Abgeschlossene Projekte

Hier finden Sie eine Auswahl unserer abgeschlossenen, öffentlich geförderten Forschungsprojekte.

Interreg VA
  • Langtitel: Energiespeicher der Zukunft in der Region Spree-Neiße-Bober
  • Fördermittelgeber: Kooperationsprogramm Interreg VA Brandenburg-Polen 2014-2020 (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung)
  • Laufzeit: 01.01.2020 – 31.03.2023
  • Projektpartner:
    • CEBra – Centrum für Energietechnologie Brandenburg e.V., Cottbus
    • Universität Zielona Góra, Polen
    • Stadt Zielona Góra, Polen
  • Projektverantwortliche an der BTU:
    • Univ.-Prof. Dr. Lars Röntzsch
    • Dipl.-Ing. Steffen Swat
  • Zusammenfassung:
    Durch das Interreg VA-Programm wird ein Förderprojekt  zum grenzüberschreitenden Wissenstransfer im Bereich der Energiespeichertechnologien und der Energieeffizienz gefördert. Im Rahmen des deutsch-polnischen EU-Förderprojektes arbeiten die Partner: CEBra – Centrum für Energietechnologie Brandenburg e.V., die BTU Cottbus-Senftenberg, die Universität Zielona Góra und die Stadt Zielona Góra eng zusammen. Die Kooperation der Wissenschaftspartner im Interreg VA-Projekt wird auf die Erweiterung der Ausbildungsangebote und den Wissenstransfer im Bereich der Energiespeichertechnologien und der Energieeffizienz konzentriert. Konkret geht es um die Realisierung völlig neuer, vertiefender, thematische Ausbildungsangebote (mehrtägig) auf der Grundlage der zusätzlichen Erweiterung der Ausbildungskapazitäten. In das Programm integriert ist die wechselseitige Durchführung von qualifizierten zielgruppenorientierten mehrtägigen Fachveranstaltungen in Cottbus und Zielona Góra/Nowy Kisielin. Durch die vereinbarte Arbeitsteilung/Spezialisierung zwischen beiden Hochschulen kann jede Seite ihre Stärken in die Partnerschaft einbringen. Auf diese Weise ist es möglich, vertieft Fachwissen zu vermitteln. CEBra e.V. und BTU konzentrieren sich auf das Thema elektrische und chemische Speicherung und stellen hierfür Ihre Ausbildungskapazitäten einschließlich der neuen Ausbildungsplätze für die polnischen Partner zur Verfügung. Das neue Projekt dient der Intensivierung des grenzüberschreitenden Wissenstransfers als Grundlage einer anwendungsorientierten und wissensbasierten Wertschöpfung in der Region. Das Projekt befördert die Entwicklung einer gemeinsamen europäischen Ausbildungs- und Forschungslandschaft und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der Region im europäischen Maßstab.
StaGruV–EwiK
  • Langtitel: Standortgebundene Grundlagenermittlung und Vorplanung zum Pilotvorhaben "Energiewende im Kleinen"
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) / Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA)
  • Laufzeit: 01.05.2021 – 30.06.2022
  • Projektpartner:
    • Rolls-Royce Solutions GmbH
    • CEBra - Centrum für Energietechnologie Brandenburg GmbH
  • Projektverantwortliche an der BTU:
    • Univ.-Prof. Dr. Lars Röntzsch
    • Gisse Alvarado Huanay, M.Sc.
