X-Energy (inkl. Teilprojekte)

Das Forschungsprojekt X-Energy ist eine strategische Partnerschaftsinitiative der HAW Hamburg mit dem Ziel, die Hochschule als ein führendes Innovationszentrum für die Entwicklung zukunftsfähiger klimaneutraler Energiesysteme in der Metropolregion Hamburg zu positionieren. 

Aufgeteilt in verschiedene Teilprojekte richtet sich der Forschungsschwerpunkt von X-Energy vor allem auf den Umbau des Energiesystems. Hierfür ist eine technologieoffene Transformation des Stromsystems notwendig – weg von fossilen hin zu erneuerbaren Energien. Das neue Stromsystem muss dabei flexibel auf Schwankungen in der Stromerzeugung reagieren, d. h. der Verbrauch von Strom muss sich stärker an das Stromangebot richten. Das allerdings stellt das immer komplexer werdenden Stromsystem vor großen Herausforderungen. Genau hier setzt die Partnerschaftsinitiative X-Energy mit dem Forschungsthemen Windenergie, Systemintegration, Energiespeicher und dem interdisziplinären Forschungsfeld Umwelt & Akzeptanz an. Es entwickelt Lösungen für ein sicheres und stabiles Energiesystem, dass sich zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien speist.

X-Energy ist ein Verbund von Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Es besteht aus rund 20 regionalen und überregionalen Unternehmenspartnern, die in 22 Teilprojekten, Lösungen für ein klimaneutrales Energiesystem entwickeln – von der ersten Idee bis hin zur Markteinführung innovativer Produkte und Dienstleistungen. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von 15 Professor*innen aus drei Fakultäten der HAW Hamburg (Technik und Information, Life Science, Wirtschaft & Soziales) schafft dabei wertvolle Synergieeffekte in der wissenschaftlichen Forschung.

Schwerpunkte

Windenergie
Einen Großteil des wetterbedingt ungleichmäßig anfallenden erneuerbaren Stroms stammt aus Windenergie. Der weitere Ausbau erneuerbarer Energien und die vollständige Integration dieses Stroms in die Netze wird umso besser gelingen, je mehr Flexibilitäts- und Optimierungspotenziale erschlossen werden. Zudem müssen die Stromgestehungskosten durch Innovationen weiter gesenkt werden, um die Ausbauziele erreichen zu können. Eine Steigerung der Effizienz und Erzeugungsleistung sowie das Reduzieren von Wartungsaufwand durch die Optimierungen der Anlagenkonstruktionen von Windenergieanlagen (WEA) minimiert die Kosten. Durch gezielte Weiterentwicklung der Steuer- und Reglungstechnik können WEA außerdem dabei helfen, das Stromnetz stabil zu halten.

Zur Förderung der gesellschaftlichen Akzeptanz für Windenergie wächst zudem die Notwendigkeit von Innovationen zur Verbesserung der Umweltverträglichkeit. Hierzu gehören der Schutz von Flora und Fauna sowie die Reduktion der Licht- und Schallemissionen von WEA.

Systemintegration
Mit der Energiewende ändert sich die Stromversorgung von einem lastgeführten System, in dem der Strombedarf durch gut regelbare fossile Kraftwerke gedeckt werden konnte, hin zu einem erzeugungsgeführten System, in dem die schwankende Stromproduktion aus Wind und Sonne mit dem Stromverbrauch in Einklang gebracht werden muss. Die Sicherung des Gleichgewichts ist eine unabdingbare Voraussetzung für die Stabilität des Stromnetzes. Gelingen kann dies durch eine systematische Steuerung und Regelung einer Vielzahl von Stromerzeugern und -Verbrauchern mit Hilfe einer dezentralen Kommunikationsstruktur und innovativen Algorithmen. Eine Kopplung des Stromsektors mit den Verbrauchssektoren Industrie, Wärme und Mobilität erhöht die Flexibilität des Gesamtsystems durch steuerbare Großverbraucher und ermöglicht zudem die Dekarbonisierung dieser Sektoren.

Energiespeicher
In Stromnetzen mit steigendem Anteil fluktuierender, erneuerbarer Energien muss die Synchronisation von Verbrauch und Erzeugung durch effiziente Energiespeicher unterstützt werden. Diese sind notwendig, um einerseits kurzfristige Last- und Erzeugungsschwankungen auszugleichen und andererseits langfristige Stromüberschüsse sinnvoll aufzunehmen bzw. Energiereserven für wind- und sonnenarme Perioden vorzuhalten.

Power-to-X-Konzepte (PtX) machen Stromüberschüsse langfristig für erzeugungsschwache Zeiten verfügbar. Zudem kann Strom durch die Umwandlung in gasförmige oder flüssige Energieträger auch für schwer elektrifizierbare Anwendungen wie den Schwerlastverkehr oder bestimmte industrielle Anwendungen verfügbar gemacht werden. Wärme- und Stromspeicher hingegen sind vor allem für die dynamische kurz- bis mittelfristige Energiespeicherung geeignet.

 

Weiterführende Informationen

Weiter Materialien und wissenschaftliche Veröffentlichungen zu X-Energy und den Teilprojekten finden Sie unter: CC4E-Marking und Kommunikation

Duration
-
Budget
10.700.000
Funding
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Unit
CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz

Project title

Unit

Funding

Duration

BIO-PLASTICS EUROPE Faculty of Life Sciences EU funding 09/2019 - 09/2023
CamPuls II CCG - Gesundheit Faculty of Life Sciences Other 11/2021 - 11/2024
ESIDA Faculty of Life Sciences Faculty of Engineering and Computer Science Bundesmittel 08/2020 - 02/2023
iMath Faculty of Engineering and Computer Science EU funding 12/2021 - 06/2024
PEAK Faculty of Life Sciences Bundesmittel 03/2021 - 02/2024
RAT Extension Faculty of Design, Media and Information German Research Foundation 07/2021 - 07/2024
RESAMP Faculty of Life Sciences Bundesmittel 09/2021 - 02/2023
SEO effect 2 Faculty of Design, Media and Information German Research Foundation 03/2022 - 03/2025
Ukraine-Nature Faculty of Life Sciences Foundations 07/2022 - 12/2023

Project title

Unit

Funding

Duration

BIO-PLASTICS EUROPE Faculty of Life Sciences EU funding 09/2019 - 09/2023
CamPuls II CCG - Gesundheit Faculty of Life Sciences Other 11/2021 - 11/2024
ESIDA Faculty of Life Sciences Faculty of Engineering and Computer Science Bundesmittel 08/2020 - 02/2023
iMath Faculty of Engineering and Computer Science EU funding 12/2021 - 06/2024
PEAK Faculty of Life Sciences Bundesmittel 03/2021 - 02/2024
RAT Extension Faculty of Design, Media and Information German Research Foundation 07/2021 - 07/2024
RESAMP Faculty of Life Sciences Bundesmittel 09/2021 - 02/2023
SEO effect 2 Faculty of Design, Media and Information German Research Foundation 03/2022 - 03/2025
Ukraine-Nature Faculty of Life Sciences Foundations 07/2022 - 12/2023
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