD CERT im eigenen Labor an – für ungehinderten Marktzugang und sichere batteriebetriebene Geräte in explosionsgeschützten Applikationen. TÜV NORD CERT GmbH [email protected] www.tuev-nord.de/technology The missing link – Druckluftspeicher mit isothermer Prozessführung Die umwelttechnik & ingenieure GmbH (u&i) aus Hannover beschäftigt sich seit über 20 Jahren sowohl mit der Projektentwicklung als auch mit der Planung von Industriekraftwerken. Wir planen und bauen Kraftwerke in der Leistungsklasse zwischen 2 MWth und 400 MWth. Die Energiespeicherung ist im Bereich von industriellen Prozessen seit vielen Jahren ein fester Baustein unseres Tätigkeitsfeldes. Diese Erfahrung ist unser Ansporn, Großspeichertechnologien als notwendigen Schritt parallel zum Gelingen der Energiewende – vor allem in Deutschland –weiter voran zu treiben. Wir entwickeln derzeit ein Druckluftspeicherkraftwerk mit isothermer Prozessführung. Die angestrebte isotherme Prozessführung bedingt eine mehrstufige Verdichtung und eine mehrstufige Expansion. Der gesamte Prozess arbeitet dabei mit vergleichsweise geringen Temperaturniveaus, so dass auf bereits bestehende Technik zurückgegriffen werden kann und die Speicherkosten zu vergleichbaren Ergebnissen wie bei Pump- speichern führen. Zusammen mit unserem Projektpartner KBB Underground Technologie GmbH beabsichtigen wir, diese Technologie zur Marktreife zu entwickeln. Umwelttechnik & ingenieure GmbH [email protected] www.uigmbh.de 28 ENERGIESYSTEME Speicherverluste durch Einrohrzirkulation In diesem Zusammenhang wurde der Effekt der rohrinternen Gegenstromzirkulation oder kurz Einrohrzirkulation (ERZ) am Institut für Solarenergieforschung Hameln untersucht. Bei der ERZ handelt es sich um einen Vorgang, der an Anschlüssen von Warmwasserspeichern und anderen beheizten Elementen zu beachtlichen Wärmeverlusten führen kann. Veranschaulichung der Einrohrzirkulation mit Hilfe von eingefärbtem Wasser in einem Demonstrationsmodell. Die Heizungstechnik benötigt in vielen Fällen eine effektive Wärmespeicherung, die üblicherweise in Form von Warmwasserspeichern erfolgt. Dabei ist es aus ökologischen und ökonomischen Gründen wesentlich, die Wärmeverluste am Speicher zu minimieren. Wenn eine gewollte Strömung warmen Wassers über einen Speicheranschluss beendet wird, kühlt die Rohrleitung sehr viel schneller aus als der Speicher. Durch die Dichtedifferenz schichtet sich das kalte Rohrwasser unterhalb des warmen Speicherwassers ein und „fällt“ in den Speicher, während warmes Speicherwasser in das Rohr nachströmt. Diese als ERZ bezeichnete Strömung führt zu einer zusätzlichen Speicherauskühlung. So können typische Speicherwärmeverluste durch ERZ um etwa 50% höher ausfallen als bei effektiver Verminderung der ERZ, die beispielsweise mit Hilfe von Z-förmigen Rohranschlüssen umgesetzt werden kann. Die Ergebnisse mit Praxisempfehlungen sind in der Broschüre „Wärmeverluste durch Einrohrzirkulation“ zusammengefasst und auch digital unter www.isfh.de im Bereich „Publikationen“ erhältlich. Institut für Solarenergieforschung GmbH Hameln/Emmerthal Dipl.