Labor für Erneuerbare Energien

Forschungsprojekte am Lehrstuhl für Erneuerbare Energien:

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Projektträger:

Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK), EU (EFRE)

Laufzeit:

3 Jahre (01.07.2015 – 30.06.2018)

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Martina Hofmann

Projektpartner:

  • Hochschule für Technik Stuttgart
  • Hochschule Pforzheim
  • Hochschule Heilbronn
  • Hochschule Biberach
  • Hochschule Reutlingen
  • Hochschule Mannheim
  • Hochschule Rottenburg
  • Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE)
  • Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW)
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Universität Stuttgart (ITW)

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl.-Ing. Verena Marggraff; Dipl.-Geogr. Martin Hein

Beschreibung:

Urbane Energiesysteme lassen sich systemisch als hochkomplexe Strukturen charakterisieren, die eine zunehmend dezentralisierte und fluktuierende Erzeugung sowie die verstärkte Vernetzung von Erzeugern, Wandlern, Speichern, Verteilern und Verbrauchern intelligente Kommunikations- und Steuerungssysteme benötigen, um möglichst hohe Anteile erneuerbare Energien bei maximaler Energieeffizienz zu ermöglichen und sowohl auf kurzfristige Lastschwankungen als auch auf mittelfristig abnehmende Bedarfe reagieren zu können.

Die zunehmende Kombination von elektrischen bzw. thermischen Netzen und Speichern sowie die Aktivierung von Flexibilisierungsoptionen bei den Verbrauchern erfordert die Entwicklung von innovativen systemübergreifenden Ansätzen und Prozessanalysen, um zukunftsfähige und (ressourcen-)effiziente Lösungen bereitzustellen und Umsetzungsbarrieren abzubauen. Acht HAWs kooperieren mit (außer) universitären Partnern, Firmen und Kommunen, um urbane Simulations-, Automatisierungs- und Optimierungstools mit zugehörigen Geschäftsmodellen zu entwickeln und diese in Praxis-Fallstudien aus dem industriellen, gewerblichen und kommunalen Bereich einzusetzen und exemplarisch zu erproben.

Innerhalb der Fallstudie "Smart Village Rainau" ist die Hochschule Aalen forschend und koordinierend tätig. Hier werden unterschiedliche Zukunftstechnologien wie eine zweistufige Biogasanlage, die Biologische Methanisierung in Kombination mit erneuerbarer Wasserstofferzeugung und Kraft-Wärme-Kopplung kombiniert. Für die Wasserstofferzeugung wird Überschussstrom aus Photovoltaik und Windenergie genutzt. Im Gesamtsystem spielt zudem die Solarthermie sowie Effizienzstrategien für Gebäude und Verkehr eine Rolle. Ein intelligentes Energiesteuerungssystem sowie ein angepasstes Lastmanagement wird das Ganze optimieren.

Ein Konsortium bestehend aus Kommune, Energieversorger EnBW-ODR, Anlagenbauern, SIEMENS für die Wasserstoffproduktion und Smart-Grid Integration sowie der VR Bank Aalen hinsichtlich Finanzierungsmodellen ist für die Implementierung der Technologien verantwortlich.

Das Vorhaben wird durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK) und dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) für den gemeinschaftlichen Mehrwert im Rahmen von "Investition in Ihre Zukunft" unterstützt.

weiterführende Informationen: http://www.ensource.de/

Projektträger:

Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

Laufzeit:

3 Jahre (01.07.2014 – 31.12.2017)

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Martina Hofmann

Projektpartner:

    • Hochschule für Technik und Wirtschaft Aalen - Bereich Technik
    • Hochschule für Technik und Wirtschaft Aalen - Bereich Chemie
    • RohTech-DST GmbH
    • HST Systemtechnik GmbH & Co. KG

Projektmitarbeiter/innen:

B.Sc. Tezia Najand; M.Sc. Medina Berbic

Beschreibung:

