Technologiezentrum Energie-Campus Hamburg

Transkript

1 Technologiezentrum Energie-Campus Hamburg Aufbau einer Forschungseinrichtung für Windenergie, Netzintegration und Speicherung - 1 -

2 Die Erneuerbaren Energien haben sich in den letzten Jahren mit großer Dynamik zu einem wichtigen Element der Wirtschaftspolitik entwickelt. Forschung und Innovation im Bereich der Erneuerbaren Energie sind für Hamburger Unternehmen unabdingbar, um international wettbewerbsfähig zu bleiben und den Umschwung auf nachhaltige Formen der Energie zu schaffen. Als Leuchtturmprojekt für diese Aufgaben errichtet das Competence Center für Erneuerbare Energien und EnergieEffizienz (CC4E) der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) das Technologiezentrum Energie-Campus Hamburg. Zielsetzung des Energie-Campus ist die Vernetzung zwischen Unternehmen, Hochschulen und Einrichtungen zur Entwicklung von anwendungsnahen Lösungen/Innovationen für Erneuerbare Energien (EE), die einen hohen Nutzen für die Allgemeinheit bewirken sollen. Abbildung 1: Ziele des Energie-Campus Einzelziele sind: Wissensorientierung: Förderung des Technologietransfers, Stärkung des Wissenschaftsstandorts Hamburg, Stärkung des wachsenden Clusters EE Unternehmensorientierung: Förderung der Ansiedlung von EE-Unternehmen und deren Forschungsvorhaben sowie von Neu- und Existenzgründungen, Weiterbildung und Qualifizierung von Fachkräften - 2 -

3 Bürgerorientierung: Vermittlung von Wissen und Informationen sowie Schaffung von Akzeptanz für die Energiewende bei Bürgerinnen und Bürgern, Entwicklung von Nachhaltigkeitsstrategien. Für Hamburg und den gesamten norddeutschen Raum steht dabei die Windenergie an erster Stelle. Die technologischen Schwerpunkte des Energie-Campus sind daher Windenergie und die interdisziplinär verbundenen Bereiche Netze/Netzintegration (Smart Grids, Demand Side Integration/Energieeffiziente Stadt) sowie Teilbereiche der Energiespeicherung. Abbildung 2: Technologische Schwerpunkte Der Energie-Campus soll die Ansiedlung von Unternehmen der EE-, insbesondere der Windbranche fördern, indem Potenziale für Forschung, Vertrieb, Management und insbesondere für technologische Innovationen geschaffen werden. Als Keimzelle des wachsenden Energie-Campus will das CC4E der HAW Hamburg eine Forschungseinrichtung mit einem Windlabor und einem Smart-Grid/Demand Side Integration-Labor sowie einem Windpark realisieren. Die am Energie-Campus entstehenden Innovationen sollen die Erneuerbaren Energien als Branche stärken und einen wesentlichen Beitrag für die Energiewende in Hamburg leisten. Die Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation unterstützt das 6,8 Mio. Euro Projekt Energie-Campus Hamburg mit 3,7 Mio. Euro. Die restliche Finanzierung von rund 3,1 Mio. Euro wird durch Mittel aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geleistet. Weitere Mittel für Grundstückserwerb, Sach-, Personal- und Betriebskosten werden von der HAW Hamburg finanziert. Der geplante Windpark wird ein zusätzliches Investitionsvolumen von circa 10 Mio. Euro aufweisen und durch eine Projektfinanzierung realisiert

4 Abbildung 3: Systemverbund Das Windlabor sowie das Smart-Grid-Labor werden eine Größe von knapp 1000qm aufweisen und im Bezirk Hamburg-Bergedorf, Schleusengärten angesiedelt sein. Der Komplex ermöglicht die Forschung an verschiedenen Themen der Erneuerbaren Energien: Neben der Erfassung technischer Daten ist ein Umweltmonitoring zur Ermittlung des Einflusses des Windparks sowie von Kleinwindenergieanlagen auf die Umwelt ein Forschungsvorhaben des Windlabors. Abbildung 4: Forschungsvorhaben Windlabor - 4 -

5 Projekte zur Reduzierung von Lärmemission durch akustische Sensorik und Akustikkameras, zur Auswertung der Geräuschentwicklung der Windenergieanlagen sowie neue Technologien zum Schutz von Fledermäusen, so genannte Bat-Detectors, zählen zu den Forschungsinhalten. Einen hohen Stellenwert nehmen Testeinrichtungen für Komponenten und Teilsysteme von Windenergieanlagen ein. Anhand der Testergebnisse sowie der damit verbundenen angewandten Forschung kann ein wesentlicher Beitrag zur Erhöhung der Zuverlässigkeit von Windenergieanlagen erreicht werden. Hier setzt auch das geplante Virtual Reality Lab an, das insbesondere bei den Themen virtueller Zusammenbau, Wartung und Benutzung der Windkraftanlagen (WKA) eine wichtige Rolle spielt. Die Forschungsthemen im Windlabor zielen auf die Prognosegenauigkeit von Schadenszuständen bzw. Initialschädigungen, Simulationsprojekte an realen Anlagen und unter realen Umweltbedingungen, Ertragsoptimierungsanalysen u.v.m. Hierfür wird im Windlabor eine Leitwarte eingerichtet, die neben der online-überwachung klassischer Betriebsdaten auch einen tiefen Einblick in den technischen Zustand der Anlage mittels Schwingungsüberwachung ermöglicht. Im Smart-Grid- und Demand Side Integration-Labor können echte Erzeugerwerte (vorzugsweise Windstrom des Windparks) in Simulationsprojekten zur Verstetigung und verlässlichen Planbarkeit der elektrischen Leistung verarbeitet werden. Abbildung 5: Forschungsvorhaben Smart Grid-Labor Die Aktivitäten des Center für Demand Side Integration (CDSI) am CC4E und des Center für Selbstorganisation in Verteilten Systemen (CSVS) sollen ebenfalls im Smart-Grid-Labor integriert werden. Hier bietet sich die einmalige Gelegenheit die Schwankung der (prognostizierten) Einspeisung der beteiligten Windkraftanlagen und Kleinwindenergieanalgen in Simulationen und durch konkrete vorhandene - 5 -