-Ing. Francis Kliem [email protected] www.isfh.de Intelligente Technik im Kindergarten Fußbodenheizung wird nicht erst bei Bedarf erzeugt und die Sonnenenergie der Photovoltaikanlage wird in einer LithiumIonen- Batterie gespeichert. Außerdem ist der Kindergarten mit einer Ladesäule für Elektrofahrzeuge ausgestattet. Im emsländischen Haren ist eine Kindertagesstätte zu einem wichtigen Baustein des intelligenten Energiemanagements in der Stadt geworden. Ermöglicht wurde dies durch eine Kooperation von der Stadt Haren, RWE Deutschland, der Deutschen Bundesstiftung Umwelt und der niederländischen Universität Twente. Der Neubau ist mit einem neuartigen Home Energy Controller ausgestattet, der das Gebäude selbst sowie die Verbrauchsgeräte als Energiespeicher eingesetzt. Haushaltsgeräte passen ihre Betriebszeit an ein Über- oder Unterangebot an Strom an, die Wärme für die Um dies optimal zu nutzen, sammelt ein Home Energy Management (HEM) Informationen von allen intelligenten Geräten, berücksichtigt Wetteraussichten und trifft Entscheidungen, wie die Geräte am besten zum Einsatz kommen. Das technische System, entwickelt von RWE-Ingenieuren und Wissenschaftlern der Uni Twente, kommt im Marienkindergarten erstmals zum Einsatz, soll künftig aber das Energiemanagement mehrerer Häuser gleichzeitig übernehmen. Dabei gilt: Das HEM-System darf nur die Freiheiten nutzen, die der Benutzer ihm gibt. „Die Bewohner eines so ausgestatteten Hauses werden fast gar nicht merken, dass das HEM-System arbeitet. Das Projekt in Haren soll als Vorbild dienen: Wenn möglichst viele Häuser mit intelli- genten und flexiblen Geräten ausgestattet sind, bedeutet das einen großen Schritt hin zu einer energieautarken Region.“, erklärt Roland Hübner, der als RWE-Experte das Projekt begleitet. RWE Deutschland AG Roland Hübner [email protected] www.rwe.com ENERGIESYSTEME 29 Prozess und Anwendungsfelder der Systemlösung Power to Gas. Power-to-Gas: Systemlösung für die Energiewende Ausgangspunkt für die Energiewende in Deutschland sind ambitionierte energiepolitische Ziele der Bundesregierung. Dazu zählt der verstärkte Ausbau der erneuerbaren Energien. Um die fluktuierende Stromerzeugung aus Wind und Sonne in das Energiesystem zu integrieren und gleichzeitig eine gesicherte und wirtschaftliche Energieversorgung zu gewährleisten, sind innovative Lösungen gefragt. Eine besonders vielversprechende ist Power to Gas. Bei Power to Gas wird überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien in erneuerbares Gas umgewandelt. Dies geschieht mittels Wasserelektrolyse: Der Strom zerlegt Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Der auf diese Weise erzeugte erneuerbare Wasserstoff kann bis zu einer Konzentration von derzeit fünf Volumenprozent in die bestehende Erdgasinfrastruktur eingespeist werden. Um größere Mengen erneuerbaren Stroms einzuspeisen, kann aus dem Wasserstoff in einem weiteren Prozessschritt synthetisches Methan erzeugt werden. Die hergestellten Gase sind vielseitig verwendbar, weshalb Power to Gas auch als Systemlösung bezeichnet wird (siehe Abb.). Im Mobilitätssektor eröffnet Power to Gas z. B. die Chance, klimaschädliche CO2-Emissionen zu reduzieren, indem erneuerbar erzeugter Kraftstoff den fossilen ersetzt. Auch in der Industrie kann erneu- erbarer Wasserstoff aus dem Power-toGas-Verfahren fossile Brenn- und Rohstoffe substituieren. Für die Wärmeversorgung kann ein erneuerbarer Brennstoff bereitgestellt werden und fossiles Erdgas ersetzen. Langfristig bietet sich Power to Gas zudem als Speicher für große Energiemengen an, die im Bedarfsfall zeitlich und räumlich flexibel bereitgestellt werden können. Damit Power to Gas für die Energiewende rechtzeitig großtechnisch zur Verfügung steht, sind noch einige Herausforderungen zu überwinden. Denn unabhängig vom noch durch Forschung und Entwicklung zu steigernden Wirkungsgrad der eingesetzten Technologien, verhindert die aktuelle Rechtslage