In den letzten 2 Jahrzehnten entstand ein immenser Ausbau der Erneuerbaren Energien, hervorgerufen durch die Erneuerbaren Energie Gesetze (EEG), die einerseits erfolgreich durch eine höhere Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien waren, andererseits entstanden kontroverse Diskussionen über die ökologische und ökonomische Effizienz. Zusätzlich zu Wind- und Solaranlagen stieg die Anzahl der Biogasanlagen aufgrund der guten finanziellen Unterstützung schnell in die Höhe, wobei die Entwicklung auf übereilter und teilweise nicht ausgereifter Ingenieurtechnik beruhte. Den Preis dafür zahlen die Landwirte 20 Jahre später, wenn die EEG Förderung ausläuft und die Wirtschaftlichkeit einiger Biogasanlage nicht mehr erreichbar ist.

Mit dem Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) möchte das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie kleine und mittlere Unternehmen zu mehr Forschung, Entwicklung und Innovationen anregen. Die Hochschule Aalen ist als Forschungseinrichtung Partner in dem Kooperationsprojekt „emako biogas“ und forscht gemeinsam mit zwei mittelständischen Unternehmen an der Entwicklung und Umsetzung marktwirksamer Innovationen, um aus der EEG Förderung fallenden Biogasanlagen einen wirtschaftlichen Stand auf dem freien Markt zu ermöglichen. Zur Erforschung der Optimierungsmöglichkeiten werden theoretisch errechnete Vorschläge in einer transportablen kleinen Biogasanlage auf Effizienz und Kosten getestet.

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Projektträger:

Hochschule Aalen

Laufzeit:

4 Jahre (März 2016 – Februar 2020)

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Martina Hofmann

Projektpartner:

    EKO – Energiekompetenz Ostalb e.V.

    IHK Ostwürttemberg

    Landkreis Heidenheim

    Landkreis Ostalbkreis

    Wirtschaftsförderungsgesellschaft mbH Region Ostwürttemberg (WiRO)

Projektmitarbeiter/innen:

Effizienzmoderator Dirk Zoller, Projektassistenz Verena Mischo, Projektassistenz Martin Hein

Beschreibung:

Der Unternehmenssektor verbraucht fast ein Viertel der Energie in Baden-Württemberg. Aus diesem Grund gilt es, insbesondere den Unternehmenssektor bei der Erreichung des Ziels der Landesregierung zu unterstützen, bis 2050 die CO2-Emissionen in Baden-Württemberg um 90 Prozent zu senken. Mit der Förderrichtlinie „Regionale Kompetenzstellen Netzwerk Energieeffizienz (KEFF)“ setzt sich das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg (UM) für die Steigerung von Energieeffizienz in Unternehmen ein. In allen Branchen sind zum Teil noch erhebliche Energieeffizienzpotenziale vorhanden, die derzeit nicht oder nicht hinreichend ausgeschöpft werden.

Im Fokus von KEFF stehen vor allem jene kleinen und mittleren Unternehmen (KMU), denen im Vergleich zu den großen Unternehmen oftmals die Zeit und die Kapazitäten fehlen, um sich mit möglichen Energieeffizienzpotenzialen intensiv auseinanderzusetzen.

Die Aufgaben der KEFF sind vielfältig. Einerseits sensibilisieren sie Unternehmen für das Thema Energieeffizienz und informieren über weiterführende Energieberatungs- und Kooperationsmöglichkeiten und beispielhafte Lösungen. Andererseits unterstützen sie Unternehmen beim Übergang von der Beratung zur Umsetzung von Maßnahmen sowie beim Abbau von Hemmnissen bei der Maßnahmenumsetzung.

