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Innovationen bei Siemens | Presse- und Analysten-Event | 8. Dezember 2015
Energiewende 2.0 Ein Blick in die Zukunft unserer Energiesysteme
Revolution künftiger Energiesysteme Bis zum Jahr 2100 wollen die G7-Staaten die Weltwirtschaft dekarbonisieren. Und bereits 2050 sollen allein in Deutschland 80 Prozent des Energiebedarfs aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden. Um diese Ziele zu erreichen, müssen die Energiesysteme grundlegend verändert werden – und zwar weltweit. Siemens-Forscher sind sich sicher, dass erneuerbare Energieträger die fossilen schon viel früher ersetzen werden. Damit Siemens diese Entwicklungen technologisch und geschäftlich bereits heute antizipieren kann, untersuchen die Experten in mehreren Forschungsprojekten unter der Strategie „Energiewende 2.0“, wie Energiesysteme der Zukunft aussehen. Dabei konzentriert sich die globale Siemens-Forschung auf vier Schwerpunkte:
Systemkompetenz steigern: Im Forschungsprojekt „Energy System Development Plan“ (ESDP) haben die Forscher ein Software-Modell entwickelt, mit dem sich erstmals simulieren lässt, wie sich nicht nur Erzeugung und Übertragung, sondern auch Verteilung und Marktdesign verändern, je mehr erneuerbare Energien eingespeist werden.
Innovationen in „traditionellen Feldern“ sichern – zum Beispiel im Bereich von Gleichstromsystemen, und das nicht nur in der Stromübertragung. Die Prognose: Der Trend geht zu „elektronifizierten“ Netzen, also dem vermehrten Einsatz leistungselektronischer Umrichter in der Stromversorgung.
Das Wachstum im Bereich dezentraler Stromerzeugung: hier stehen Lösungen im Mittelpunkt, wie verschiedene Energieträger in multimodalen Energiesystemen optimal zusammenspielen können. Eine zentrale Rolle nimmt dabei die Entwicklung kleiner und mittlerer (dezentraler) Kraftwerke ein.
Neue Energiespeicher entwickeln: Hier stehen zunächst hochpreisige chemische Grundstoffe im Fokus der Entwicklung. Dabei haben Siemens-Forscher eine Lösung gefunden, mit „grünem“ Strom CO2 in wertvolle Ressourcen wie Ethylen oder Alkohole umzuwandeln. Mittelfristig erwarten die Siemens-Experten eine wirtschaftliche Speicherung oder Wandlung in Form von synthetischen Kraftstoffen – etwa Wasserstoff. Langfristig könnte die Wiederverstromung ein Thema werden.
Siemens-Forscher simulieren erstmals komplette Energiesysteme Da heute noch nicht bekannt ist, wie künftige Energiesysteme aussehen müssen, wenn sie zum großen Teil auf erneuerbaren Energien basieren, untersuchen und simulieren Siemens-Forscher im bislang einzigartigen Forschungsprojekt ESDP, welche Anforderungen künftige Energiesysteme haben werden.
siemens.com/innovationen
Sie analysieren, wie sich ein hoher Anteil erneuerbarer Energien langfristig auswirken wird – und zwar nicht nur auf die Energieerzeugung, -übertragung und -verteilung, sondern auch auf den Markt. Daraus entwickeln sie Szenarien, die ein genaues Bild der Energieversorgung der Zukunft vermitteln. Grundlage der Simulation sind große Datenmengen mit Variablen wie regionalen Verbrauchsdaten, Kraftwerksinformationen oder Strompreisentwicklungen. Geografisch konzentriert sich der ESDP auf das deutsche Energiesystem. Der Ansatz lässt sich aber auch auf andere Länder übertragen. Basierend auf den Erkenntnissen können die Forscher Prognosen über den möglichen Infrastruktur- und Technologiebedarf künftiger Energiesysteme treffen und Schlüsseltechnologien identifizieren. Daraus kann Siemens schon heute neue Produkte, Lösungen und Geschäftsmodelle für die Energiesysteme von morgen entwickeln. Zudem können mit dieser Technologie erstmals konkrete Chancen und Risiken, die bei der Integration großer Mengen erneuerbarer Energien in die Stromnetze entstehen, frühzeitig erkannt und berücksichtigt werden.
Mit grünem Strom gelingt es Siemens-Forschern, CO2 in wertvolle Ressourcen umzuwandeln Der Ausbau erneuerbarer Energien führt dazu, dass künftig immer mehr Strom vorhanden ist. Umso wichtiger und interessanter wird es, Strom sinnvoll und möglichst gewinnbringend zu verwerten. Siemens-Wissenschaftler haben eine Lösung gefunden, elektrischen Strom durch Elektrolyse mit CO2 zu verbinden, um verschiedene wertvolle Rohstoffe herzustellen. So können sie etwa Ethylen, Kohlenmonoxid oder Alkohole erzeugen, die für die Industrie großen Wert haben. Dazu haben sie eine Elektrolyseanlage entwickelt. Chemische Verbindungen, sogenannte Katalysatoren, beladen das träge CO2 mit energiereichen Elektronen. Durch die Wahl des Katalysators und die Veränderung der Stromdichte oder der gelösten Salze im Wasser lassen sich verschiedene Endprodukte erreichen: Kohlenmonoxid, Ethylen oder Alkohole. Bislang ist die chemische Industrie bei der Herstellung ihrer Grundstoffe weitgehend von der schwindenden Ressource Erdöl abhängig (Beispiel Ethylenherstellung: Ausgangsstoff Erdöl, sehr aufwendiger Prozess, Marktpreis für 1 Tonne Ethylen: bis zu 1.200 €). Deshalb sind Umwandlungsprozesse, bei denen nur elektrischer Strom und CO 2 gebraucht werden, nicht aber Erdöl, besonders attraktiv. Erst mittelfristig erwarten die Siemens-Forscher eine wirtschaftliche Speicherung oder Wandlung in Form von Wasserstoff oder synthetischen Kraftstoffen.
Weiterführende Informationen Presse-Feature | Innovationen bei Siemens: www.siemens.com/presse/innovationen-bei-siemens Picture of the Future | Energiewende 2.0: www.siemens.de/pof-energiewende-2-0