in Deutschland den wirtschaftlichen Betrieb von Powerto-Gas-Systemen. So muss z. B. im Erneuerbare-Energien-Gesetz und im Energiewirtschaftsgesetz klargestellt werden, dass Anlagen zur Energiespeicherung keine Letztverbraucher sind. Andernfalls wird der Strombezug von Power-to-GasAnlagen weiterhin mit entsprechenden Abgaben und Umlagen belastet und ist deshalb unwirtschaftlich. Darüber hinaus müssen Wasserstoff und Methan aus dem Power-to-Gas-Verfahren im Bundesimmissionsschutzgesetz als vollwertige erneuerbare Kraftstoffe anerkannt werden, damit sie eine wichtige Rolle bei der Ent- wicklung klimafreundlicher Mobilitätsstrategien spielen können. Um den Einsatz und die Weiterentwicklung der Systemlösung Power to Gas zu unterstützen, hat die Deutsche EnergieAgentur (dena) die Strategieplattform Power to Gas initiiert. Zusammen mit Partnern aus Wirtschaft, Verbänden und Wissenschaft werden die Bedeutung von Power to Gas für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende im gesamten Energiesystem und die dafür erforderlichen Rahmenbedingungen für den wirtschaftlichen und großtechnischen Einsatz der Systemlösung analysiert und in die energiewirtschaftliche Debatte eingebracht. Hierzu tritt die Plattform mit Vertretern aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft in den Dialog und informiert die Öffentlichkeit. Neue Partner sind in der Strategieplattform willkommen. Interessierte wenden sich an die dena. Weitere Informationen: www.powertogas.info Autoren: Annegret-Cl. Agricola, Andreas Weber Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) Annegret-Cl. Agricola [email protected] www.dena.de 30 ENERGIESYSTEME Die Welt ist im Wandel. Regenerative Energie ist das Gebot der Zeit, aber erst ein System, das in Ergänzung zum gemeinsamen Nutzen zusammenwirkt, kann auch wirtschaftlich nachhaltige Energieversorgung ermöglichen. Das Regenis Synergiekraftwerk bietet ein überzeugendes Systemkonzept. Während die einzelnen Produktionsfelder von regenerativer Energie bekannt sind, ist die spezielle synergetische Vernetzung dieser Technologien unter Berücksichtigung der Speicherbarkeit und Energieverteilung an die Endkunden im Regenis Biosynergiekraftwerk gewinnbringend geregelt. Langfristig soll eine regenerativ nachhaltige Energieversorgung in der Region aufgebaut werden. Der Regenis Bioenergiepark verbindet die regenerativen Energien Windkraft, Biomasse & Solar und erzeugt Strom, Gas und Naturdünger. Die erzeugte Überschussenergie wird in Form der Sekundärenergieträger Biogas, Synthesegas und Wasserstoff in Kavernen zwischengespeichert. Das Startprojekt unseres regionalen Bioenergieparks Artland entsteht in der Gemeinde Menslage. Es sollen in dieser ersten Stufe vier leistungsfähige, hocheffiziente Windkraftanlagen der neuesten Generation aufgebaut werden. Ziel ist es, möglichst viel Strom vor Ort zu erzeugen und regenionale Investoren aus Menslage und Umgebung ins Projekt mit einzubinden. Alle vor Ort erzeugten Gase werden über die Gasringleitung zum Verbraucher transportiert. Die Biogasanlagen werden aus nachwachsenden Rohstoffen, Bioabfällen sowie Gülle und Mist aus der Region gespeist. REW Regenerative Energie Dipl.