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KIT simuliert Energiesystem der Zukunft

31.10.2022 – Forschende im Energy Lab 2.0 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben einen Digitalen Zwilling des deutschen Energiesystems aufgebaut. Unter realer Einbindung von Zukunftstechnologien wie Solarpark, Netzspeicher oder Power-to-X-Anlagen nutzen sie diesen nun, um virtuell das Energiesystem der Zukunft mit all seinen Komponenten zu testen.

Die Forschung am Energy Lab 2.0 soll klären, wie ein klimaneutrales und resilientes Energiesystem konstruiert sein sollte und wie es sich sicher und stabil steuern lässt. Die Simulation basiert auf erneuerbaren Energien sowie einem geschlossenen Kohlenstoffkreislauf – also auf einem Energiesystem wie es nach den Plänen der Bundesregierung im Jahre 2045 Wirklichkeit sein soll.

KIT Energy Lab 20

Start der Simulation am Energy Lab 2.0 (v. l. n. r.): Prof. Michael Decker, Leiter des Bereichs Informatik, Wirtschaft und Gesellschaft des KIT; Bettina Stark-Watzinger, Bundesministerin für Bildung und Forschung; Prof. Thomas Hirth, Vizepräsident für Transfer und Internationales des KIT; Michael Theurer, Parlamentarischer Staatssekretär beim Bundesminister für Digitales und Verkehr; Prof. Andrea Robotzki, Leiterin des Bereichs Biologie, Chemie und Verfahrenstechnik des KIT. Foto: Amadeus Bramsiepe, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Energy Lab 2.0: Versuchsfeld für die Sektorenkopplung

Das Energy Lab 2.0 ist laut KIT Europas größte Forschungsinfrastruktur für erneuerbare Energien und Sektorenkopplung. Hier entstehen unter anderem leistungsstarke Modelle, mit denen ein flexibles Zusammenspiel von elektrischen, thermischen und chemischen Energieträgern realitätsnah simuliert werden soll. So wird die intelligente Vernetzung von zukünftigen Wasserstoffinfrastrukturen oder geplanten Windparks mit realen Power-to-X-Anlagen, Energiespeichern und anderen Energiesystemkomponenten schon heute eingeübt.

Auf dem Campus zur Verfügung stehen unter anderem ein Solarfeld und Geothermie, innovative Energiespeicher, Power-to-X-Anlagen, Wohnhäuser, Elektroautos – und viel Rechenpower. In den nächsten Jahren soll hier eine neue Generation von Fachleuten lernen, das vernetzte Energiesystem der Zukunft sicher durch Dunkelflauten und Cyber-Angriffe zu fahren.

Testfeld für Wissenschaft, Wirtschaft und Politik

Bei der Technologieentwicklung spannt die Forschung am Energy Lab 2.0 den Bogen von der Grundlagenforschung bis zu fertigen Prototypen. Ob Anlagen zur Produktion von Treibstoffen aus erneuerbarer Energie und dem CO2 der Umgebungsluft, Redox-Flow-Großspeicher oder Fertigungsstrategien für diverse Schlüsselkomponenten – vieles kann hier fertig entwickelt von Unternehmen gekauft und produziert werden.

Laut KIT kann die Industrie die Simulationswerkzeuge nutzen, um Energiesystemkomponenten aus eigener Entwicklung oder Kooperationsprojekten in realistischer Umgebung zu testen. Für die Politik wiederum steht das Energy Lab 2.0 als Reallabor zur Verfügung: Hier kann etwa rasch überprüft werden, wie der Wegfall von Gaslieferungen aus Russland durch erneuerbare Energien oder Einsparungen abgefedert werden kann oder wie ein Hochfahren der Wasserstoffwirtschaft technisch organisiert werden sollte. (ds)

www.kit.edu