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Diese und letzte Woche war ein Team von ARTE am Energy Lab 2.0. Für einen Wissenschaftsbeitrag über erneuerbare Energie wurde eine Versuchsreihe der Dreihphasen-Methanisierung begleitet und gefilmt. Die Doku solle Ende des Jahres erscheinen.

Dieses Jahr findet der Girls' Day auch im Energy Smart Home Lab statt. Schülerinnen aus der Umgebung wird dabei ein Einblick in die MINT-Fächer allgemein und in die Energiewendeforschung gewährt. Bei der virtuellen Tour durch das Reallabor lernen die Mädchen, wie man die Energiewende auch von zuhause aus unterstützen kann.
Das Interesse an der Veranstaltung war groß und sie war schnell ausgebucht.

Professor Dittmeyer spricht im Helmholtz-Video über negative Emissionen und die Reduktion von Kohlenstoffdioxyd. Dabei erklärt er das Direct Air-Capture-Verfahren (kurz DAC) aus der Power-to-X-Prozesskette. Zudem erklärt er ausführlich, wie man C02 aus der Luft entnommen werden kann und welche Bedeutung dieses Verfahren für die Energiewende hat.

Nils Müller hospitiert als Gastwissenschaftler aus Dänemark das Energy Lab 2.0. Er beschäftigt sich mit der Erkennung von Cyberangriffen auf die Steuerung von Energiesystemen wie handelsüblichen PV-Wechselrichtern und Batteriespeichersystemen. Dabei sollen Anomalien in den Sensordaten des physikalischen bzw. chemischen Prozesses sowie Netzwerkdaten Hinweise auf ungewollte Fremdeinwirkungen geben. Die Cybersecuritygruppe des Energy Labs 2.0 unterstützt dabei durch die Bereitstellung von Versuchsplattformen und stellt typische Cyberangriffe nach.

Über eine Woche hinweg wurde bioliq®-Synthesegas aus der benachbarten Pilotanlage im Energy Lab 2.0 in Methan umgewandelt. Damit ist über Zwichenschritte Biomasse in ein Gas umgewandelt worden, das sich in das öffentliche Netz einspeisen lässt. Im Versuch wurde auch die Aktivierungsmethode auf Energieeffizienz optimiert. Wieder ein Schritt in Richtung Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen.

Im Dezember 2021 konnte der Methanisierungs-Katalysator erfolgreich "in situ" im Blasensäulenreaktor aktiviert werden. Zum Einsatz kam dabei eine selbstentwickelte Reduktions- und Aktivierungsmethode. Die in-situ Aktivierungsmethode kann den Arbeitsaufwand erheblich reduzieren und die ökologische und ökonomische Attraktivität der Dreiphasen-Methanisierung weiter steigern.
Ab heute soll diese neue Methode in einer neuen Versuchskampagne verifiziert und weiter verbessert werden.

Im Rahmen des Kopernikus-Projekts ENSURE wurden die Echtzeitsimulatoren der FAU Erlangen-Nürnberg und des KIT (Energy Lab 2.0) virtuell zu einer verteilten Echtzeitsimulation gekoppelt. Die Simulatoren werden unter Nutzung des VILLAS-Frameworks miteinander gekoppelt. Damit ist ein schneller Datenaustausch zwischen den einzelnen geographisch entfernten Netzen über festgelegte Netzknoten möglich. Im Benchmark-Szenario simuliert der FAU-Simulator ein Übertragungsnetz (Teilgebiet des Nordic Testsystems), und der KIT-Simulator ein Verteilnetz (KIT-Campus Nord 20kV-Netz) simuliert. Die Synchronisierung der verteilten Echtzeitsimulation erfolgt über GPS-Uhren in beiden Laboren.

