15 Beispiele wie die Kopernikus-Projekte das Energiesystem 2045 prägen

Energieflexibilität

Energieflexibilität stabilisiert Stromnetz und Strommarkt

Smarte Technologien und energieflexible Unternehmen gleichen Schwankungen im Stromnetz und am Strommarkt aus. Dazu hat das Projekt ENSURE eine Software entwickelt, die elektrische Netze digital überwacht und analysiert. So können mögliche Gefahren wie Überlastungen erkannt und Energieströme bei Bedarf intelligent umgelenkt werden. Das Projekt SynErgie hat zudem eine Energiesynchronisationsplattform entwickelt. Wenn erneuerbare Energiequellen gerade zu viel oder zu wenig Strom liefern, identifiziert sie Unternehmen, die ihre Stromnachfrage ändern können, um das Netz zu stabilisieren - und leitet die Energieflüsse automatisch passend um. 

Heiz- und Kühlanlagen

Heiz- und Kühlanlagen funktionieren energieflexibel

Fast alle Unternehmen nutzen Heiz-, Kühl- oder Klimaanlagen. Dank Technologien aus dem Projekt SynErgie können diese so gesteuert werden, dass sie ihre Stromnachfrage kurzzeitig stark senken oder erhöhen können. So können Unternehmen auf Schwankungen am Strommarkt reagieren. 

Wasserstoffproduktion

Günstigere Wasserstoffproduktion durch geringere Iridium-Beladung

Wasser-Elektrolyseure benötigen das seltene Edelmetall Iridium, um Wasserstoff herzustellen. Durch Arbeiten im Projekt P2X brauchen sie davon nur noch kleinste Mengen. Das macht die Produktion von Grünem Wasserstoff günstiger und liefert einen starken Beitrag zur Klimaneutralität von Industrie, Verkehr und Wärmeversorgung. Welchen Beitrag Grüner Wasserstoff heute leisten kann und wie er optimal in das Energiesystem 2045 integriert werden kann, wurde von ENSURE analysiert. 

Wasserstofftransport

Deutschland braucht weit mehr Wasserstoff, als es produzieren kann, und importiert daher Grünen Wasserstoff aus wind- und sonnenreichen Regionen. Um den Wasserstoff so effizient und ungefährlich wie möglich zu transportieren, wird er mit einer Technologie aus dem Projekt P2X an eine organische Trägerflüssigkeit (LOHC) gebunden. 

Chemiewerke

Chemiewerke produzieren klimaneutral: Power-to-X- und Wasserstoff-Technologien haben CO₂-intensive Verfahren ersetzt. So lassen sich dank einer Technologie aus dem Kopernikus-Partner-Projekt Rheticus beispielsweise Butanol und Hexanol klimafreundlich herstellen, indem CO₂ und Wasser via Ko-Elektrolyse zu Synthesegas umgesetzt werden, das Bakterien dann in besagte Spezialchemikalien umwandeln. Auch Carbonsäuren lassen sich dank einer Innovation aus dem Kopernikus-Projekt SynErgie vollständig elektrifiziert und ohne Abfälle herstellen. Mit Katalyse-Technologien aus dem Projekt P2X stellt die Chemieindustrie Grundstoffe aus CO₂, erneuerbarem Strom und Wasserstoff her, die für die Produktion von Kunststoffen verwendet werden können. 

Glasindustrie

Öfen der Glasindustrie heizen mit Strom oder Wasserstoff

Industrie-Versuche im Projekt P2X haben gezeigt: Schmelzöfen können mit Wasserstoff statt mit Erdgas und damit deutlich klimafreundlicher geheizt werden. Dank Technologien aus dem Projekt SynErgie laufen sie zudem energieflexibel mit Strom. 

Metallindustrie

Öfen der Metallindustrie heizen variabel mit Strom oder Gas

Gas oder Strom heizen die energieintensiven Öfen der Metallindustrie - mit Technologie aus dem Projekt SynErgie. So kann der Strombedarf flexibel gesteuert werden. 

