Die deutsche Industrie richtet sich auf das volatile Angebot erneuerbarer Energien ein: Das ist das Ziel von SynErgie, einem mit vielen Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium geförderten Forschungsprojekt, das seine Arbeit dieses Jahr aufgenommen hat. Den Hut bei dem Mammutprojekt hat die TU Darmstadt auf. Insgesamt sind rund 100 Partner beteiligt, darunter sechs WGP-Institute.
Dezember 2017 – Das zukünftige Stromsystem in Deutschland steht vor der Herausforderung, mit einem immer größer werdenden Anteil fluktuierend einspeisender Stromerzeuger eine bezahlbare und stabile Stromversorgung zu gewährleisten. Eine mögliche Lösung ist in der Flexibilisierung der Nachfrage zu sehen. Mit insgesamt 44 Prozent des Nettostrom- und 25 Prozent des Wärmebedarfs weisen Industrieprozesse und insbesondere große Einzelanlagen in energieintensiven Industriebranchen beträchtliche Flexibilisierungshebel auf. Während andere Maßnahmen zum Teil mit hohen Kosten unter anderem für den Verbraucher sowie gesellschaftlichen Akzeptanzproblemen verbunden sind, bietet die mittel- und kurzfristige Flexibilisierung der industriellen Stromnachfrage eine Chance, die Energiewende kosteneffizient und sozial akzeptiert zu ermöglichen.
Ganzheitlicher Forschungsansatz
Diesem Ansatz widmet sich das vom BMBF geförderte und vom Projektträger Jülich verwaltete Kopernikus-Projekt „SynErgie – Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung“, unter dessen Dach rund 100 Partner vereint sind. Den ganzheitlichen Ansatz des Forschungsprojektes ermöglicht die einzigartige Zusammensetzung der Partner aus einem breiten industriellen Spektrum mit Anwenderunternehmen aus allen energieintensiven Branchen, Produktionsausrüstern, repräsentativen Strommarktvertretern, führenden Forschungseinrichtungen aus den Bereichen der Produktions- und Verfahrenstechnik, Energiewirtschaft, Informatik, Sozial-, Rechts- und Wirtschaftswissenschaften sowie Stakeholdern der Zivilgesellschaft mit Verbänden, NGOs, Industrie- und Handelskammern und Kommunen. Alle Forscher gemeinsam betrachten sämtliche relevanten Schlüsselproduktionsprozesse, die Produktionsinfrastruktur, das Markt- und Stromsystem sowie gesellschaftliche Auswirkungen.
Das Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik beispielsweise ist ein Forschungspartner im Cluster II des Projektes SynErgie. Darin wird die Produktionsinfrastruktur fokussiert, also die Querschnittstechnologien, die Medien (Druckluft, Dampf, Kaltwasser, Raumlüftung etc.) und Energie (Elektrische/thermische Energie) zur Versorgung der Produktionsprozesse bereitstellen. Gemeinsam mit den Forschungs- und Industriepartnern werden Methoden erarbeitet, um im ersten Schritt die Querschnittstechnologien auf ihr Energieflexibilisierungspotential hin zu bewerten – wie z.B. beim 2. Clustertreffen des Cluster II am IWF (vgl. Foto). Im weiteren Projektverlauf werden geeignete Maßnahmen und Strategien entwickelt, um die Produktionsinfrastruktur für die Energiewende zu befähigen.
Die Mitglieder aus dem Cluster II beim 2. SynErgie-Clustertreffen am IWF in Braunschweig | Quelle: IWF Braunschweig
Aluminiumerzeugung als Leitbranche
Gerade die energieintensive Industrie hat großes Interesse an einer Beteiligung am SynErgie-Projekt gezeigt, denn hier sind die Einsparpotentiale besonders groß. Es sollen Demonstrationsanlagen gebaut werden, um die Flexibilisierungsmaßnahmen real zu erproben. Hierfür ist die Aluminiumerzeugung eine Leitbranche, aber auch in der Zement- und Papierindustrie liegen enorme Möglichkeiten. Und nicht zuletzt die Werkzeugmaschinenindustrie und die Produktion im Maschinenbau könnten von SynErgie stark profitieren. In letzterer sind die Anschlussleistungen der Anlagen zwar wesentlich kleiner als in den anderen Branchen. Dafür aber gibt es hier viele elektrisch beheizte Härteöfen oder Reinigungsanlagen.
Binnen zehn Jahren sollen Methoden entwickelt werden und erste Musterfabriken entstehen, mit deren Hilfe die deutsche Industrie auf das volatile Angebot der erneuerbaren Energien eingestellt werden soll. Das könnte Deutschland zudem in die Lage versetzen, sein gewonnenes Know-how an andere Staaten weiterzugeben, die etwas später vor ähnlichen Aufgaben stehen könnten.
An SynErgie beteiligte WGP-Institute:
- PTW, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen, TU Darmstadt, Prof. Eberhard Abele (Koordination)
- FAPS, Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik, Universität Erlangen-Nürnberg, Prof. Jörg Franke
- IFF, Institut für industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb, Universität Stuttgart, Prof. Thomas Bauernhansl
- IWB, Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften, TU München, Prof. Gunther Reinhart; Prof. Michael Zäh
- IWF, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, TU Braunschweig, Prof. Klaus Dröder
- WZL, Werkzeugmaschinenlabor, RWTH Aachen, Prof. Christian Brecher
Beitragsbild: Prof. Eberhard Abele präsentierte auf dem Zukunftskongress in Berlin am 23./24. Mai 2017 das Kopernikus-Projekt SynErgie | Quelle: Peter Himsel
Mehr Informationen
www.kopernikus-projekte.de/projekte/industrieprozesse
www.kopernikus-projekte.de/projekte/industrieprozesse/erstes-arbeitstreffen
www.wgp.de/de/erneuerbare-energien-fuer-deutsche-industrie/
Förderer
BMBF, Förderphase 10 Jahre ab 30. November 2016
Ansprechpartner
IWF, Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
Prof. Klaus Dröder
Tel.: +49 531 391 76 00
E-Mail: k.droeder@tu-braunschweig.de
Prof. Christoph Herrmann
Tel.: +49 531 391 76 00
E-Mail: c.herrmann@tu-braunschweig.de
PTW, Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen
Stefan Seifermann
Tel.: +49 6151 16 200 81
E-Mail: seifermann@ptw.tu-darmstadt.de