Das Energiesystem der Zukunft entwerfen.

Programmüberblick

Unsere künftige Energieversorgung soll CO2-neutral, bezahlbar und sozialverträglich sein. Mit dem Programm „Energiesystemdesign“ wollen wir dafür die Weichen stellen und einen maßgeblichen Beitrag leisten, um den Wandel zu einem nachhaltigen globalen Energiesystem zu vollziehen.

Unser ganzheitlicher Ansatz: Wir begreifen die Transformation des Energiesystems als komplexen Prozess, der nicht nur innovative Technologien umfasst, sondern auch zahlreiche gesellschaftliche Akteure betrifft. Unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen ethische, gesellschaftliche, politische, ökonomische, technologische und umweltbezogene Aspekte dieses Wandels und leiten daraus konkrete Vorschläge ab, wie der Umbau umfassend gelingen kann.

Unser Ziel ist, ein integriertes Energiesystem zu entwickeln: Energie wird in verschiedenen Formen gespeichert und transportiert; intelligente Verteilungsnetze steuern die Energieströme; Verbraucher werden zu Energieerzeugern und können selbst Strom ins Netz einspeisen. Unsere Forscherinnen und Forscher entwerfen alle dafür erforderlichen Methoden und Technologien – von smarten Wohnquartieren und Stadtteilen bis zu digital gesteuerten europäischen Übertragungsnetzen.

Mit diesen gebündelten Kompetenzen wollen wir zu einer ganzheitlichen Transformation des Energiesystems bis zum Jahr 2050 und darüber hinaus beitragen. Wir beziehen Interessengruppen, politische Entscheidungsträger und die breite Öffentlichkeit in diesen Prozess ein, indem wir zum Beispiel neue Technologien systemisch bewerten und Modelle, Methoden und Werkzeuge für die Gestaltung und den Betrieb von Energiesystemen zur Verfügung stellen. In Reallaboren arbeiten wir gemeinsam mit der Gesellschaft an aktuellen Themen wie Stadtentwicklung, Nachhaltigkeit und Mobilität. Zusammen mit Partnern aus der Industrie entwickeln wir Lösungen, um unsere Ergebnisse schnell in die Anwendung zu bringen.

Eine wichtige Rolle für unsere Forschung nehmen die Forschungsinfrastrukturen der beteiligten Helmholtz-Zentren ein. Die Labore „Energy Lab 2.0“, „Living Lab Energy Campus“ und „NESTEC“ untersuchen die technische Machbarkeit neuer Ansätze auf Systemebene. Sie koppeln Energienetze und Komponenten, die mit echter Hardware unter kontrollierten Bedingungen betrieben werden können. Hinzu kommen große Software-Plattformen, die zum Beispiel Modelle für Energiesysteme erstellen oder verschiedene Szenarien je nach Wetterlage simulieren.

Überblick:

  • Im Programm „Energiesystemdesign“ wollen wir das integrierte Energiesystem der Zukunft gestalten.
  • Dazu verfolgen wir einen ganzheitlichen Ansatz und beziehen ethische, gesellschaftliche, politische, ökonomische, technologische und umweltbezogene Aspekte in ihre Arbeit ein.
  • Unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bewerten neue Technologien und stellen Modelle, Methoden und Werkzeuge für die Gestaltung und den Betrieb des künftigen Energiesystems zur Verfügung.
  • Interessengruppen, politische Entscheidungsträger und die breite Öffentlichkeit werden in den gesamten Transformationsprozess integriert.

Topics:

Weitere beteiligte Helmholtz-Zentren:

Deutsches Institut für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Forschungszentrum Jülich (FZJ)
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB)

Forschungsbereich Energie @ HGF

 

NEWS

In der Leitwarte des Smart Energy System Control Laboratory (SESCL) im Energy Lab 2.0 am KIT werden Daten aus Energiesystemsimulationen visualisiert.Markus Breig, KIT
November 2022: Neue Dateninfrastruktur für die Energiesystemforschung

Mit der Energiewende kommt auch die Digitalisierung: Um das vernetzte und klimaneutrale Energiesystem der Zukunft mit allen seinen Komponenten aufzubauen und zu steuern werden Unmengen an Daten benötigt. Mit der neu etablierten Nationalen Forschungsdateninfrastruktur für die interdisziplinäre Energiesystemforschung (nfdi4energy) sollen nun Austausch und Zugänglichkeit solcher Datensätze erleichtert und dadurch die Forschung beschleunigt werden.

KIT News
ederal Research Minister Bettina Stark-Watzinger (second from the left) started the simulation at KIT’s Energy Lab 2.0.Amadeus Bramsiepe, KIT
Oktober 2022: Energiesystem der Zukunft: Bundesforschungsministerin startet Großsimulation am KIT

Mit dem Ziel der Klimaneutralität vor Augen, haben Forschende im Energy Lab 2.0 am KIT einen detaillierten „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. Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger startete die Simulation bei ihrem Vor-Ort-Besuch.

Presseinformation 096/2022
Banner WorkshopFZ Jülich
2ter internationaler Workshop zu "Open Source Modelling and Simulation of Energy Systems"

Von 27. bis 29. März 2023 findet der zweite internationale Workshop zum Thema "Open Source Modelling and Simulation of Energy Systems"  in Aachen statt. Die Fristen für die Abgabe eines Papers oder die Registrierung zum Workshop sind dem folgenden Link zu entnehmen.

Workshop-Webseite
Power gridKIT
September 2022: Stromversorgung - Instabile Netze verstehen

Neue Leitungen können Stabilität verringern – Forschende präsentieren Vorhersageinstrument in der Zeitschrift Nature Communications.

Presseinformation 086/2022
Holger HanselkaKIT
September 2022: "Entscheidend ist, wie der Winter wird"

Bei einem milden Winter hält Holger Hanselka, Präsident des KIT und Helmholtz-Vizepräsident für den Forschungsbereich Energie es für wahrscheinlich, dass es keine Engpässe geben wird. Für einen sehr kalten Winter müsse man schon jetzt Szenarien entwickeln. Mittel und langfristig sieht er großes Potenzial in der Geothermie.

Helmholtz Interview
StromnetzMartin Lober / KIT
September 2022: Schwankenden Strombedarf und -verbrauch besser vorhersagen

Ein datengetriebenes Lastmodell, das Forschende des KIT entwickelt haben, soll die Planung und den Betrieb von Stromnetzen stabiler und günstiger machen.

KIT News