Kraftstoffgewinnung

Spezialanlagen gewinnen Kraftstoff aus Luft und Strom

Aus Luft und erneuerbarem Strom stellen spezielle Anlagen Kraftstoffe für Flugzeuge, Schiffe, Busse und LKWs her. Die Anlagen - entwickelt im Projekt P2X - können variabel Benzin, Diesel und Kerosin bereitstellen. Das bei der Produktion benötigte CO₂ beziehen sie aus Direct-Air-Capture-Modulen, die das Kohlendioxid aus der Atmosphäre herausfiltern. 

Tankstellen

Tankstellen verkaufen Strom eFuels und Wasserstoff

2045 fahren Privatpersonen überwiegend E-Autos, Busse und LKWs fahren batterieelektrisch oder tanken Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe (eFuels). Das Projekt Ariadne hat der Politik empfohlen, diese Entwicklung voranzutreiben. In ENSURE wurde die notwendige elektrische Infrastruktur für Power-to-X analysiert, um E-Fahrzeuge sowie die Herstellung von synthetischem Kraftstoff und neuartige Wasserstofftankstellen aus dem Projekt P2X in das Gesamtnetz zu integrieren. 

Einfamilienhäuser

Einfamilienhäuser versorgen sich selbst und andere mit Strom

Solar-Dachanlagen versorgen Einfamilienhäuser mit elektrischer Energie, Batterien speichern sie. So haben die Bewohner auch dann Strom, wenn die Sonne nicht scheint, und können zudem ihre E-Autos laden. Überschüssige Energie fließt über das Netz mit den smarten Elementen aus ENSURE an andere Haushalte. Erneuerbare Energie aus weit entfernten Anlagen lädt die Speicher in Zeiten fehlender lokaler Erzeugung. 

Wohnsiedlungen

Wohnsiedlungen sorgen für Strom und Wärme

Große Wohnsiedlungen gewinnen Energie über Solar- und Windanlagen und speichern den Strom auf zwei Arten: in Batteriespeichern und durch die Umwandlung in Wasserstoff. Dadurch sichern die Wohneinheiten nicht nur ihre Elektrizitäts-, sondern auch ihre Wärmeversorgung. Wie Strom- und Gasnetz am besten miteinander gekoppelt werden, das hat das Projekt ENSURE analysiert. 

Vermaschung

Dynamische Vermaschung von Verteilnetzen

Der schnelle Zubau dezentraler erneuerbarer Energiequellen und neuartiger Verbraucher wie E-Fahrzeugen hat zunächst zu unvorhergesehenen Belastungen der gewachsenen Netze geführt. Die im Projekt ENSURE entwickelte dynamische Vermaschung von Teilnetzen auf Verteilnetzebene half, die Netze schnell an die neue Situation anzupassen und unterstützte so die zügige Umsetzung der Energiewende. 

Politik

Politik denkt Steuerungsmaßnahmen systemisch

Industrie-, Verkehrs-, Energie- und Umweltpolitik werden konsequent zusammengedacht. Neue politische Institutionen haben sich gegründet. Das Projekt Ariadne hat diese Entwicklung vorangetrieben und für die Politik Handlungsoptionen erarbeitet: Welche Regelungen sind wirklich sinnvoll und welche nicht? Welche (zusätzlichen) Institutionen brauchen wir? 

Bürgerbeteiligung

Bürger gestalten Energiepolitik aktiv mit

Wissenschaft, Wirtschaft, Politik, Zivilgesellschaft und Bürger haben gemeinsam mit dem Projekt Ariadne Konzepte zur Gestaltung der Verkehrswende erarbeitet, zum Ausbau erneuerbarer Energien, zu Wasserstoffimporten oder zur CO₂-Bepreisung. Auch nach Abschluss des Projekts gestalten Bürger den politischen Prozess mit und ergänzen parlamentarische Debatten - beispielsweise durch Fokusgruppen oder Bürgerkonferenzen. 

Haushaltseinkommen

Keine Mehrbelastungen durch den Umbau des Energiesystems

Die Energiewende war sozial gerecht und hat die Bürger nicht zusätzlich belastet. So hat zum Beispiel eine Reform der Energiesteuer auf Grundlage von Politikvorschlägen aus dem Projekt Ariadne dafür gesorgt, dass Einnahmen zurück an die Bürger geflossen sind.