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Die Spitze eines Freileitungsmastes im leicht bewölktem Himmel von unten aufgenommen

Forschung & Entwicklung

Innovationen sind unerlässlich für die Energiewende.

Wie können wir Strom aus erneuerbaren Energien in großen Mengen für sonnen- und windarme Tage speichern? Wie kann man Stromleitungen so betreiben, dass sie durch die vielen neuen Wind- und Solarparks nicht aus der Balance geraten? Wie können Elektroautos nutzerfreundlicher werden?

Bereits diese Beispiele zeigen, dass die neue Energiewelt vielfältige Herausforderung mit sich bringt. Noch sind viele Fragen bei der praktischen Umsetzung der Energiewende ungeklärt. Soll die Neuausrichtung der Energieversorgung gelingen, braucht Deutschland Antworten.

Konkret heißt das: neue Ideen und Technologien, die den veränderten Anforderungen Rechnung tragen. Die Forschung und Entwicklung für die EnergieZukunft spielt dabei eine Schlüsselrolle.

Speicher liefern erneuerbare Energie, wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht.

Distanzaufnahme Windkrafträder ragen in einen leicht bewölkten azurblauen Himmel

Die EnergieZukunft in Deutschland ist grün. Eine Herausforderung ist, dass man weder die Sonne noch den Wind steuern kann. Ob und wie die Sonne scheint oder der Wind weht, ist witterungsabhängig und damit nur bedingt vorhersehbar. Unternehmen, Haushalte und öffentliche Einrichtungen brauchen aber verlässlich zu jeder Zeit Energie.

Die Energieversorgung der Zukunft setzt deshalb auf Speicher, die den Stromüberschuss aus Wind- und Sonnenkraft für Phasen mit großem Strombedarf vorhalten. Derzeit sind Pumpspeicherkraftwerke die gebräuchlichste Speicherform. Allerdings reichen die vorhandenen Kapazitäten bei weitem nicht aus, um ganz Deutschland zu versorgen. Deshalb suchen Wirtschaft und Wissenschaft nach weiteren Speicher-Lösungen für die regenerativen Energien.

HYPOS: Erneuerbare Energien werden als Wasserstoff und Erdgas gespeichert

Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany, kurz HYPOS, ist ein Speicher-Forschungsprojekt, an dem sich die enviaM-Gruppe beteiligt. Ziel ist es, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien wirtschaftlich und verbraucherfreundlich zu speichern.

Die Idee ist, Wind- und Solarstrom durch Elektrolyse in Wasserstoff umzuwandeln. Kavernen speichern den Wasserstoff bis er benötigt wird, zum Beispiel zum Antrieb von Fahrzeugen mit Brennstoffzellen.

In einem weiteren Schritt wird Wasserstoff mit Kohlendioxid versetzt, um Erdgas zu erzeugen, das in Erdgasspeichern vorgehalten werden kann. Fragen Unternehmen, öffentliche Einrichtungen und Haushalte besonders viel Strom nach, kann das gespeicherte Erdgas auch wieder in Strom zurück verwandelt werden.

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Intelligente Netze bringen die großen Mengen an Solar- und Windstrom zuverlässig zum Verbraucher

Ein einzelner Freileitungsmast auf einer Wiese unter dunkelblauem Himmel

Die Stromversorgung in Deutschland wird mit der Energiewende komplexer. Der Trend geht weg von wenigen großen Kraftwerken hin zu vielen kleinen dezentralen Anlagen, die vornehmlich Strom aus erneuerbaren Energien erzeugen. Die Netze müssen an den Wandel der Stromerzeugung angepasst werden, da sie dafür nicht ausgelegt sind.

Gefragt sind neben neuen auch intelligente Netze. Die sogenannten Smart Grids sollen Stromerzeugung, -transport, -speicherung und -verbrauch aus erneuerbaren Energien bestmöglich ausbalancieren.

Ziel ist es, jederzeit eine sichere Stromversorgung zu gewährleisten und die Kosten für den Ausbau der Netze so gering wie möglich zu halten.

Elektromobilität heißt klimaschonender Fahrspaß

BMW i3 auf einer Wiese vor einem Windrad

Geht es nach dem Willen der Bundesregierung, fahren bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen. Im Gegensatz zu Hybridfahrzeugen kommen sie ganz ohne Verbrennungsmotor aus und sorgen so für klimaschonenden Fahrspaß.

Allerdings sind Elektroautos derzeit kaum eine Alternative zu herkömmlichen Automobilen mit Verbrennungsmotor. Ihre Reichweite ist gering, ein flächendeckendes Netz von Schnellladesäulen fehlt, und die Ladezeiten sind noch zu lang. Im Mittelpunkt der Forschung steht deshalb die Entwicklung leistungsfähiger Akkus und der Ausbau der Ladeinfrastruktur mit Schnellladesäulen. Darüber hinaus arbeiten Unternehmen und Wissenschaft an einer intelligenten Einbindung von Elektrofahrzeugen in das Stromnetz.

FAST Study Europe

Ziel des Projektes FAST-E ist es, Zentraleuropa mit einer bedarfsgerechten Ladeinfrastruktur zu vernetzen und ein einheitliches Autorisierungs- und Bezahlsystems zu etablieren. Das Konsortium setzt sich aus namhaften Automobilherstellern und Betreibern von Ladeinfrastruktur zusammen. Das Projekt wird von der Europäischen Kommission gefördert. 

sMobiliTy:COM und sMobiliTy in Thüringen

sMobiliTy:COM ist das Folgeprojekt von "Smart Mobility in Thüringen (sMobiliTy)". Im Rahmen des ersten Forschungsprojekts wurde eine Software- und Systemplattform für Elektromobilität entwickelt, in der bestehende Systeme wie Verkehr, Fahrzeug und Stromnetz kombiniert wurden.

Unternehmen der enviaM-Gruppe arbeiteten  an einem intelligenten Last- und Lademanagement. Dafür wurde eine intelligente Steuerbox entwickelt, die mit Hilfe der Langwellenübertragung das Elektrofahrzeug gesteuert auflädt.

Bei sMobiliTy:COM stellen wir einen netzdienlichen Anschluss für Elektrofahrzeuge her, der dynamisch die Ladeleistung steuert und optimiert. Er bildet die Grundlage, um Elektrofahrzeuge künftig einfach und bundeseinheitlich in das Stromnetz einzubinden. Im gleichen Zug wird ein attraktives Fahrstromprodukt entwickelt, bei dem lokal und regional erzeugter Ökostrom zum Einsatz kommt und die Wirtschaftlichkeitsschwelle von Elektrofahrzeugen senkt.

Ein Überblick: Aktuelle Forschungsprojekte der enviaM-Gruppe für die EnergieZukunft

Die enviaM-Gruppe hat viele weitere Ideen, wie die EnergieZukunft für Ostdeutschland zu gestalten ist. Die folgende Grafik gibt einen Überblick über die aktuellen Forschungs- und Entwicklungsprojekte des Unternehmensverbundes.

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