-Ing. Michael Burke [email protected] www.regenis.de Windenergieforschung – Stärke im Verbund ForWind ist das gemeinsame Zentrum für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen. Eine Stärke von ForWind ist der Transfer von Methoden und Konzepten aus anderen Fachgebieten und Anwendungsfällen in den Bereich der Windenergie. Als universitäres Zentrum bietet ForWind insbesondere die wissenschaftliche Expertise aus der anwendungsorientierten Grundlagenforschung seiner 30 Mitgliedsinstitute. Aufgrund der großen Interdisziplinarität (Bauingenieurwesen, Elektrotechnik, Informatik, Maschinenbau, Meteorologie, Physik, Produktionstechnik, Wirtschaftswissenschaften) stehen eine Vielzahl von sich ergänzenden Methoden und Werkzeugen zur Verfügung, so dass grundlegende Fragestellungen genauso bearbeitet werden wie Forschungsdienstleistungen für die Industrie. Dies bildet zudem die Basis für die forschungsorientierte Lehre in den klassischen Studiengängen oder neu eingerichteten Windenergie-Masterstudiengängen (Windenergieingenieurwesen: Leibniz Universität Hannover; Erasmus Mundus European Wind Energy Master: Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Technische Universität Dänemark, Technische Universität Delft, Technische Universität Norwegen). ForWind ist Teil des Forschungsverbundes Windenergie (FVWE), einer Länder- und Institutionsübergreifenden Forschungsallianz bestehend aus ForWind, dem Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Nordwest sowie dem Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Mit seinen rund 600 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und einer herausragenden Forschungsinfrastruktur unterstützt der FVWE die innovative Weiterentwicklung der Windenergie als tragende Säule einer zukünftigen Energieversorgung. ForWind – Zentrum für Windenergieforschung Dr. Stephan Barth [email protected] www.ForWind.de ENERGIESYSTEME 31 Große Energiemengen saisonal speichern: Stoffliche Energiespeicher Im Zuge der verstärkten Erzeugung von regenerativem Strom aus Windkraft- und Photovoltaik-Anlagen entsteht die technische Herausforderung, ein schwankendes Stromangebot an einen schwankenden Bedarf anzupassen. Hierfür werden Energiespeicher benötigt. Für eine langfristige Speicherung großer Energiemengen ist die volumetrische Energiedichte des Speichermediums eine entscheidende Größe. Stoffliche Energiespeicher, wie z.B. synthetisch hergestellte flüssige Kraftstoffe (Benzin, Diesel), erreichen dabei Spitzenwerte. Am CUTEC besteht deshalb ein besonderes Interesse an der Prozesskette von der Wasserstoffgewinnung mittels Elektrolyse bis zur Herstellung solcher Kohlenwasserstoffe. Seit über 10 Jahren beschäftigen wir uns mit der Synthese von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus Wasserstoff und kohlenstoffhaltigen Gasen (z.B. CO, CO2) mittels der Fischer-Tropsch-Synthese. Dazu stehen am CUTEC zwei Syntheseanlagen unterschiedlicher Größenordnung zur Verfügung. Während die Versuchsanlage primär zur Untersuchung von Katalysatoren und für die Entwicklung und Optimierung von Betriebsführungsstrategien genutzt wird, können an der zweistufigen Technikumsanlage das Verhalten einer industriellen Produktionsanlage untersucht und ausreichende Mengen für Prüfstandsuntersuchungen erzeugt werden. Ergänzend stehen umfangreiche Analysemethoden für die quantitative und qualitative Charakterisierung, aber auch ein Motorund ein Brennstoffzellenprüfstand für die praktische Erprobung der Energieträger zur Verfügung. Aktuelle Informationen zu unseren Projekten und Anlagen sowie zu unseren vielfältigen Forschungsthemen erhalten Sie auf unserer Homepage www.cutec. de. Oder nehmen Sie direkt Kontakt zu uns auf! ,QIRUPDWLRQHQ 5HVVRXUFHQ (QHUJLH CUTEC-Institut GmbH Dr.