ENsource

ZAFH ENsource - Zentrum für angewandte Forschung Urbane ENergiesysteme und Ressourceneffizienz (2. Förderphase)

Projektkoordination: Hochschule für Technik Stuttgart (Prof. Dr. habil. Ursula Eicker)
Förderzeitraum: 01.01.2019 - 31.12.2020
Zuwendungsgeber: Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK), Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)

Der Forschungsverbund ENsource (www.ensource.de) entwickelt urbane Simulations-, Automatisierungs- und Optimierungstools mit zugehörigen Geschäftsmodellen und erprobt diese in Praxis-Fallstudien aus dem industriellen, gewerblichen und kommunalen Bereich. Dazu kooperieren acht forschungsstarke Hochschulen, zwei Universitäten, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW) mit Kommunen und assoziierten Partnern aus der Wirtschaft.

Urbane Energiesysteme lassen sich systemisch als hochkomplexe Strukturen charakterisieren. Sie sind gekennzeichnet durch ein Netzwerk aus Erzeugern, Verbrauchern, Wandlern, Speichern und Verteilern. Mit der zunehmenden Dezentralisierung der Erzeugung, die zudem auch mehr und mehr durch Fluktuationen geprägt sein kann, nimmt der Bedarf an einer intelligenten Vernetzung dieser Akteure im Energiesystem zu. Um möglichst hohe Anteile Erneuerbarer Energien bei maximaler Energieeffizienz einbinden zu können, sind intelligente Kommunikations- und Steuerungssysteme nötig. Eine innovative und effiziente Kombination von elektrischen und thermischen Netzen sowie Speichern wird ebenfalls durch neue technologische Ansätze verfolgt. Hierzu dient auch die Aktivierung von Flexibilisierungsoptionen auf der Verbraucherseite, das sogenannte Demand-Side-Management. Dieses setzt eine genaue Kenntnis der Struktur und des zeitabhängigen Bedarfs auf Verbraucherseite voraus und muss durch umfangreiche Prozessanalysen und die Einbindung der Verbraucher erarbeitet werden. Durch Forschung und Demonstration auf diesen Gebieten leistet ENsource einen Beitrag, zukunftsfähige und (ressourcen-) effiziente Lösungen für urbane Energiesysteme bereitzustellen und Umsetzungsbarrieren abzubauen.

Bild: Ergebnis der zeitlich hochaufgelösten Modellierung für die Fallstudie Mainau: Bedarfsdeckung des Strombedarfs in einer Woche im Frühling im Jahr 2018 (oben) und in einem Zukunftsszenario (unten)

Im Rahmen des ZAFH ENsource arbeiten wir insbesondere an folgenden Themen:

• Definition von Schnittstellen zwischen verschiedenen Simulations- und Optimierungswerkzeugen und Kopplung dieser Werkzeuge für die holistische Modellierung von Stadtquartieren
• Untersuchung einer Kopplung von Ressourcenaufwandsbewertungen und Energiesystemmodellen
• Verbesserte Abbildung von Power-to-X Technologien im Energiesystemmodell KomMod
• Mitarbeit im Rahmen der Fallstudie „Insel Mainau“ – Biomasse als intelligentes Medium für die Energiespeicherung und -bereitstellung (Wärme, Strom, Kraftstoff) in komplexen Energiesystemen mit stark schwankenden Lastprofilen
• Technoökonomische Analyse von Power-to-X-Prozesskonzepten auf Basis von Biomasse zur Erzeugung synthetischer und nachhaltiger Kraftstoffe im Rahmen der Fallstudie „Insel Mainau“
• Herstellung von Katalysatoren aus Biomasse über das Verfahren der Hydrothermalen Karbonisierung (HTC)