Energie-Innovationszentrum (EIZ)

Gefördert durch: Die Bundesregierung, Bundesministerium für Bildung und Forschung, Land Brandenburg

Projektlaufzeit: 01.08.2022 – 31.07.2026

Konsortialpartner: 50Hertz Transmission GmbH, IBAR Systemtechnik GmbH, Ingenieurgesellschaft für Energie- und Kraftwerkstechnik mbH (IEK), Fraunhofer Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie (IEG)

Assoziierte Partner: ADAC Berlin-Brandenburg e.V., ASCORI GmbH & Co. KG, ASG Spremberg GmbH, BASF Schwarzheide GmbH, Cosmoblonde GmbH, Creative Quantum GmbH (Creative), DIgSILENT GmbH, DLR Institut für CO2-arme Industrieprozesse, E.DIS Netz GmbH, Elektroenergieversorgung Cottbus GmbH (EVC), Elena International GmbH (elena), EMEC-Prototyping GmbH (EMEC), EMIS Electrics GmbH (EMIS), Entwicklungsgesellschaft Cottbus mbH (EGC), Euro-K GmbH, Fachagentur Windenergie an Land e.V. (FA Wind), Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP), F&S Prozessautomation GmbH und F&S Converter GmbH, Gebäudewirtschaft Cottbus GmbH (GWC), Global Climate Forum (GCF), Innovation Hub 13, KOSTAL Industrie Elektrik GmbH, Lausitz Energie Kraftwerke AG (LEAG), Lausitzer Zentrum für Künstliche Intelligenz (LZKI), LOGE Deutschland GmbH, MITNETZ STROM GmbH und MITNETZ GAS GmbH, NI Germany GmbH (NI), Siemens AG, Staatskanzlei Brandenburg (SK BB), Stromnetz Berlin GmbH, WEMAG AG, Wirtschaftsregion Lausitz GmbH (WRL), WTZ Roßlau gGmbH, ZEDAS GmbH, Zukunft Lausitz | Puls e.V. (ZL)

Website des EIZ:https://www.b-tu.de/energie-innovationszentrum/

Projektbeschreibung: Das Erreichen der weltweiten Klimaziele erfordert eine effektive und effiziente CO2-neutrale Bewirtschaftung aller Sektoren. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten kann dies nur durch eine stärkere Vernetzung der verschiedenen Energiesysteme (Elektrizität, Wärme, Gas, Industrie, Transport und Verkehr) sowie der verschiedenen Systemakteure erreicht werden. Das Energie-Innovationszentrum (EIZ) begleitet diesen globalen Umbau des Energiesektors, indem es die regionale Technologieführerschaft für Wissenschaft und Wirtschaft sowie die Gründungskompetenz der Lausitz in den Bereichen der Sektorenkopplung sowie dem intelligenten, digitalen Betrieb von Energiesystemen (mit)aufbaut und (mit)sichert. Ziel ist es, dass der Energiesektor auch im Zeitalter der erneuerbaren Energien und der Digitalisierung die tragende Säule der wirtschaftlichen und technologischen Identität der Lausitz bleibt und hierzu das Lausitzer Revier zu einer zukunftsfähigen Energieregion weiterentwickelt wird. Das EIZ besteht dabei aus sechs vernetzten Laboren (Labs) mit eigenen thematischen Schwerpunkten:

Im Energy Economics Lab(EECON Lab) werden energiewirtschaftliche Lösungen, die die langfristigen Investitionen in Energieinfrastrukturen und die Akzeptanz in der Bevölkerung in damit verbundene Landschaftseingriffe zusammenführen, erarbeitet. Die Akzeptanz von Energieinfrastrukturmaßnahmen wird hierbei mit Hilfe von Laborexperimenten und VR-Experience quantifiziert. Darüber hinaus liefert das EECON Lab insbesondere Prognosen für integrierte Energiesysteme (kurz-, mittel und langfristig) mit unterschiedlichen methodischen Ansätzen aus Optimierung und Statistik und führt Markt- und Wettbewerbsanalysen durch, um Erkenntnisse für den Strukturwandel und die Transformation des Energiesystems zu gewinnen und die regionale Wirtschaft zu unterstützen. Leiterin des EECON Lab ist Dr. Christin Hoffmann vom Fachgebiet Energiewirtschaft an der BTU. https://www.b-tu.de/fg-energiewirtschaft