-Ing. Andreas Lindermeir [email protected] www.cutec.de COMSOL Multiphysics: Die innovative Simulationsplattform COMSOL, ein weltweit agierendes Unternehmen, stellt im Bereich Produktdesign und Forschung eine Simulationssoftware für technische Unternehmen, Forschungslabore und Universitäten her. Das Hauptprodukt COMSOL Multiphysics® ist eine Software zur Modellierung physikalischer Systeme, insbesondere gekoppelter und multiphysikalischer Phänomene. Der modulare Aufbau ermöglicht den Zuschnitt auf individuelle Anwendungen, Schnittstellen zu gängigen CAD- und Berechnungswerkzeugen erlauben die Integration von COMSOL Multiphysics in die vorhandene SoftwareStruktur. In Kooperation mit Fujitsu bietet die COMSOL Multiphysics GmbH darü- ber hinaus mit dem Programm RTG+ im Bereich „High Performance Computing“ eine kombinierte Lösung aus Software, optimierter Hardware und erweiterten Serviceleistungen an. Weitere Informationen finden Sie unter www.comsol.de. Zahlreiche Beispiele, wie multiphysikalische Simulation die Produktentwicklung und den Design-Prozesses positiv beeinflusst, können Sie jetzt in den COMSOL News 2014 nachlesen, z.B. wie Ingenieure bei Boeing COMSOL Multiphysics zur Untersuchung der thermischen Ausdehnung in Verbundstoffen, die über 50% der äußeren Flugzeughülle ausmachen, einsetzen. Außerdem ist Simulation we- sentlich für die NASA bei der Entwicklung der lebenserhaltenden Systeme, die Astronauten im Weltall mit Atemluft und Trinkwasser versorgen. Das komplette Magazin erhalten Sie unter www.comsol.de/offers/comsolnews14 . Comsol Multiphysics GmbH Dr. Sonja Weinbrecht [email protected] www.comsol.de 32 ENERGIESYSTEME Mehrstufige Reaktorsysteme Anaerob-Reaktor • Aeranox Reaktor • • • • Abbau organisch hochbelastbarer Abwässer Biogaserzeugung zur Gewinnung von Wärme und elektrischer Energie Sehr hohe Biogasausbeute durch zweistufigen Prozess Stickstoffelimination mit Phosphorentfernung Besondere Merkmale des Anaerob-Reaktors Der Reaktor dient zum biologischen Abbau organisch hoch belasteter Abwässer bei gleichzeitiger Produktion von Methangas. Er wird in Stahlbauweise als zweistufiger Schlaufenreaktor erstellt. Nach Beschickung der innenliegenden ersten Stufe (3) mit Rohsubstrat findet eine Hydrolisierung und Vorversäuerung organischer Verbindungen durch Mikroorganismen statt. Durch die Ringspaltverbindung (6) zwischen der ersten und zweiten Stufe tritt während der Beschickung eine äquivalente Menge vorversäuerten Substrates in die zweite Stufe (10) über, in der durch weitere Mikroorganismenaktivität aus den zuvor gebildeten organischen Säuren Essigsäure und daraus schließlich Methangas gebildet wird. (1) Substratzufuhr (2) Beschickungsdrüse (3) Hydrolyse- und Vorversäuerungsstufe (4) G asraum der Hydrolyse- und Vorversäuerungsstufe (5) Wärmetauscher (6) Ringspalt (7) Wärmespalt (8) Kerzenbelüfter (9) Biogaseinpressung (10) Methanisierungsstufe (11) Biogasspeicherraum (12) Rohrleitung zur Biogasnutzung (13) Verdichter für Biogaseinpressung (14) Reaktorablauf (15) V ersorgungsleitung für Wärmetauscher Dir erforderlichen Prozesstemperaturen liegen bei 30°C in der ersten und bei 35°C in der zweiten Stufe. Die Substrataufheizung auf Prozesstemperatur erfolgt in beiden Stufen über spezielle, als Leitkörper ausgebildete Wärmetauscher (5) (7), die in der jeweiligen Reaktorstufe eine interne thermische Substratumwälzung gewährleisten. Zusätzlich findet durch Verwendung einer besonderen Düsenvorrichtung (2) während der Beschickung in der ersten Stufe eine intensive Substrateinmischung bei gleichzeitiger Auflösung eventuell gebildeter