Forschungsinfrastruktur Sektorenkopplung

Ausgehend von seiner Forschungsstrategie baut das EST mit dem Testfeld „Integration von grünem Wasserstoff in sektorengekoppelte Energiesysteme“ derzeit eine Infrastruktur zur Entwicklung und Erprobung von Komponenten und Betriebsstrategien für die kombinierte elektrische, stoffliche und thermische Energiekopplung im realen Betrieb auf. Das Projekt zielt auf eine Erweiterung der wasserstoffbezogenen Forschungsinfrastruktur des EST ab und umfasst die Nutzung lokal erzeugter regenerativer elektrischer Energie aus Photovoltaik für eine großtechnische Elektrolyseanlage, die lokale Nutzung des produzierten grünen Wasserstoffs und die Vernetzung von Forschungs- und Infrastrukturanlagen. Dies schafft ein System für die Entwicklung und Erprobung von Komponenten sowie die Erforschung des Systemverhaltens bei kombinierter elektrischer, stofflicher und thermischer Energiekopplung im realen Betrieb. Die Erweiterung ermöglicht zudem die Einbindung weiterer Arbeitsgruppen und Fachdisziplinen der Hochschule in die interdisziplinäre Forschung und eröffnet zusätzliche Projektpotenziale im Drittmittelbereich.

Ziel ist es dabei, die vorhandene Infrastruktur derart zu erweitern, dass die Kopplung verschiedener Energiesektoren unter unterschiedlichen wissenschaftlichen Gesichtspunkten untersucht und optimiert werden kann. Auf der einen Seite wird zur Entwicklung und Erprobung neuer, innovativer Optimierungsverfahren und Betriebsstrategien aus den Disziplinen Mathematik, Regelungstechnik, Informationstechnik, Energietechnik, Verfahrenstechnik und den Wirtschaftswissenschaften ein Energiesystem geschaffen, welches einen hohen Freiheitsgrad besitzt. Gegenüber bekannten vergleichbaren Energiesystemen und Forschungsanlagen besteht auf der anderen Seite jedoch der „reale“ Zwang eines stabilen Anlagenbetriebs, da die Infrastruktur in das Energieversorgungssystem des EST integriert ist. Somit kann man mit der beantragten Erweiterung von einem Reallabor mit Anlagen in einer praxisrelevanten Größenordnung sprechen. Aufgrund der Diversität und engen Verzahnung der Bestands- und hier neu beantragten Infrastruktur sowie der auch zukünftig bestehenden Ankopplung an die lokalen Versorgungsnetze bleibt dennoch, bspw. bei Rüstzeiten oder Ausfällen einzelner Komponenten, die Grundversorgung des EST gesichert.

Mit der aufzubauenden Infrastruktur werden gleichzeitig verschiedenste Anreize bzw. Voraussetzungen zur Lösung verschiedener wissenschaftlicher Fragestellungen geschaffen:

• Erprobung von Einzelkomponenten für eine zukünftige Energieversorgung
• Gesamtenergiekonzept / Sektorenkopplungslabor
• Leuchtturmprojekt und Blaupause für zukünftige Quartierslösungen mit entsprechender Sichtbarkeit und wissen-schaftlicher Reputation für die TUC
• Ausbildung zukünftiger Studierender am realen Beispiel (Nachhaltige Energiesysteme, Energieinformatik, Energie- und Rohstoffmanagement, Wirtschaftsingenieurwesen, Verfahrenstechnik etc.)
• Kooperationsmöglichkeiten zu wissenschaftlichen Einrichtungen und mit der Industrie
• Digitalisierungsplattform / Entwicklung und Erprobung „smarter“ Anlagen/Komponenten („IoT“)
• Entwicklung optimaler Strategien für einen ressourceneffizienten und klimafreundlichen Betrieb der Forschungsinfrastruktur des EST