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KIT-Experten zu aktuellen Themen: Forschungssymposium Energie BDEW/BMBF

12.03.2013
Die Energiewende ist eine langfristige Herausforderung für unsere Gesellschaft. Forschung und Wissenschaft sind dabei zugleich Impulsgeber und Motor.
Das heutige Forschungssymposium des BMBF und BDEW in Berlin beleuchtet dies und ist Austauschforum für Wissenschaft, Wirtschaft und Politik. Daran beteiligt sich auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) als führender europäischer Energieforschungsstandort. Darüber hinaus sind die Experten des KIT in zahlreichen Forschungsfeldern aktiv.

Elektromobilität und Energiespeicherung:

"Für viele Anwendungen gibt es noch nicht das Batteriesystem aus dem Kaufhauskatalog", erklärt Andreas Gutsch, Koordinator des Projekts Competence E. Unter dem Dach von Competence E vereint das KIT seine Expertise rund um Batterien für die mobile und stationäre Anwendung. Es gilt bei der Produktentwicklung alle Expertise zielführend zu bündeln, um hochqualitative Produkte zu erhalten. Dazu müssen alle Fachbereiche — Physik, Chemie, Nanotechnologie, Elektrotechnik — und alle Ebenen — vom Material bis zur Fertigungstechnologie — entlang der Wertschöpfungskette integriert werden. Das Ziel ist, es auf diese Art bis 2020 Batterien zu entwickeln, die eine Energiedichte von 250 Wh/kg aufweisen und im industriellen Maßstab zu Kosten von 250 €/kWh herstellbar sind.

Nachhaltigkeit:
Mit den Wechselwirkungen zwischen technischem Fortschritt, gesellschaftlicher Entwicklung, kulturellem Wandel und Nachhaltigkeit befasst sich Armin Grunwald, Leiter des Instituts für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) am KIT. Technik für sich genommen fördert weder Nachhaltigkeit noch behindert sie diese. Vielmehr müssen Nachhaltigkeitsbewertungen stets die Menschen als Technikgestalter und Techniknutzer einbeziehen. Nachhaltigkeit inhaltlich zu formulieren und umzusetzen ist eine öffentliche Aufgabe, da es nicht genügt, wenn dass einzelne Privatpersonen sich ökologisch bewusst verhalten. Denn zwischen individuellem Handeln und den Folgen wirken komplexe technisch-ökonomische Mechanismen.

Supraleitung:
Für die Energieversorgung der Zukunft sind neue Betriebsmittel in intelligenten Übertragungs- und Verteilernetzen nötig. „Supraleiter bringen dafür sehr gute Eigenschaften mit“, sagt Mathias Noe, Leiter des Instituts für Technische Physik (ITEP) am KIT. Die zentralen Forschungsgebiete des Instituts sind technische Anwendungen der Supraleitung, Fusionstechnologie und die Kryotechnik zur Erzeugung sehr tiefer Temperaturen. Hochtemperatursupraleiter könnten die Effizienz vieler Anwendungen in der Energietechnik verbessern. Zum Beispiel könnten Generatoren der Windkraftanlagen deutlich verkleinert und gleichzeitig energieeffizienter werden, supraleitende Kabel könnten die Leistung auf existierenden Trassen um das Drei- oder Vierfache erhöhen oder supraleitende Strombegrenzer unsere Netze sicherer machen.

Schienenverkehr:
Das besondere Forschungsinteresse von Peter Gratzfeld, Lehrstuhl für Bahnsystemtechnik am Institut für Fahrsystemtechnik (FAST) am KIT, gilt dem Energiemanagement, einem wesentlichen Erfolgsfaktor für eine nachhaltige Mobilität. So können zum Beispiel Hochleistungsspeicher künftig dafür sorgen, dass bei Straßenbahnen und U-Bahnen bislang ungenutzte Bremsenergie bis zum nächsten Anfahren zwischengespeichert wird. Bisher, so zeigen verschiedene Untersuchungen, werden in einem typischen Nahverkehrsnetz 20 bis 30 Prozent der eingespeisten Energie ungenutzt in Wärme umgewandelt. In umfangreichen Lastflussrechnungen, die die Fahrbewegungen der Straßenbahnen berücksichtigen, werden die erforderliche Größe und die optimale Position der Speicher ermittelt.

