Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle originalgetreue Abbildung eines Systems oder eines Objekts. Das Energy Lab 2.0 des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat jetzt einen solchen detaillierten digitalen Zwilling des Energiesystems in Deutschland erstellt. Damit wollen die Forscher:innen klären, wie ein klimaneutrales und resilientes Energiesystem konstruiert sein sollte und wie es sich sicher und stabil steuern lässt. Dazu simulieren sie die Einbindung von Zukunftstechnologien wie Solar- und Windparks, Netzspeicher oder Power-to-X-Anlagen, um Strom etwa in Form von Wärme oder künstlich hergestellten Brennstoffen wie Wasserstoff zu speichern. Hier wird auch das flexible Zusammenspiel elektrischer, thermischer und chemischer Energieträger inklusive der intelligenten Vernetzung von Erzeugungsanlagen, Speichern und Verbrauchern praxisnah erprobt – inklusive einer zukünftigen Wasserstoffinfrastruktur.
Umbau beschleunigen
Die Simulation, die in Karlsruhe durchgeführt werden soll, basiert komplett auf erneuerbaren Energien sowie einem geschlossenen Kohlenstoffkreislauf. Das bedeutet, die Forscher bauen so das Energiesystem auf, wie es nach den Plänen der Bundesregierung im Jahre 2045 Wirklichkeit sein soll. „Der voranschreitende Klimawandel und die Energiekrise machen deutlich, dass wir bei der Transformation unserer Energieversorgung mehr Tempo benötigen“, erklärt Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger. „Um unsere ehrgeizigen Ziele zu erreichen, sind wir auf intensive Forschung angewiesen. Die Energieforschung hier am KIT und in der Helmholtz-Gemeinschaft leistet einen wichtigen Beitrag, um den Umbau zu beschleunigen und die Energieversorgung der Zukunft etwa in Form von grünem Wasserstoff zielgerichtet aufzubauen.“
Klimaneutrales Energiesystem ermöglichen
Genau darauf zielt die Simulation des zukünftigen Energiesystems inklusive aller Komponenten und der Sektorenkopplung in Karlsruhe ab. „Mit dem Energy Lab 2.0 können wir zeigen, dass ein klimaneutrales Energiesystem perspektivisch möglich ist“, beschreibt Thomas Hirth, Vizepräsident für Transfer und Internationales des KIT, das Ziel, das das Forschungsinstitut mit dem digitalen Zwilling verfolgt. „Auch wenn Deutschland wohl immer ein Energieimportland bleiben wird, können wir die Technologien bereitstellen und das Know-how aufbauen, um das international und vor Ort zu realisieren.“ (su)
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