  • Zusammenfassung:
    Die Energiewende soll im Kleinen durch sektorübergreifende Microgrids als Ersatz bzw. Ergänzung zentraler Großkraftwerke und zur dezentralen Herstellung von Kraftstoffen demonstriert und das Zusammenspiel erneuerbarer Energien, Energiespeicher, dezentraler Wasserstoff-Verstromungsanlagen und Power-to-X-Anlagen abgebildet werden. Dies beinhaltet die Einbindung einer Power-to-Liquid-Anlage zur Nutzung regional erzeugten Stroms aus erneuerbaren Energien für die dezentrale E-Fuel-Herstellung. Dadurch wird eine sektorübergreifende, CO2-neutrale Energieversorgung forciert. Insbesondere wird die klimaneutrale Versorgung mit Treibstoffen für nicht oder schwer elektrifizierbare Anwendungen im Verkehrssektor wie beispielsweise dem Schiffs- und Luftverkehr demonstriert und die Nutzung dieser regenerativen Kraftstoffe (E-Fuels) sowohl in Testständen (Erprobung von Flugzeugtriebwerken bei Rolls-Royce in Dahlewitz, Schiffsmotoren bei MTU Friedrichshafen), Feldsystemen als auch labortechnisch untersucht. Dieses Projekt stellt einen ersten Schritt zur Verwirklichung der Vision einer dezentralen Kraftstoffproduktion gekoppelt mit einem dezentralen wasserstoffbasierten Energiesystem dar. Das Vorhaben ebnet den Weg für die Schlüsseltechnologie zur Erzeugung von E-Fuels aus regenerativer Energie, es ermöglicht die Transformation und den Ausbau vorhandener Industriestandorte mit industriepolitischer Perspektive für die Region. Eine detaillierte Standortanalyse soll in der ersten Projektphase durchgeführt werden. Des Weiteren erfolgt die Erstellung eines technologischen Feinkonzeptes / Vorplanung für eine DEMO-Anlage und deren Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.
H2-Flex
  • Langtitel: Demonstration einer großmaßstäblichen flexiblen Wasserstoffproduktion aus erneuerbarer Energie
  • BTU-Teilprojekt: Flexibilisierung der Chlor-Alkali-Elektrolyse-Erfahrungstransfer von der flexiblen alkalischen Wasserelektrolyse mit Modellierung des flexiblen EE-gekoppelten CAEL-Lastbetriebes
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Laufzeit: 01.09.2018 – 31.12.2021
  • Projektpartner:
    • Nouryon Industrial Chemicals GmbH sowie Akzo Nobel Industrial Chemicals GmbH
    • Universität Leipzig
    • Envia Mitteldeutsche Energie AG
  • Projektverantwortliche an der BTU:
    • Dr.-Ing. Alexander Lisk
    • Krunalkumar Thummar, M.Sc.
  • Zusammenfassung:
    Das übergeordnete Ziel des Projekt ist die Demonstration einer großmaßstäblichen flexiblen („grünen“) Wasserstoffproduktion (bis zu 3.000 Nm³/h) durch Elektrolyse aus erneuerbarer Energie in Ostdeutschland. Flexibler Betrieb wird die Kosten der „grünen“ Wasserstoffproduktion senken, denn er reduziert die durchschnittlichen Stromkosten und generiert zusätzliche Einnahmen aus dem Regelenergiemarkt. Das Projekt konzentriert sich auf Wasserstoff, der aus der Chlor-Alkali-Elektrolyse (kurz:CAEL) gewonnen wird. Die Ergebnisse können jedoch auf künftige Anlagen für alkalische Wasserelektrolyse übertragen werden. Im Teilvorhaben der BTU wird ein physikalisches Modell der Chlor-Alkali-Elektrolyse (CAEL) mit dem Simulationstool Matlab Simulink erstellt. Dieses Modell wird mit verschiedenen Input-Datenbanken erneuerbarer Energiequellen verknüpft, um den dynamischen Betrieb der CAEL in verschiedenen Betriebsmodi und in der Regelenergiebereitstellung zu simulieren. Das Ziel dieser Simulationen ist die Festlegung von Flexibilitätsparametern (Leistungsgradienten, min./max. Leistung, Stromeinspeisungsprofile usw.), die für den dynamischen Betrieb notwendig sind. Die Definition dieser Flexibilitätsparameter erfolgt in enger Rückkopplung zu den Erfordernissen aus dem ökonomischen Modell (Welche Parameter sind für ökonomisch vorteilhafte Betriebsstrategien sinnvoll?) und dem Abgleich mit den technischen Möglichkeiten der CAEL (Welche Parameter lassen sich tatsächlich technisch realisieren?). Ein weiteres Ziel besteht darin, mit der Anwendung des physikalischen Simulationsmodells mit Parametern aus dem realen technischen Betrieb die flexible Betriebsweise der CAEL zu optimieren.
