Systemforschung

Auf der Suche nach dem Energiesystem von morgen

Um die Folgen der Erderwärmung abzumildern, muss die Weltgemeinschaft ihren CO2-Ausstoß drastisch senken. Dafür muss sie das Energiesystem vollständig umbauen.

Wie aber kann ein Energiesystem aussehen, das auf Sonne, Wind und Wasser anstatt auf Kohle und Öl setzt? Auf welche Weise kommt die Transformation am besten voran? Das untersuchen Wissenschaftler:innen der Jülicher Systemforschung. Es geht dabei nicht nur um die Energiegewinnung, sondern auch um den Ausbau der Infrastruktur, beispielsweise von Stromnetzen, Wasserstoff-Pipelines und Energiespeichern. Zu berücksichtigen ist auch die Versorgung der Bevölkerung mit Wärme und der Energiebedarf des Verkehrs.

Herausforderungen

Wer analysieren will, welche Strategien und Maßnahmen besonders geeignet sind, das Ziel eines nachhaltigen Energiesystems zu erreichen, steht vor einer schweren Aufgabe. Dafür gibt es neben der Komplexität des Systems einige Gründe. So können technische Innovationen das Energiesystem grundlegend verändern. Zudem spielen wirtschaftliche Aspekte eine wesentliche Rolle, etwa die Preisentwicklung von Rohstoffen oder Technologien sowie die internationalen Handelsbeziehungen. Schließlich beeinflussen auch gesellschaftliche Akzeptanz und die Energiepolitik die Veränderungen im Energiesystem.

Jülicher Ansätze

Die Wissenschaftler:innen der Jülicher Systemforschung entwickeln realitätsnahe Modelle von Energiesystemen auf verschiedenen Ebenen, die von der lokalen bis zur globalen Ebene reichen. Unter Einsatz dieser Modelle entwerfen sie verschiedene Zukunftsszenarien nach dem Motto „Was wäre, wenn?“. Aus diesen Szenarien und Analysen leiten sie Handlungsempfehlungen ab. Mit ihrer Forschung unterstützen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter anderem die Entwicklung von Strategien, mit denen sich die deutschen und europäischen Treibhausgas-Minderungsziele erreichen lassen.

Um die Ziele des deutschen Klimaschutzgesetzes einzuhalten, müssen bereits bis zum Jahr 2030 umfangreiche Maßnahmen in allen Sektoren umgesetzt werden. Was wir in den nächsten 7 Jahren tun, ist von entscheidender Bedeutung.

Energiesysteme, die auf erneuerbaren Quellen basieren, erfordern eine andere Regelung als konventionelle Systeme, um Energieangebot und Energienachfrage an jedem Ort und zu jeder Zeit in Einklang zu bringen. Forschende des Jülicher Instituts Energiesystemtechnik stellen sich dieser Aufgabe, indem sie Modelle und Algorithmen zur Regelung und Optimierung nachhaltiger Energienetze etwa für Quartiere und Industrieverbünde entwickeln.

_{Text: Frank Frick}

Weitere Informationen

Helmholtz Forschungsbereich

Helmholtz Energie

Helmholtz-Energie schafft durch Grundlagen- und Anwendungsforschung die wissenschaftliche Basis für eine klimaneutrale sowie wirtschaftlich und sozial nachhaltige Energieversorgung.

Institut

Energiesystemtechnik

Das ICE-1 entwickelt Modelle und Algorithmen zur Simulation, Optimierung und Regelung von Energiesystemen.

Institut

Jülicher Systemanalyse

Am ICE-2 wird erforscht, wie ein nachhaltiges Energiesystem erreicht werden kann und wie dieses aussehen könnte.