Ein Schlüsselelement des Projekts ist das KEFF-Initialgespräch, das die KEFF-Effizienzmoderatoren vor Ort im Unternehmen durchführen. Er zeigt bereits erste Effizienzpotenziale auf. Wichtig hierbei: Die KEFF bauen keine Konkurrenz zu bestehenden Energieberatungsangeboten auf. Sie bieten ihre Tätigkeiten vielmehr neutral, unentgeltlich und ausschließlich im nicht-wettbewerblichen Bereich an. Ziel ist es, nach der Ersterfassung möglicher Effizienzpotenziale die Berater, Planer und Umsetzer nach Bedarf mit einzubeziehen.

Zu den weiteren Aufgaben der KEFF zählt die Initiierung und Unterstützung lokaler und regionaler Energieeffizienznetzwerke und damit verbunden die Einbindung aller relevanter Akteure vor Ort.

Die Trägerorganisationen der KEFF werden aktuell für vier Jahre aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und aus Landesmitteln gefördert. Nach drei Jahren Projektlaufzeit wird eine Evaluation der KEFF durchgeführt. Das Ergebnis der Evaluation ist letztlich maßgeblich dafür, ob die Trägerorganisationen eine Bewilligung für weitere drei Jahre bekommen können.

Quelle: Umwelttechnik BW


KEFF – Der Film


Weiterführende Informationen

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Projekträger:

Zuwendung des Karlsruher Instituts für Technologie im Rahmen der Projektträgerschaft Umweltforschung – Baden-Württemberg Programm Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung (BWPLUS)

Laufzeit:

09/2016 - 12/2018

Projektverantwortung an der HS Aalen:

Prof. Dr. Martina Hofmann

Projektpartner:

  • Universität Stuttgart (Projektleitung)
  • Hochschule Aalen
  • Netze BW
  • Netzgesellschaft Ostwürttemberg (NGO)

Projektbearbeitung an der HS Aalen:

Dipl.-Ing. Verena Marggraff

Beschreibung: 

Im Rahmen der energiepolitischen Ziele Deutschlands wird es auch in Baden-Württemberg zu einem Ausbau der Energienetze kommen, eine in vielen Teilen der Bevölkerung kontrovers diskutierte Maßnahme. Hauptziel im Projekt NEOS ist die Untersuchung von Möglichkeiten des Einsatzes von Speichertechnologien zur Netzausbauoptimierung. Dabei werden einerseits die technischen Aspekte durch das Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik der Universität Stuttgart als auch verschiedene Kommunikationsstrategien sowie regulatorische Rahmenbedingungen untersucht. Die assoziierten Partner unterstützen das Vorhaben durch die Bereitstellung der notwendigen Informationen über das betrachtete Netzgebiet. Denn aus energietechnischer Sicht – aber auch aus juristischer, regulatorischer und wirtschaftlicher Perspektive – sind hier noch viele Fragen offen.

Der zweite Teil des Forschungsprojektes, unter Leitung der Hochschule Aalen, widmet sich der Bürgerpartizipation. Zu Beginn des Projektes werden die Erwartungen der Bürgerinnen und Bürger an den Einsatz von Speichern erhoben. Diese werden dann abschließend mit den technischen Untersuchungsergebnissen der Universität Stuttgart verglichen und kommuniziert. Mit diesen Maßnahmen soll die Akzeptanz für die Umsetzung der Energiewende gefördert werden.

Projektträger: 

KIT

Laufzeit: 

3 Jahre (Juli 2017 - Juni 2020)

Projektverantwortung: 

Prof. Dr. Martina Hofmann

Bearbeiter: 

Fabian Zippel

Beschreibung:

Die Energiewende ist eine große Herausforderung aber auch die Chance in eine sichere, umweltverträgliche und wirtschaftlich erfolgreiche Zukunft zu investieren. Die Bundesregierung hat entschieden, Deutschlands Energieversorgung grundlegend umzustellen: weg von nuklearen und fossilen Brennstoffen, hin zu erneuerbaren Energien. Bis 2025 sollen 40 bis 45% und bis 2050 mindestens 80% unserer Energie aus regenerativen Quellen kommen.