AEL3D
  • Langtitel: Neuartige poröse 3D-Elektrodenmaterialien zur effizienteren alkalischen Wasserelektrolyse
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  • Laufzeit: 01.07.2017 – 31.12.2021
  • Projektpartner:
    • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Institutsteil Dresden
    • Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung, Ulm
    • Technischen Universität Berlin
  • Projektverantwortliche an der BTU:
    • Dr.-Ing. Alexander Lisk
    • Nikolaos P. Sakkas, M.Sc.
    • Frank Gillung, M.Sc.
  • Zusammenfassung:
    Im Mittelpunkt der Forschungen steht die Weiterentwicklung der alkalischen Elektrolyse als eine der wichtigen Technologien für die großtechnische Erzeugung von Wasserstoff aus regenerativen Energiequellen (sogenannter „grüner Wasserstoff“). Hier fokussiert das Projekt auf eine außerordentlich wichtige Langzeit-Energiespeichertechnologie. Im Verbundvorhaben sollen neuartige poröse, dreidimensionale Elektrodenmaterialien entwickelt und anwendungsbezogen charakterisiert werden. Diese sollen zudem auf ihre Eignung als hocheffiziente Elektrodenwerkstoffe und somit als eine der Schlüsselkomponenten für die alkalische Elektrolyse untersucht werden. Neben der Erforschung der elektrokatalytischen und strömungstechnischen Eigenschaften wird auch die Entwicklung innovativer, durchströmbarer Elektrodenformen und Zellarchitekturen einbezogen. Auf diese Weise werden die effektiven Stromdichten bei gezielter Gasabfuhr und niedrigen Überspannungen deutlich erhöht. Im Ergebnis kann „grüner Wasserstoff“ billiger und effizienter aus regenerativem Strom hergestellt werden.
KONRAD
  • Langtitel: Konzepte und Betriebsstrategien für lastflexible Feuerungs- und Dampfsysteme
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  • Laufzeit: 01.09.2016 – 31.12.2021
  • Projektpartner:
    • Vattenfall Europe Generation AG
    • RWE Power AG
    • Kraftanlagen München GmbH
    • ALSTOM Boiler Deutschland GmbH
    • Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH
    • TÜV Süd Industrie Service GmbH
    • ASCORi GmbH & Co. KG
    • CheMin GmbH
    • Allianz Risk Consulting GmbH
    • RECOM Services GmbH
  • Projektverantwortliche an der BTU:
    • Dr.-Ing. Alexander Lisk
    • Dr.-Ing. Matthias Klatt
    • Christian Katzer
  • Zusammenfassung:
    Im Rahmen des Projektes sollen die Auswirkungen der veränderten lastflexiblen Betriebsweise auf die Teilsysteme und Kraftwerkskomponenten für kohlegefeuerte Kraftwerks-Bestandsanlagen sowie das Gesamtkraftwerk vertieft und systematisiert untersucht werden. Die Untersuchungen im geplanten Vorhaben richten sich auf das Verbrennungssystem, die beheizten Kesselbauteile (Feuerraum, Heizflächen) sowie die unbeheizten Bauteile des Wasser-Dampf-Systems und sollen unter Einbeziehung kohlegefeuerter Bestands-Partnerkraftwerke erfolgen.
AEL-MALFE
  • Langtitel: Alkalische Elektrolyse - Membranelektrolyse mit anionenleitfähigem Festelektrolyt
  • Fördermittelgeber: Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) und das Ministerium für Wirtschaft und Energie des Landes Brandenburg
  • Laufzeit: 01.01.2017 – 31.12.2020
  • Projektverantwortliche an der BTU:
    • Dr.-Ing. Alexander Lisk
    • Dipl.-Ing. André Voigt
  • Zusammenfassung:
    Wasserstoff übernimmt als Energiespeicher eine immer größer werdende Rolle im Bereich der Energieversorgung. Die Elektrolysetechnologie dient hierbei als Möglichkeit Überschüsse elektrischen Stromes aus regenerativen Energiequellen effizient und in großtechnischem Maßstab zu speichern. Diese Option gewinnt auch im Energieland Brandenburg immer mehr an Bedeutung. Das Ziel des Forschungsprojektes MALFE ist die Weiterentwicklung und der Aufbau eines technologisch innovativen Zellkonzeptes für die alkalische Wasserelektrolyse auf der Basis einer anionenleitfähigen Membran als Festelektrolyt. Bei diesem Konzept entfällt der Elektrolytkreislauf. Gleichzeitig wird bei dieser Technologie intrinsisch die Gasqualität der Produktgase verbessert, was wiederum den erforderlichen Aufwand für die Gasreinigung gegenüber der konventionellen Technologie minimiert. Das neuartige Zellkonzept soll an einem Prototyp im Labormaßstab getestet werden. Mit den Forschungsergebnissen werden die wissenschaftlichen und anwendungsnahen Grundlagen für die Entwicklung technisch verbesserter Elektrolyseure für die Herstellung von Wasserstoff gelegt.
