Neue Wertschöpfungsketten für die Lausitz durch innovative Systeme zur Energieerzeugung und -speicherung

Durch den zunehmenden Einsatz erneuerbarer Energien, im Kontext der Energiewende, treten in immer höherem Maß zeitliche Leistungsschwankungen bei der Energieerzeugung auf. Solche Schwankungen umfassen zum Teil nur sehr kurze Zeiträume im Sekundenbereich, können aber auch abhängig von der Tages- und Jahreszeit auftreten. Aufgrund dieser Schwankungen ergibt sich ein hoher Bedarf an Systemen, die es ermöglichen, die Leistungsfähigkeit von Anlagen zur Energieerzeugung zu verbessern, Energie auch über große Zeiträume zu speichern und Stromnetze gegenüber kurzzeitigen Schwankungen zu stabilisieren.

Das Projekt »Leichtbau und Energietechnik – LuE« hat zum Ziel, flexible und effiziente Systeme zur Energieerzeugung und -speicherung zu erforschen und zu entwickeln, die durch Einsatz von Faserverbund-Leichtbaustrukturen eine deutlich gesteigerte Leistungsfähigkeit erfahren. 

Das Vorhaben umfasst 3 Teilprojekte, mit den Akronymen FUMAG, FUTURE und EFREX, die unterschiedliche – durch die Energiewende und den Einsatz von erneuerbaren Energien – entstehende Herausforderungen aufgreifen:

• Der im Projekt FUMAG entwickelte Schwungmassespeicher mit Leichtbau-Faserverbundrotor ist in der Lage, große Mengen elektrischer Energie in kurzer Zeit aufzunehmen und wieder abzugeben, um bspw. Bremsenergie in Bahnstromnetzen rückgewinnen zu können oder Verbundnetze zu stabilisieren, bei denen Strom aus erneuerbaren Energieträgern diskontinuierlich eingespeist wird.
• Die im Projekt FUTURE entwickelte Leichtbau-Dampfturbinenschaufel soll es ermöglichen, Dampfturbinen betriebssicher auch unter stark diskontinuierlichen Lasten zu betreiben, wie sie charakteristischerweise in Solarthermiekraftwerken auftreten.
• Der in EFREX entwickelte thermochemische Energiespeicher mit Leichtbau-Lagerbehälter für Metallhydroxide ist in der Lage, Energie in Form von Wärme saisonal über mehrere Wochen und Monate mit minimalen Verlusten zu speichern.

»Leichtbau und Energietechnik« ist ein strategisches Kooperationsprojekt zwischen dem Fraunhofer IWU, vertreten am Standort Zittau mit dem Fraunhofer-Kunststoffzentrum Oberlausitz, und dem Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik (IPM) der Hochschule Zittau/Görlitz.

Die entwickelten innovativen leichtbaubasierten Energieerzeugungs- und Speichersysteme sollen in den Wirtschaftraum Lausitz transferiert werden und so den Aufbau völlig neuer Wertschöpfungsketten in der Region ermöglichen. Mit der Generierung lokaler zukunftsfähiger Wertschöpfungsketten trägt das Projekt zum Erfolg des Strukturwandels in den sächsischen Braunkohlerevieren bei. Die ausgeprägte, bereits etablierte Fachkompetenz zahlreicher regionaler Unternehmen in den Bereichen Energietechnik und Kunststoffverarbeitung soll dabei aufgegriffen, erhalten und weiterentwickelt werden.