Im Electric Power Systems Lab (EPS Lab) werden netzbetriebliche Fragestellungen im Zusammenhang mit der Dezentralisierung und dem Umbau im Erzeugungssektor adressiert. Der Fokus in der Übertragungs- und Verteilnetzebene liegt dabei auf der simulatorgestützten Untersuchung von netzbetrieblichen Themenstellungen der Systemführung und des Netzwiederaufbaus. Leiter des EPS Lab ist Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. mult. Harald Schwarz vom Lehrstuhl für Lehrstuhl Energieverteilung und Hochspannungstechnik an der BTU. https://www.b-tu.de/fg-evh/

Um den Betrieb sektorenübergreifender Energiesysteme effizient und flexibel zu koordinieren und zu überwachen, sind innovative, integrierte Konzepte für die Regelung und Leittechnik notwendig. Dabei erfordert die Komplexität von Multi-Energiesystemen neue methodische Betriebs- und Regelungsansätze mit verlässlichen Güte-, Robustheits- und Cybersicherheitseigenschaften. Die Entwicklung und Demonstration von Technologien für diese Herausforderungen stehen im Mittelpunkt der interdisziplinären Einrichtung Control Systems and Cyber Security Lab (COSYS Lab). Das COSYS Lab wird von Prof. Dr.-Ing. Johannes Schiffer vom Fachgebiet Regelungssysteme und Netzleittechnik an der BTU geleitet. https://www.b-tu.de/fg-regelungssysteme/

Das Energy Storage and Conversion Lab (ESC Lab) hat zum Ziel die drei Ebenen für Sektor-gekoppelte Energiesysteme – Wärme, Strom und Mobilität – in einem CO2 neutralen Kreislaufansatz basierend auf Wasserstoff abzubilden. Das ESC Lab wird von Prof. Fabian Mauß vom Lehrstuhl für Thermodynamik / Thermische Verfahrenstechnik an der BTU geleitet. https://www.b-tu.de/fg-tdtvt

Zum Gelingen der Energiewende bedarf es sowohl Batteriespeicher zur Überbrückung von Energiedifferenzen zwischen Erzeugung und Verbrauch im Stundenbereich und zur Erbringung von Regelleistung als auch Wasserstoff- oder Methangas-Speicher als Energiereserve für Zeiten, in denen für Tage und Wochen nicht ausreichend erneuerbare Energie zur Verfügung steht. Beiden Speichern ist gemeinsam, dass sie relativ niedrige Gleichspannung (im Bereich einiger hundert Volt) sowohl zum Einspeichern (Batterie laden, Elektrolyse) als auch zum Ausspeichern brauchen (Batterie entladen, Brennstoffzelle o.ä.). Damit ergibt sich die Aufgabe, im Netzmaßstab relevante Leistungen mit mehreren 100 MW bis zu 600 MW mit der Netzanschlussspannung von 110kV, 220 KV oder 380 kV in diese niedrige Gleichspannung und zurück zu konvertieren. Das High Power Grid Converter Lab (HPGC Lab) unter der Leitung von Prof. Georg Möhlenkamp vom Fachgebiet Leistungselektronik und Antriebssysteme an der BTU stellt sich dieser Herausforderung. https://www.b-tu.de/fg-lea

Im Scientific Computing Lab (SC Lab) werden verschiedene an der BTU vorhandene Kompetenzen im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens sowie der mathematischen Modellierung und Optimierung komplexer Systeme gebündelt. Hauptziele und Aufgabengebiete des SC Lab sind Methoden- und Softwareentwicklungen in den Bereichen stochastische Multiskalen- und Multiphysics-Modelle, effiziente Optimierungsmethoden für komplexe Netzwerke sowie Co- und Echtzeitsimulation von Multi-Energiesystemen. Das SC Lab wird von Prof. Dr. Carsten Hartmann vom Fachgebiet Stochastik und ihre Anwendungen an der BTU geleitet. https://www.b-tu.de/fg-stochastik/