WindNODE
  • Langtitel: Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
  • Laufzeit: 01.12.2016 – 30.11.2020
  • Zusammenfassung:
    WindNODE steht für die effiziente Integration von großen erneuerbaren Erzeugungs-kapazitäten, Stromnetzen und Nutzern auf Basis digitaler Vernetzung. Das Projekt soll für ein breites Publikum Schaufenster der Energiewende der Region werden.
Großbatterien
  • Langtitel: Systemdienstleistungen und Energiespeicherung mittels Großbatterien zur Stabilisierung von Netzen mit hohen EE- Anteilen – Konzeption und Demonstration
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Laufzeit: 01.03.2013 – 30.06.2018
  • Projektpartner:
    • Energiequelle GmbH
    • 50Hertz Transmission GmbH
  • Projektverantwortlicher an der BTU:
    • Dipl.-Ing. Perco Krüger
  • Zusammenfassung:
    Untersuchungen eines Li-Ion-Batteriespeichers in Feldheim; ca. 10 MW Leistung; ca. 10 MWh gespeicherte Energiemenge; Inbetriebnahme des Speichers 2015
Modulentwicklung Power-to-Heat
  • Langtitel: Modulentwicklung eines Software-Tools für die Einsatzplanung und Steuerung von Power-to-Heat-Anlagen zur effizienten Nutzung überschüssiger, ansonsten nicht nutzbarer Erneuerbarer Energie
  • Fördermittelgeber: ILB Investitionsbank des Landes Brandenburg (ProFIT Brandenburg-Programm)
  • Laufzeit: 01.05.2016 – 30.04.2018
  • Projektpartner:
    • IBAR Systemtechnik GmbH, Cottbus
  • Projektverantwortlicher an der BTU:
    • Dipl.-Ing. (FH) Joachim Posselt
    • Nikolaos Panagiotis Sakkas, M.Sc.
    • Krunalkumar Thummar, M.Sc.
  • Zusammenfassung:
    Im Projekt liegt der Entwicklungsschwerpunkt auf der Formulierung von Algorithmen und Modellen zur optimalen Einsatzplanung und Steuerung von Power-to-Heat-Anlagensystemen zur effizienten Nutzung überschüssiger, ansonsten nicht nutzbarer Erneuerbarer Energien. Mit dem wird ein weiterer modularer Baustein geschaffen, um die Power-to-Heat-Technologie als Wertschöpfungsoption im Bereich der Energieversorgung nutzen zu können. Das Software-Tool ermöglicht die optimierte Einsatzplanung und Steuerung von PtH-Anlagen als integralem Bestandteil eines weitgehend digitalisierten Energieversorgungssystems. Das neue Tool erfasst alle Einsatzmöglichkeiten von PtH-Anlagen und ermöglicht eine innovative, komplexe sowie effiziente Entscheidungsfindung bei der Einsatzplanung und Steuerung durch eine umfassende automatisierte Datennutzung. Das Tool kann als dezentrales Energiemanagementsystem, das über eine genaue Datenbasis relevanter externer Prozesse in Echtzeit verfügt, verstanden werden.