6 Anlagen und deren Strombezug auszugleichen. Dies führt zu einem höheren Wirkungsgrad der Energieerzeugung. Durch die Verbindung des Wind- und Smart Grid-Labors kann eine genaue Untersuchung der Integration von Windstrom in das Stromnetz erfolgen. Durch die Ergänzung mit einzelnen Speicherkomponenten (Power-to-Gas-Demonstrator, Wasserstoffspeicher-Demonstrator, Netzanbindung an Pumpspeicher) können Schwankungsausgleichungen im realen Betrieb erfolgen und damit Potenziale für Effizienzsteigerungen entlang der gesamten Kette Erzeugung Demand Side Management Speicherung untersucht und realisiert werden. Das Projekt hat eine große Bedeutung für die Steigerung der Qualifikationen von Studierenden. Durch den Systemverbund der Forschungseinrichtungen mit dem realen Windpark soll ein Qualitätsschub in der praxisnahen Ausbildung erzeugt sowie interdisziplinäre Kompetenzen den Studierenden der HAW Hamburg vermittelt werden. In studentischen Lernprojekten sollen Fähigkeiten zur technischen und kaufmännischen Betriebsführung des Windparks erworben werden. Der Windpark soll durch eine eigens zu gründende Gesellschaft realisiert und betrieben werden; der CC4E Windenergie ggmbh. Abbildung 6: CC4E Windenergie ggmbh Die nach Abzug aller Kosten verbleibenden Überschüsse werden für die nachhaltige Sicherung der Betriebskosten der Forschungseinrichtungen sowie mittelfristig für weitere Projekte im Sinne der gemeinnützigen Zielsetzung verwendet und für Personal zum Betrieb der Forschungseinrichtungen, im optimalen Liquiditätsfall u.a. auch für die Einrichtung einer Stiftungsprofessur für Windenergie beziehungsweise nach circa fünf Jahren für langfristige Projektvorhaben

7 Der mit der Energiewende verbundene beschleunigte Umbau der Energiegewinnung/Energieversorgung und die umwelt- und gesellschaftsverträgliche Transformation der Energiesysteme in Deutschland stellen insbesondere in Metropolregionen eine Herausforderung dar. Denn neben der Entwicklung und Umsetzung nachhaltiger Lösungen kommt es insbesondere darauf an, diese wirksam zu kommunizieren und den Dialogprozess mit allen gesellschaftlichen Gruppen zu führen. Hierdurch wird Akzeptanz, Unterstützung und Eigenverantwortlichkeit der Bürger im Hinblick auf Nachhaltigkeit im eigenen Bereich erzeugt. Daher bilden, neben den technologischen Zielsetzungen, auch ökonomische beziehungsweise gesellschaftliche Ziele weitere Schwerpunkte des Technologiezentrums. Studien des CC4E in Deutschland und europaweit zeigen, dass mehr als zwei Drittel der Bürger ein großes Interesse an Umweltthemen haben. Dies birgt ein großes Potenzial, die Herausforderungen der Energiewende und des Klimaschutzes gemeinsam mit den Bürgern durch innovative Konzepte zu lösen. Der Entwicklung wirksamer partizipativer und kommunikativer Modelle, die rasch und unmittelbar anwendbar bzw. implementierbar sind, kommt deshalb großer Bedeutung zu. Abbildung 7: ökonomische/gesellschaftliche Schwerpunkte Aus diesem Grund zielt die Bürgerorientierung auf die Vermittlung von Wissen und Informationen und damit auf die Akzeptanzförderung für die Energiewende bei den Bürgerinnen und Bürgern ab. Der Energie- Campus soll als Kommunikationszentrum einen offenen Dialog schaffen. So können die Forschungseinrichtungen zusammen mit den Cluster-Unternehmen durch attraktive Veranstaltungen wie beispielsweise Tage der offenen Tür oder Faszination Energie die komplexen Themen erlebbar und die technologisch-gesellschaftlichen Aspekte der Energiewende verständlich machen

8 Mit seinen Forschungseinrichtungen steigert der Energie-Campus die Attraktivität des Standortes Hamburg und fördert damit die Ansiedlung weiterer Unternehmen sowie hochqualifizierter Fachkräfte. Die Innovationsfähigkeit und wirtschaftliche Leistungsfähigkeit, die aus den öffentlichen Forschungsergebnissen des Energie-Campus hervorgeht, verbessert die Position der angesiedelten Unternehmen im internationalen Wettbewerb. Insbesondere kleinere und mittlere Unternehmen, die es sich in der Regel nicht leisten können, solche Forschungs- und Entwicklungs-Kapazitäten vorzuhalten, profitieren von dem Energie-Campus. Dies erhöht die Fähigkeit der Unternehmen, auf die Herausforderung der Energiewende reagieren zu können und auch im stärkeren internationalen Wettbewerb zu bestehen. Prof. Dr. Werner Beba Leiter CC4E Tel.: 040 / werner.beba@haw-hamburg.de Janine Eibl Projektkoordination CC4E Tel.: 040 / janine.eibl@haw-hamburg.de CC4E - Competence Center für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz der HAW Hamburg Alexanderstraße Hamburg