Schwimmdecken statt. In der zweiten Stufe erfolgt eine äußerst schonende hydraulische Substratumwälzung durch Biogaseinpressung nach dem Mammutpumpenprinzip (9). Darüber hinaus wird durch Kerzenbelüftung (8) einer möglichen Sinkschichtenbildung entgegengewirkt. Der im Reaktorkopf befindliche Gasraum (11) dient der Gasspeicherung und kann ohne Beeinflussung des Faulraumvolumens mit einem Überdruck bis zu 1 bar beaufschlagt werden. Die mit dem Reaktor erzielbaren Gasausbeuten sind außerordentlich hoch, Gasbildungsraten von 759 l/kg organischer Trockensubstanz sind nachweislich schon erbracht worden, wobei das erzeugte Biogas fast frei von Schwefelwasserstoff ist und einen Heizwert von 7-8 kWh/m³ aufweist. Der erreichbare CSB-Abbaugrad ist substratabhängig und beträgt max. 98%. ENERGIESYSTEME Biogasanlage mit kaskadierten Anhybrobreaktor: Reaktorsystem für mesophil-thermophile Betriebsweise 1. Prozessraum Wasserstoffbildung 2. Prozessraum Methanbildung 3. Mammutpumpen mit Sattelaufsatz 4. Wärmeaustauscher Prozessraum 2. Stufe 5. Begasungskopf mit Elektromodulen 6. Aufbereitungsanlage biogene Rohstoffe 7. Maischbehälter mit Schneidwerkzeug 8. Behälter für organisches Substrat 9. Wärmeaustauscher Recycling Prozessenergie 10. Sammelbehälter für abgebautes Substrat Biogasanlage mit kaskadierten Anhyrobreaktor: Reaktorsystem für mesophile – mesophile Betriebsweise 1. Prozessraum Wasserstoffbildung 2. Prozessraum Methanbildung 3. Mammutpumpen mit Wärmetauscher 4. Begasungskopf mit Elektromodulen 5. Aufbereitungsanlage für Rohstoffe 6. Maischbehälter mit Schneidwerkzeug 7. Substratbehälter für Abwasser 8. Sammelbehälter für Gärsuspension Heinz Harrendorf VDI DiplomIngenieur für Energie und Umwelt Heinz Harrendorf [email protected] 33 34 ENERGIESYSTEME Green Hydrogen From Waste Im Rahmen der Diskussion um die Energieversorgung der Zukunft kristallisiert sich Wasserstoff als Ersatz für fossile und nachwachsende Kohlenwasserstoffe als wahrscheinlichste Alternative heraus. Gleichzeitig schieben wir ein Entsorgungsproblem für mit Teeröl behandelte Althölzer vor uns her. Die Termocon GmbH hat sich auf die Fahne geschrieben, aus der Not eine Tugend zu machen und belastete Alt- und Resthölzer in einem Thermolysereaktor unter Sauerstoffausschluss durch Hitze zu cracken, das heisst, das vollständige Aufbrechen aller Kohlenwasserstoffverbindungen, sowohl die des Holzes als auch die des Teeröls. Als Produkte entstehen bei diesem Prozess hochreiner Kohlenstoff und ein Thermolysegas mit einem Masseanteil von bis zu 30 % Wasserstoff, der hochrein separiert werden kann. Das Thermolysegas verfügt selbst nach der Separierung des Wasserstoffs über einen ausreichend hohen Heizwert, um ein konventionelles Blockheizkraftwerk wirtschaftlich zu betreiben. So gesehen wird ein Entsorgungsproblem ohne die üblichen Nebenprodukte der Verbrennung gelöst und aus hochbelasteten Abfällen ein Mix aus hochprofitablen Wirtschaftsgütern erzeugt. Der zu entsorgende Abfall reduziert sich durch dieses Verfahren auf wenige Kilogramm pro Tonne Ausgangsmaterial. Das Verfahren als solches läuft seit mehreren Jahren im Dauerbetrieb. Die auf die Optimierung des Wasserstoffertrags konzipierte Anlage wird zur Zeit in Raum Schaumburg errichtet mit dem Ziel, grünen Wasserstoff zu generieren bei vollständigem Verzicht auf fossile und atomare Energien und CO2 Neutralität. Termocon GmbH K-H Flatow [email protected] Westnetz erprobt Speichertechnologien in lokalen Netzen Der neuartige elektrochemische Speicher