Mess-Sensorik am H2-Forschungszentrum
  • Langtitel: Erweiterung der elektrochemischen und Sensormesstechnik am Wasserstoff-Forschungszentrum
  • Fördermittelgeber: Richtlinie Forschungsinfrastruktur - InfraFEI Geräteinvestitionen (EFRE)
  • Laufzeit: 01.10.2016 – 31.03.2018
  • Projektverantwortlicher an der BTU:
    • Dipl.-Ing. Daniel Tannert
    • Dipl.-Ing. (FH) Christian Ziems
  • Zusammenfassung:
    • Projektteil „Elektrochemische Messtechnik zur Untersuchung neuer Elektrodenmaterialien“:
      Eine der wichtigsten Komponenten eines Elektrolyseurs, die für einen hohen Wirkungsgrad sowie eine hohe Energiedichte und damit für geringe Wasserstoff-Erzeugungspreise verantwortlich sind, sind die Elektroden. Für die Erhöhung des Elektrolyse-Wirkungsgrades werden neue Elektrodenbeschichtungen und -materialien an den Elektrolyseanlagen im Wasserstoffforschungszentrum getestet. Zur Vorevaluation neuer Materialien sind dazu elektrochemische Messungen zu Überspannungen, der Stromdichte und Degradation an Einzelelektroden dringend erforderlich. Für einen effektiven Probendurchsatz soll für diese Messungen ein neuer Labor-Messaufbau erstellt werden. Der Messaufbau besteht aus einem Potentiostaten/Galvanostaten sowie den angeschlossenen elektrochemischen Messzellen, an der die Überspannung der zu untersuchenden Arbeitselektrode gegenüber einer Referenzelektrode gemessen wird. Neben diesen galvanostatischen Messungen können mit dem Messaufbau auch dynamische Messungen mit ansteigenden oder zyklischem Spannungsverlauf (Linear potential sweep, Cyclovoltammetry) ausgeführt werden, die Informationen über das dynamische Verhalten der Elektroden liefern. Mit der weiterhin bestehenden Möglichkeit der elektrochemischen Impedanzspektroskopie am Messplatz können wichtige Informationen zu den Zeitkonstanten der an der elektrochemischen Reaktion beteiligten Transportprozesse gewonnen werden. Insgesamt trägt der Messplatz damit zu einer qualitativ und quantitativ deutlich besseren Vor-Evaluation neuer Elektrodenmaterialien für die alkalische Elektrolyse bei.
    • Projektteil „Erweiterte Sensormesstechnik am 60-bar-Forschungselektrolyseur“:
      Die Erweiterung der Sensormesstechnik umfasst zum einen die Volumenstrommessung für Gase und Flüssigkeiten und zum anderen die qualitative Erfassung der Produktgaszusammensetzung sowie die Systemeinbindung der Sensoren. Mittels der exakten Quantifizierung der Produktgase können weitere Erkenntnisse zu Gasverlusten in der Elektrolyseanlage sowie zu Shuntströmen in den Elektrolysezellen gewonnen werden. Dieses bildet die Grundlage für die energetische Optimierung des Elektrolysesystems. Die Quantifizierung von Flüssigkeitsvolumenströmen, insbesondere des Laugendurchsatzes, ermöglicht die Bestimmung der Aufteilung des Laugenstromes auf Kathoden- und Anodenseite. Dies erlaubt Rückschlüsse auf den Druckverlust in der jeweiligen Elektrolysehalbzelle sowie auf das Strömungsverhalten zu ziehen, durch das die Überspannungen in der Elektrolysezelle maßgeblich beeinflusst werden. Erkenntnisse über die Charakteristik der Elektrolytströmung sind elementar für die weitere energetische Optimierung und die Verbesserung des Stackdesigns sowie für die Modellabbildung der Elektrolysezelle. Die integrierte Temperaturmessung trägt darüber hinaus zur weiteren Verbesserung des Wärmemanagements bei. Die exakte qualitative Erfassung der Produktgaszusammensetzung bietet die Möglichkeit für weitere verfahrenstechnische Untersuchung als Grundlage zur Verbesserung der Betriebsweise von Elektrolyseuren. Durch die Kombination eines präzisen Wasserstoff- und Sauerstoffdurchflussmessers und der Messeinrichtung zur Bestimmung der Art und Menge von Verunreinigungen im jeweiligen Gas kann am Testelektrolyseur die Wirkungsgradmessung des Faradayschen Wirkungsgrades erheblich verbessert werden. Die für den dynamischen und sicheren Betrieb wichtige Messung der Gasreinheit der Produktgase wird ebenfalls deutlich erweitert.