Fraunhofer IBP und IWES als Wegbereiter ins Zeitalter der regenerativen Energien

Nicht nur der Ausstieg aus der Atomenergie, sondern auch ein konsequenter Aus- und Umbau der Energieversorgung leiten die Energiewende ein. Es gilt, den notwendigen Transformationsprozess in eine nachhaltige Energieversorgung zu beschleunigen. Wegbereiter für diesen Umbauprozess sind u. a. das Fraunhofer IBP und das Fraunhofer IWES, die Forschungsarbeiten während des ISES Solar World Congress 2011 vom 28. August bis 1. September in Kassel an ihrem Gemeinschaftsstand zeigen.

Die Herausforderung liegt darin, den Energiebedarf Deutschlands auch künftig möglichst ohne Einschränkungen zu decken, ohne dabei das Klimaziel aus den Augen zu verlieren. Tragende Säulen dieses Prozesses sind der vermehrte Einsatz von erneuerbaren Energien und weitreichende Energieeffizienzmaßnahmen. Der Einsatz fossiler Energieträger zur Strom- und Wärmeerzeugung muss minimiert und Strom aus Kernkraftwerken ersetzt werden.

Kernbausteine für das künftige Energiesystem sind demnach energieeffizientes Bauen sowie die Integration von erneuerbaren Energien und Elektromobilität. Dies gelingt z. B. mit Hilfe von Plusenergiehäusern sowie intelligenten Gebäuden und Versorgungsstrukturen. Innovative Netzregelverfahren, dezentrales Energiemanagement und moderne Speichertechnologien ermöglichen es, den Anteil erneuerbarer Stromerzeugung zu erhöhen.

CO2-Emissionen sollen bis 2050 um 80 Prozent gegenüber dem Vergleichsniveau von 1990 reduziert werden. Ziel ist, konsequent Energie einzusparen und auf emissionsarme regenerative Energiequellen zu setzen. Energieeffizienz im Gebäudebereich spielt dabei eine zentrale Rolle. Knapp 40 Prozent der bundesweit in Gebäuden verbrauchten Energie werden allein für Heizung, Kühlung und Warmwasser sowie Beleuchtung aufgewendet. Dabei fallen Altbauten besonders ins Gewicht. Es gibt allein im deutschen Gebäudebestand mehr als 12 Mio. Altbauten, die ca. 95 Prozent des Endenergieverbrauchs von Bauten verursachen – diese gilt es dringend zu sanieren!

Ein solch umfassender Umbau bietet große Chancen: Die Energiewende erfordert die Entwicklung neuer und die Weiterentwicklung bestehender Technologien für die Erzeugung, die Speicherung und den Transport von Energie. Fraunhofer-Wissenschaftler arbeiten an ausgeklügelten Lösungen und komplexen Technologien, um den Umbau der Energieversorgung zu bewerkstelligen. So wird an innovativen Komponenten für die minimalinvasive Sanierung, bei der ein Gebäude ohne größere Störungen der Bewohner grundsaniert werden kann, oder auch an ökonomischen und

ökologischen Konzepten für Städte auf dem Weg zur »Smart City« in eine nachhaltige und umweltbewusste Energiezukunft geforscht und entwickelt! Urbane Zentren in eine ökologisch nachhaltige Zukunft zu führen, ist eine der großen Herausforderungen unserer Zeit. Um Gebäude so zu planen, zu bauen und zu bewohnen, dass der Einfluss auf die Umwelt möglichst gering ist, erfordert im Bereich der Gebäudetechnik große Anstrengungen.

Wissenschaftliche Entwicklungen der Bauphysik wie das Null-Emissions oder das Plusenergiehaus haben die Basis für eine wirkungsvolle Nachhaltigkeit im Baubereich geschaffen. Energiebedarf und CO2-Ausstoß in den Städten sind am

wirkungsvollsten zu verringern, indem flächendeckend Gebäude saniert und Energie klimaschonend bereitstellt werden. Nachhaltigkeit und Energieeffizienz sind die grundlegenden Anforderungen an Gebäude und tragen maßgeblich zur Lösung der Energieproblematik bei.

Um den Anteil erneuerbarer Stromerzeugung im Energiesystem zu erhöhen, entwickelt und erprobt das IWES aktuell verschiedene Technologien. Diese reichen vom multifunktionalen Solarmodul, das als standardisiertes Gebäudebauteil für Stromerzeugung, Wärmedämmung, Klimatisierung und weitere Anwendungen sorgen kann, über das Betriebssystem für das intelligente Haus, das

es ermöglicht, regenerative Erzeuger durch automatisches Management von Lasten und Ladestationen für Elektrofahrzeuge optimal zu nutzen, bis hin zu neuen Stromnetzen, die die Eigenschaften der Lasten, erneuerbaren Erzeuger und Speicher aktiv nutzen, um eine sichere und wirtschaftliche Energieversorgung zu gewährleisten.

Eine besondere Rolle für den Massenmarkt spielen hierbei die Standardisierung und die Entwicklung einheitlicher Schnittstellen im Energiesystem, damit Bausteine verschiedenster Hersteller im intelligenten Netz der Zukunft ineinander greifen können. Dieses Zusammenspiel untersucht und demonstriert das Fraunhofer IWES im neuen „SysTec“, einer einzigartigen Experimentier- und

Prüfeinrichtung vor den Toren Kassels, die im September eröffnet wird. Die wissenschaftliche Erprobung neuer Stromnetze, von Batterie- und Ladetechnik für Elektrofahrzeuge sowie von Freiflächen- und dachintegrierten PV-Anlagen bilden dabei Schwerpunkte.

In Kombination mit weiteren am IWES entwickelten Technologien, wie der Stromspeicherung durch erneuerbares Methan, soll bis 2050 ein Energiesystem ermöglicht werden, das zu 100% auf erneuerbaren Energien basiert.
Das Gebäude der Zukunft produziert mehr Energie als es verbraucht. Es ist flexibel und multifuktional, ausgestattet mit intelligenten Belüftungs- und Beleuchtungsystemen und besteht aus recycelten Werkstoffen. Mit einem hohen Maß an Qualität und Präzision wurde es ressourcenschonend gebaut und lässt sich nach

Lebensende vollständig in den Stoffkreislauf rückführen.

Bis zum Jahr 2050 wird in Deutschland die Energiewende vollzogen und die Energielandschaft vorwiegend von erneuerbaren Energien geprägt sein. Dann werden 80 Prozent der Energieversorgung aus erneuerbaren Energiequellen gespeist. Heute sind es 16 Prozent!

Ansprechpartner für weitere Informationen:

Tekn. Dr. Dietrich Schmidt
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
Tel.: +49 561 804 1871
dietrich.schmidt@ibp.fraunhofer.de
Dr.-Ing. Philipp Strauß
Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik
Tel.: 49 561 7294 208
philipp.strauss@iwes.fraunhofer.de