Die Rechenleistung der Echtzeitsimulatoren wurde für die drei Novacor-Chassis, die dem EGSAL zur Verfügung stehen, auf die maximale Anzahl von 30 Kernen erhöht (10 Kerne pro Simulator). AURORA-Kommunikationsprotokoll-Lizenzen (mit 4 Anschlüssen pro Simulator) wurden auf zwei der Simulatoren aktiviert, um die Kopplungsmöglichkeiten mit anderen Simulatoren (z.B. OPAL-RT im SESCL) zu erweitern.

A. Bramsiepe, KIT 2021

Die in situ Katalysatoraktivierung als wesentliche Prozessverbesserung wurde In der zweiten Dezemberwoche 2021 an der Dreiphasen-Methanisierung (3PM) im Energy Lab 2.0 untersucht. Hierzu wurde eine neuartige Methode entwickelt und getestet, bei welcher der Methanisierungs-Katalysator direkt im Reaktor und im laufenden Betrieb aktiviert wird. Die Versuche hierzu wurden erfolgreich abgeschlossen und liefern wertvolle Daten zur Übertragung der Ergebnisse aus der 100 kW 3PM in den industriellen Maßstab und für deren ökonomische Bewertung.

Die sogenannte Reversible Solid Oxide Cell (rSOC) wurde nun erfolgreich in Betrieb gesetzt. Das System kann sowohl im Elektrolysemodus (Strom-zu-Wasserstoff) als auch im Brennstoffzellen- bzw. Reformermodus (Wasserstoff- oder Erdgas-zu-Strom) betrieben werden. So kann dieses System aus chemischen Energieträgern elektrischen Strom generieren oder über erneuerbaren Strom grünen Wasserstoff mit sehr hohem Wirkungsgrad erzeugen. Solche Flexibilitätsoptionen sind im Energiesystem der Zukunft elementar und können nun auch im Energy Lab 2.0 untersucht werden.

"Der Treibstoff, der aus der Luft kommt" so betitelt das Avenue-Magazin von AverEnergy die E-Fuels aus dem Energy Lab 2.0. 
Da ohne synthetische Treibstoffe klimaneutrale Flüge, Schiffsreisen oder andere Schwertransporte nicht denkbar sind, werden E-Fuels als Hoffunung für die Zukunft dargestellt. Professor Dittmeyer erklärt die vier Schritte des Kreislaufs von Kohlendioxid aus der Luft zum fertigen Kraftstoff.

Die Gebäudeinfrastruktur auf dem Gelände des Campus Nord des KIT entspricht mit seiner Gas- und Wärmeversorgung sowie dem elektrischen Netz der Größe einer mittleren Kleinstadt. Hier stehen industrieähnliche Betriebe genauso wie drei Musterhäuser in denen verschiedene Zukunftszenarien unter realistischen Bedingungen getestet werden können.
Dr. Düpmeier beschreibt, wie autonome, künstliche Intelligenz künftig bei der Regelung der immer komplexer werdenden Energieversorgung mit grüner Energie gelingen kann.

K. Sobel, ADAC

Es ist nicht immer möglich, auf Verbrennungsmotoren zu verzichten. Schwertransport, Schiffs- und Flugverkehr können noch nicht auf Elektro umstellen. Daher sind E-Fuels eine saubere Alternative.
Der Allgemeine Deutsche Automobil-Club hat sich von Prof. Roland Dittmeyer vor Ort zeigen lassen, wie Power-to-X funktioniert. Im Interview erklärt Prof. Dittmeyer das Synthese-Verfahren Schritt für Schritt.

M. Breig, KIT

Die intelligente Vernetzung, Steuerung und Optimierung der Strom-, Wärme- und Gasversorgung sind der Schlüssel für ein klimaneutrales Energiesystem. Deshalb fördert das Bundesministerium für Forschung und Bildung (BMBF) das Reallabor für Sektorenkopplung (SEKO) weiter. Die Förderung für das-Energy Lab 2.0 wird um 10 Millionen Euro auf insgesamt 16,5 Millionen Euro aufgestockt, um neue Strategien und Technologien für die Sektorenkopplung transdisziplinär im Technikumsmaßstab zu entwickeln und zu erproben.

