JARA-ENERGY - Forschen für eine sichere, umweltverträgliche Energieversorgung
JARA-ENERGY (Sustainable Energy Experiments) widmet sich der Erforschung einer nachhaltigen, d.h. effizienten, ressourcenschonenden, umweltverträglichen und sicheren Energiegewinnung, -nutzung und -optimierung.
Die über 2.500 Mitarbeiter und mehr als 50 Institute der JARA-Sektion ENERGY eint das Ziel, die Energieversorgung und Mobilität der Zukunft in ökonomisch gangbarer Weise zu sichern und dabei die Umwelt wie auch das Klima zu schonen. Die Forscherinnen und Forscher beschränken sich dabei nicht nur auf die Suche nach Möglichkeiten, Nutzenergie klimafreundlicher als bisher zu erzeugen. Sie arbeiten auch an möglichst verlustarmen Transport- und Speichermöglichkeiten der Energie sowie an Energietechniken für Autos und mobile Geräte oder Hausenergieversorgungen. Zudem beschäftigen sie sich mit übergreifenden Querschnittsthemen, wie zum Beispiel der Erforschung neuer Materialien, von denen der Fortschritt in der Energietechnik häufig abhängt.
JARA-ENERGY verknüpft die breit gefächerten Kompetenzen seiner Mitglieder durch vielfältige Maßnahmen. Neue Forschungsfelder werden durch Seed-Fund Mittel unterstützt. Juniorprofessuren stärken neue Themenfelder in den Bereichen Angewandte Grenzflächenelektrochemie sowie Energieressourcen- und Innovationsökonomik. Große Einheiten des elektrischen Energieversorgungssystems, wie Batteriespeicher, Elektrolyseur, Windkraftanlagen, Turbinen oder Gleichstromnetze an verschiedenen Forschungsinstituten, werden in einer JARA-Facility als Demonstrator einer zukünftigen dezentralen Energieversorgung miteinander verknüpft und erlauben einmalige Forschungs- und Demonstrationsmöglichkeiten.
Die Sektion JARA-ENERGY strukturiert ihre Aktivitäten in drei Hauptsäulen:
Systems – Untersuchung und Optimierung von Energiesystemen
Mit dem Schwerpunkt der Untersuchung von Verfügbarkeit, Chancen und Risiken von technologischen Entwicklungen im Energiesystem verfolgt JARA-ENERGY das Ziel, die künftige Energieversorgung nachhaltig zu gestalten. JARA-ENERGY hat die einmalige Möglichkeit, Experten aus allen Bereichen der Energieversorgung – Strom, Wärme, Gase, Verkehr sowie grundlagenorientierte Materialforscher – zusammenzubringen und damit einen vollständigen Überblick über das Energieversorgungssystem zu erlangen. Damit können ganzheitliche Analysen und Zukunftsoptionen erstellt werden, die auch volkswirtschaftliche, betriebswirtschaftliche und Nutzerakzeptanzaspekte berücksichtigen.
Processes – Verfahrenstechnik und Herstellverfahren stehen im Mittelpunkt des Bereichs
Die zentrale Frage ist hier insbesondere, wie Energieträger und chemische Grundstoffe in der Zukunft allein aus erneuerbaren Energien bereitgestellt werden können. Eventuelle Stromschwankungen, die bei der Stromproduktion durch Wind und Solar auftreten, könnten neuartige Batterien ausgleichen, die als Speicher im dezentralen Stromnetz fungieren. Darüber hinaus verbirgt sich hinter dem Stichwort „Power to X“ die Erforschung von Umwandlungstechniken, die es ermöglichen, Strom in Wasserstoff, Methangas und andere Chemikalien und Energieträger zu transformieren.
Gemeinsam mit der DECHEMA koordinieren Wissenschaftler der RWTH Aachen University und des Forschungszentrums Jülich das BMBF-Großprojekt „Power-2-X“ als eines von vier zur Förderung ausgewählten „Kopernikus-Projekten für die Energiewende“. Neue technologische Entwicklungen sollen im Bereich Speicherung und Nutzung von elektrischer Energie aus erneuerbaren Energiequellen bis zur industriellen Reife gebracht werden.
Materials – Entwicklung und Erforschung neuer Materialien für den Einsatz in der Stromerzeugung und -speicherung
Nicht nur Speichermedien benötigen effiziente Materialien, sondern vor allem auch Stromerzeuger. Windkrafträder, Solaranlagen oder Kraftwerke profitieren von den neuen Materialien, die nicht nur dem Anspruch der Ökonomie gerecht werden, sondern auf die jeweilige Anwendung perfekt angepasst sind. Auch die Leistungselektronik, Netzkomponenten, thermische Isolationsmaterialien oder neue Bohrtechniken zum Beispiel für die Erschließung geothermischer Ressourcen basieren auf innovativen und ressourcenschonenden Materialien. Elektrochemische Energiespeicher stellen eine besondere Herausforderung dar. Hier entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Batteriekonzepte und erforschen alle Aspekte, die notwendig sind, um Batterien in Anwendungen integrieren zu können.
Die Expertise der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler reicht somit von den Grundlagen bis zur fertigen Anwendung, umfasst die gesamte Wertschöpfungskette und sämtliche Energietechnologien.