Verlässliche Software für kritische Infrastrukturen:
Ein aktuelles Forschungsfeld ist die Verlässlichkeit von Software für dezentrale Stromquellen wie Windrädern, Solarzellen und Speichern. Dorothea Wagner, Leiterin des Instituts für Theoretische Informatik (ITI), geht der Frage nach, wie die Steueralgorithmen ausgelegt sein müssen, wenn es keine zentrale Steuereinheit mehr gibt. Wie stimmen sich Windräder in Holstein mit Solaranlagen in Franken verlässlich ab? Wer entscheidet, ab wann die Speicher angezapft werden? Und wie sichert man das ganze Netzwerk vor Ausfällen und Anschlägen? Intelligente Software kann hier das Betriebspersonal enorm unterstützen, um das Netzwerk stabil zu halten. „Im Grunde planen wir schon heute die virtualisierten Kraftwerke von morgen: zuverlässig, selbstorganisiert, funktional und einbruchsicher“, sagt Wagner.

Intelligente Energienetze:

In Zukunft werden Kommunikationstechnologien zusätzliche Informationen über das Energiesystem bereitstellen. In Haushalten zeigen intelligente Stromzähler den Verbrauch im Sekundentakt an. Die Steckdose erkennt, wann der Strom besonders günstig ist. Speicher halten günstig erzeugten oder eingekauften Strom zur Nutzung bereit. Dezentrale Erzeuger können ihre Brennstoffzellen oder Blockheizkraftwerke zu den Zeiten betreiben, in denen sie einen höheren Ertrag abwerfen. „So können Angebot und Nachfrage optimal aufeinander abgestimmt werden“, erklärt der Leiter des Projektes MeRegio, Hartmut Schmeck. Von dieser Abstimmung profitieren auch die Energieunternehmen, denn Großkraftwerke und Netze werden effizienter genutzt, und es wird teure Regelenergie zum Ausgleich von Spitzenlasten eingespart.

KIT-Zentrum Energie:

In der Energieforschung ist das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine der europaweit führenden Einrichtungen. Das KIT unterstützt die Energiewende und den Umbau des Energiesystems in Deutschland durch seine Aktivitäten in Forschung, Lehre und Innovation. Hier verbindet das KIT exzellente technik- und naturwissenschaftliche Kompetenzen mit wirtschafts-, geistes- und sozialwissenschaftlichem sowie rechtswissenschaftlichem Fachwissen. Die Arbeit des KIT-Zentrums Energie gliedert sich in sieben Topics: Energieumwandlung, erneuerbare Energien, Energiespeicherung und Energieverteilung, effiziente Energienutzung, Fusionstechnologie, Kernenergie und Sicherheit sowie Energiesystemanalyse. Klare Prioritäten liegen in den Bereichen Energieeffizienz und erneuerbare Energien, Energiespeicher und Netze, Elektromobilität sowie dem Ausbau der internationalen Forschungszusammenarbeit. Rund 1250 Mitarbeiter des KIT-Zentrums Energie sind kompetente Ansprechpartner in Energiefragen für Politik, Wirtschaft und Gesellschaft.

Für weitere Informationen stellt die Abteilung Presse gern den Kontakt zu den Experten her. Bitte wenden Sie sich an Kosta Schinarakis, Tel. 0721 608 41956, schinarakis@kit.edu oder an das Sekretariat der Abteilung Presse, Tel. 0721- 608 47414, E-Mail an presse@kit.edu.

Im Portal „KIT-Experten“ finden Sie Informationen zu diesen und weiteren kompetenten Ansprechpartnern zu Highlights der KIT-Forschung und aktuellen Themen: http://www.pkm.kit.edu/kit_experten

Monika Landgraf | idw
Weitere Informationen:
http://www.kit.edu
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