Christian Wetzel

Was passiert eigentlich hinter den Mauern des SEnSSiCC-Gebäudes? Was machen die Forschenden für die Energiewende?
In diesem Video sehen Sie, was geforscht wird und wie diese Forschungsthemen miteineinander zusammenhängen.

In4climateNRW stellt in diesem Video drei innovative Forschungsprojekte zum Thema CO2-Reduktion vor. Ab Minute wird 2:33 das Energy Lab 2.0 als Best Practice Beispiel für Energiewende-Forschung und Klimaschutz vorgestellt. Prof. Dr. Dittmeyer führt durch das Energy Lab 2.0 und stellt die Power-to-X-Anlagen vor, in denen E-Fuels hergestellt werden. Er erläutert den Kreislauf von der CO2-Entnahme aus der Luft bis zur Nutzung des synthetischen Kraftstoffs und somit den Beitrag der Forschung am KIT zur Verkehrswende.

Corona hat den Verkehr verändert und damit auch kurzzeitig gezeigt, wie der Transport von Personen und Gütern unsere Erde negativ beeinflusst.
In dieser Doku vom Mitteldeutschen Rundfunk werden sowohl die Corona-Auswirkungen auf den Verkehr als auch mögliche Lösungen für das Verkehrsdilemma aufgezeigt. Ein Ansatz für die Verkehrswende können E-Fuels sein, wie sie im Energy Lab hergestellt und optimiert werden. Ab Minute 29:40 ist der Energy Lab-Beitrag zu sehen.

Das Energy Lab 2.0 steht als Forschungsinfrastruktur nicht nur anderen Forschungseinrichtungen und Firmen zur Verfügung, sondern ist dieses Jahr auch die Bühne und Kulisse für die KIT-Jahresfeier. Diese Jahresfeier findet erstmals digital statt. Dafür wurde im SEnSSiCC-Gebäude ein Studio aufgebaut und von dort aus gestreamt. Einblicke in das SEnSSiCC-Gebäude und interessante Beiträge zur Klimaforschung gibt es in der Aufzeichnung der KIT-Jahresfeier 2021.

KIT

Beim sogenannten Smart Charging werden Elektrofahrzeuge in das Energiesystem integriert. Sie werden also bei Bedarf geladen oder funktionieren wie ein Batteriespeicher. Wenn sie nicht benutzt werden, können ihre überschüssige Ladung zurück in das Netz speisen.
Je einfacher das Smart Charging für den Elektro-Autofahrer ist, desto flächendeckender kann diese Technologie eingesetzt werden.
Deshalb präsentiert das Energy Lab 2.0 in Kooperation mit der Mercedes-Benz AG eine Web-App, den Smart Charging Wizard, mit der man den Ladevorgang über eine Benutzeroberfläche starten, einstellen und überwachen kann.

KIT

Private Haushalte müssen in ihrem Energieverbrauch flexibel agieren, damit das Potential erneuerbarer Energieträger besser ausgenutzt und die Belastung der Stromnetze reduziert werden kann. Vom 23.11.-7.12.2020 wird in einer Wohnkampagne untersucht, in welcher Art und Weise verschiedene Handlungsaufforderungen und Anreize genutzt werden können, um Bewohner von Privathaushalten zur Flexibilitätserbringung zu bewegen und ihre generelle Akzeptanz und Partizipation bei diesem Thema zu steigern.

C. Wetzel, KIT 2020

Nachdem ein Team von Galileo (Prosieben) einen Tag lang am Energy Lab 2.0 Interviews geführt, gefilmt und Drohnenaufnahmen gemacht hat, wird die Sendung nun ausgestrahlt. Am 29.11.2020 um 19:05 läuft das Themenspecial "Der letzte Tropfen - Wie tickt die Welt, wenn kein Öl mehr fließt?"

Sohmer Media

Am 18.11.2020 ist die erste Episode des neuen Podcasts "Fahrverbot" mit einem Beitrag von Prof. Dittmeyer online gegangen. Herr Dittmeyer hat die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen erläutert.