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

Projektlaufzeit
-
ProjektBudget
10.700.000
Mittelgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Einrichtungen
CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz

Aktuelle Teilprojekte des Forschungsprojekts X-Energy

Name des Projekts

Einrichtungen

Finanzierung

Projektlaufzeit

FLEDERWIND CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 01/2017 - 12/2022
morFLEX CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz 01/2017 - 11/2022
X-Radar CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 04/2017 - 01/2023
X-Store CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 10/2018 - 12/2022
Multirotor DfM CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 05/2021 - 01/2025
MEDEA CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz 11/2021 - 10/2024
MethaSyn CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz 01/2022 - 12/2022
X-Zweiblatt Floating CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz 03/2022 - 08/2023

Abgeschlossene Teilprojekte des Forschungsprojekts X-Energy

Name des Projekts

Einrichtungen

Finanzierung

Projektlaufzeit

X-SmartWind CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 01/2017 - 04/2021
X-Rotor - Zweiblatt CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 01/2017 - 06/2022
ClosedCarbonLoop (CCL) CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 01/2017 - 08/2022
Vibroakustik CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 04/2017 - 03/2021
X-Eptance Impulse CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 04/2017 - 03/2021
X-Multirotor CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 11/2017 - 06/2022
READi-PtL CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 09/2018 - 06/2022
DUEME CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 12/2018 - 04/2022
X-Eptance Explore CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Bundesmittel 09/2019 - 02/2022
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