Ein Reallabor für die Energie­wende

Hungersnöte, schmelzende Gletscher, versinkende Küstenstädte – die Folgen der globalen Erd­erwärmung sind massiv, und die Energie­wende ist die zentrale gesellschaftliche Heraus­forderung – jetzt und in der Zukunft. Aber kann sie noch gelingen? Antwort darauf will der „Living Lab Energy Campus“ (LLEC) des Forschungs­zentrums Jülich liefern.

Zum „Living Lab“ gehört auch das Schülerlabor JuLab, in dem die Jugend zu den Themen Energie und Umwelt sowie Bioökonomie als Schlüsseltechnologie forscht.
Jugend forscht – Zum „Living Lab“ gehört auch das Schülerlabor JuLab, in dem die Jugend zu den Themen Energie und Umwelt sowie Bioökonomie als Schlüsseltechnologie forscht. © Forschungszentrum Jülich

Mitten im Stetternicher Forst südöstlich von Jülich wird der gesamte 2,2 Quadrat­kilometer große Campus zu einem Real­labor für die Energie­wende aufgerüstet. Auf diesem Experimentier­feld von der Größe einer Klein­stadt wollen Forscher bis Ende 2021 unter Real­bedingungen unter­suchen, wie sich die CO2-Emission senken, die Energie­effizienz steigern und die Umstellung auf erneuerbare Energie­quellen realisieren lassen.

6.000 Mitarbeiter des Forschungs­zentrums Jülich sind Bewohner der Klein­stadt „Living Lab Energy Campus“

Zur dezentralen Energie­gewinnung wird der Campus zunächst mit Strom aus der Umwandlung von Sonnen­licht (Photo­voltaik) gespeist. Geplant sind klassische Dach­installationen und Solar­anlagen, die in die Gebäude­fassaden integriert werden. „Wir wollen aber auch neue Möglichkeiten unter­suchen. Von mit Solar­zellen über­dachten Gehwegen bis hin zu Modulen, die im Boden selbst eingelassen sind“, sagt Dr. Stefan Kasselmann, Projekt­manager des LLEC. Als Energie­speicher sind zwei Lithium-Ionen-Groß­batterien vorgesehen, als „Bewohner der Klein­stadt“ alle 6000 Mitarbeiter des Forschungs­zentrums – von der Mensa-Köchin bis zum Bibliothekar.

Die Arbeit im Living Lab beginnt mit Simulation. „Wir erforschen einerseits Energie­versorgungs­konzepte und simulieren anderer­seits, wie sich Energie­ströme aus verschiedenen Quellen effizient und wirtschaftlich produzieren, verteilen, speichern und nutzen lassen“, erklärt Kasselmann das ambitionierte Vorhaben.

Dann beginnt die Praxis: Die Ergebnisse der Simulationen werden unter realen Bedingungen auf dem LLEC überprüft. Bereits in Planung: einen neuen Verwaltungs­bau mit der Abwärme aus dem Super­computing Centre zu beheizen. Die Wissen­schaftler setzen auf eine optimierte Verbindung von Energie­wandlern und Speicher­systemen sowie eine energetische Kopplung der Wärme-Kälte- und Strom­netze. „Wir betrachten also nicht nur die Elektrizität, sondern auch Wärme auf verschiedenen Temperatur­niveaus und chemische Energie in Form von Wasser­stoff.“ Gesteuert wird das Ganze von einer komplexen IT-Infra­struktur mit lern­fähigen Algorithmen. Entscheidend für den Erfolg des Jülicher Projekts ist die Skalierbarkeit, die Über­tragung der im „Living Lab“ gewonnenen Erkenntnisse auf größere Maßstäbe.

Der Bund, die Helmholtz-Gemeinschaft und das Land Nordrhein-Westfalen fördern das Projekt mit 22,7 Millionen Euro. Jenseits aller technischen Möglichkeiten ist für Projekt­leiter Kasselmann vor allem wichtig, wie sich die Menschen im Experiment verhalten. Ökologische Aufbruch­stimmung allein genüge nicht – die besten technischen Errungenschaften seien nutzlos, wenn der Mensch sie nicht akzeptiere. „Dafür wollen wir die Menschen ein wenig aus ihrer Komfortzone locken und sie motivieren, auf ihre eigene Energie­bilanz zu achten“, sagt Dr. Kasselmann.

Ein ganzes Team wird sich deshalb nur mit Wissens­transfer beschäftigen. Geplant sind Energie-Workshops, und jeder „Lab-Bewohner“ wird jederzeit sein eigenes Verhalten in einem Intranet­portal kontrollieren können und spielerisch Tipps zum sparsamen Umgang mit Energie bekommen.

Dieser Artikel ist in „Wie wird geforscht in Nordrhein-Westfalen“, eine Sonderveröffentlichung, am 24.5.18 in DIE ZEIT erschienen.

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