wird im Versuchsprojekt Smart Operator bereits erfolgreich getestet und sorgt für eine bessere Integration von Strom aus Solaranlagen Die Energiewende findet in Verteilnetzen statt, denn hier sind ein Großteil der Photovoltaik-, Wind- und Biomasseanlagen angeschlossen. In diesen Verteilnetzen entstehen daher im Rahmen der Energiewende auch große und (im wahrsten Sinne des Wortes) spannende Herausforderungen, um die Fluktuation der Einspeisung aus Sonne und Wind und die damit einhergehende Belastungsschwankung in den Netzen auszugleichen und die Net- ze entsprechend auszubauen und anzupassen. Die Westnetz GmbH als RWE Verteilnetztochter und größter Verteilnetzbetreiber in Deutschland stellt sich diesen Herausforderungen und ist mit 13 Standorten, davon je einem in Bad Bentheim und Osnabrück, in den Regionen vertreten. Die Integration der erneuerbaren Energien wird auch mit dem Thema „Speicher“ aktiv vorangetrieben. So wurde ein Technik-Center Netzspeicher ge- gründet, das sich um neue Projekte und Technologien kümmert und die bestehenden und zukünftigen Erfahrungen aus Speichern im Verteilnetz bündeln soll. Aktuell entsteht in Ibbenbüren eine Power2Gas-Anlage die Überschussstrom in Wasserstoff umwandelt. An verschiedenen Stellen sind in das Stromnetz Biogasspeicher und größere Batterien integriert, die für einen flächendeckenden Einsatz getestet werden. Innovationen wie diese werden gebündelt in Projekten wie dem RWE-Projekt „SmartStations – Intelligente Netzkonzepte für Niedersachsen“. Dahinter stecken eine Reihe innovativer Projekte und intelligenter Technologien, die die Energiewende voranbringen. Westnetz GmbH Dr. Stefan Nykamp [email protected] www.westnetz.de ENERGIESYSTEME Nächste Ausgabe April 2015 Sie haben eine interessante Titelstory? Sie sind auf der Suche nach Publikationsmöglichkeiten für Ihre Projektergebnisse? Kontaktieren Sie uns! [email protected] Herausgeber: Landesinitiative Energiespeicher und -systeme Niedersachsen c/o innos - Sperlich GmbH Bürgerstraße 44/42 · 37073 Göttingen Tel. +49 551 900 499-0 Fax +49 551 900 499-49 [email protected] www.energiespeicher-nds.de 35 Layout/Konzeption: innos - Sperlich GmbH www.innos-sperlich.de Die Bildrechte liegen bei den jeweiligen Autoren der Texte und dürfen nicht ohne deren Erlaubnis verwendet werden. Die Inhalte dieses Magazins werden mit größtmöglicher Sorgfalt erstellt. Die Redaktion übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der bereitgestellten Inhalte. Namentlich gekennzeichnete Beiträge geben die Meinung der jeweiligen Institution wieder. Die Rechte für Inhalte und Darstellungen unterliegen dem deutschen Urheber- und Leistungsschutzrecht. Titelbild: © enercity Einfach Wärme speichern und sparen. Intelligent Quantum Keine Angst vor der Energiewende … vor allem, wenn jeder von ihr profitieren kann! Wie wäre es, Sonnenenergie auf effiziente Weise speichern zu können – und dabei richtig Geld zu sparen? Genau dafür haben wir Intelligent Quantum entwickelt: ein innovatives elektrisches Speicherheizgerät, das seiner Zeit voraus ist – vor allem im Verbund mit unserem schlauen Smart Eco System. So lassen sich die Energiekosten um bis zu 25 Prozent senken.* Die Neueinrichtung lohnt sich: auch im Vergleich zu Gas- oder Ölheizanlagen. Einfach überzeugen lassen: www.dimplex.de/IQ Smart Eco System Einfach Mehr Effizienz * Im Vergleich zu einer bestehenden Speicherheizanlage. Näheres zu den Einsparpotentialen unter www.dimplex.de/IQ
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