Während im Strommarkt bereits große Erfolge erzielt wurden und bereits ein Drittel unseres Stroms aus Wind, Sonne, Wasser oder Biomasse stammen, ist der Wärmemarkt noch stark von fossilen Energieträgern wie Öl und Gas geprägt.

Etwa 60% des Gesamtverbrauchs an Energie wird in Deutschland zur Wärmeerzeugung eingesetzt und rund drei Viertel der Endenergie in deutschen Haushalten werden für Raumheizung und Trinkwassererwärmung verbraucht. Allein diese Zahlen zeigen, dass im Wärmemarkt der größte Hebel zur Erreichung der Umwelt- und Klimapolitischen Ziele der Bundesregierung liegt.

Insbesondere im Interesse des Klimaschutzes, der Schonung fossiler Ressourcen und der Minderung der Abhängigkeit von Energieimporten sowie eine nachhaltige Entwicklung der Energieversorgung zu ermöglichen, ist es unumgänglich die Energiewende auch auf dem Wärmemarkt voranzutreiben.

Die Landesregierung Baden-Württemberg hat im Klimaschutzgesetz Baden-Württemberg das Ziel festgeschrieben, bis 2050 die Treibhausgasemissionen um 90% gegenüber dem Stand von 1990 zu senken. Dafür soll der Energieverbrauch im Land halbiert und vom verbleibenden Energiebedarf 80% mit erneuerbaren Energien gedeckt werden. Neben der Stromerzeugung ist auch der Wärmeverbrauch, der den größten Anteil am gesamten Endenergieverbrauch ausmacht, für das Erreichen der Klimaschutzziele von hoher Bedeutung.

Mit der „Förderung von Initiativen zum Ausbau energieeffizienter Wärmenetze“ hat das Land BW eine Beratungs- und Netzwerkinitiative gestartet, welche wichtige Impulse zur Umsetzung der Energiewende im Wärmemarkt geben soll. Der installierte Wärmemanager hat dabei in erster Linie die Funktion des Ansprechpartners für alle Akteure und kümmert sich wie ein Projektleiter um die Umsetzung energieeffizienter Wärmenetze mit dem Ziel der deutlichen Verbesserung der Energieeffizienz und des Einsatzes erneuerbarer Energien sowie der Abwärme insbesondere auch im ländlichen Raum. Des Weiteren gehören zu seinen Aufgaben:

    • Vor-Ort-Diagnosen (zum Beispiel Erfassung bestehender Stromerzeugungsanlagen ohne oder mit unzureichender Wärmenutzung),
    • Erstellung von Projektskizzen und Machbarkeitsstudien, -
    • Hilfestellung der Kommunen bei der Beantragung von Fördermitteln, zum Beispiel nach dem Förderbaustein nach Ziffer 3. VwV energieeffiziente Wärmenetze
    • Erarbeiten und Verbreiten von Informationen für Kommunen und für Bürgerinnen und Bürger zu energieeffizienten Wärmenetzen und den zur Realisierung erforderlichen Schritten,
    • Beteiligung aller relevanten Akteure (zum Beispiel Kommunen, Projektierer, Stadtwerke, Bürgerinnen und Bürger) und Schaffung lokaler Netzwerke,
    • Maßnahmen zur Motivation von Akteuren aus der Bevölkerung, Unternehmen und Politik (zum Beispiel Kampagnenarbeit, Organisation von Exkursionen für Bürgerinnen und Bürger sowie für Kommunen),
    • Organisierung und Durchführung von Informationsveranstaltungen, Tagungen, Workshops auf lokaler und/oder regionaler Ebene, zum Beispiel auch zusammen mit dem Kompetenzzentrum Wärmenetze bei der KEA
    • Proaktive Begleitung von konkreten Projekten zur Schaffung von Akzeptanz (zum Beispiel Dialog und Beratungsangebote im Konfliktfall).