SynErgie

© Kopernikus Geschäftsstelle, Projektträger Jülich

In Kürze

Im Forschungsprojekt »SynErgie« entwickelt das Fraunhofer IPA in enger Zusammenarbeit mit der Industrie Technologien, Konzepte und Maßnahmen, um Produktionsprozesse an ein volatiles Energieangebot anzupassen. Ein zweiter inhaltlicher Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung einer durchgängigen IT-Infrastruktur, mit welcher Unternehmen energetische Flexibilität von der Produktionsmaschine bis zum Energiemarkt durchgängig abbilden und vermarkten können.

 

Im Detail

Die Industrie maßgeblich mit Strom aus erneuerbaren Energien zu versorgen und damit die Energiewende erfolgreich zu gestalten - das ist das Ziel des im September 2016 gestarteten Forschungsprojekts »SynErgie«. In dem vom BMBF finanzierten Projekt mit ca. 100 Partnern aus Wissenschaft, Industrie und Gesellschaft untersuchen die Experten, wie Unternehmen ihre Prozesse und Betriebsorganisation so gestalten können, dass sich der Energieverbrauch flexibel an das volatile Energieangebot anpasst.

 

Produktionsprozesse und Querschnittstechnologien

Bezogen auf die Industrie bedeutet das eine branchenspezifische Anpassung von Produktionsprozessen und Querschnittstechnologien, um diese energieflexibel betreiben zu können. Dabei hat das Fraunhofer IPA über 40 denkbare energetische Flexibilisierungsmaßnahmen stellvertretend für die gesamte Automobilbranche bei Daimler und mehreren Zuliefererbetrieben identifiziert.

Beispielsweise die fahrerlosen Transportsysteme. Ist das Energieangebot gerade hoch und somit die Stromkosten niedrig sowie zeitgleich die Produktion nicht voll ausgelastet, steuern gleich mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge die Ladestation an, obwohl ihre Akkus erst halb entladen sind. Schwarmintelligenz macht es jetzt möglich. Ist Strom knapp und teuer, entladen die mobilen Roboter ihre Akkus und stellen Strom zur Verfügung. Auch die Lüftung der Fabrikhalle kann an die intelligente Stromversorgung angepasst werden. Die die Temperatur liegt dann zeitweise etwas über oder unter dem Mittelwert, aber immer im vorgegebenen Temperaturband. Zum selben Zeitpunkt schalten die gasbetriebenen thermischen Verbrenner, welche Prozesswärme für industrielle Prozesse bereitstellen, automatisiert ein und werden in Zeiten des günstigeren Stroms durch elektrische Heizregister ersetzt.

 

Energie-Synchronisationsplattform

Der zweite technologische Fokus liegt auf der Entwicklung einer IT-Unternehmensplattform als Teil einer umfassenden Energiesynchronisationsplattform. Diese ermöglichteine standardisierte und automatisierte Vermarktung der beschriebenen Energieflexibilitätsmaßnahmen von der Produktionsmaschine bis zum Energiemarkt. Hierfür ist es neben der Konzeption der entsprechenden IT-Plattform notwendig, Energieflexibilität in einem Datenmodell abzubilden sowie geeignete Optimierungsstrategien für Unternehmen abzuleiten und in Form von IT-Services abzubilden. Ein erster Prototyp der cloudbasierten Plattform wurde gemeinsam mit dem Projektpartner TRIMET Aluminium realisiert und erfolgreich validiert.

 

Methoden zur Betrachtung der energetischen Flexibilität

Darüber hinaus entwickelt das Fraunhofer IPA in Zusammenarbeit mit dem Institut für und Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universität Stuttgart Methoden, um die energetische Flexibilität in Abhängigkeit verschiedener Betrachtungsdimensionen in der Industrie zu erfassen, zu bewerten und für die deutsche Industrie hochzurechnen. Gemeinsam haben die Partner in den betrachteten Branchen der deutschen Industrie ein Flexibilitätspotenzial von 1,09 GW Lasterhöhung und 2,45 GW Lastverzicht für einen Zeitraum von 15 Minuten identifiziert. Dies entspricht einer flexibilisierbaren Energie von 3,37 bzw. 7,46 TWh/Jahr. Damit könnte die Industrie in der gleichen Größenordnung Strom puffern, wie alle derzeit an das deutsche Stromnetz angeschlossenen Pumpspeicherkraftwerke zusammen. Neben der technischen Beschreibung von Flexibilität durch Leistung und Zeit sowie der betriebswirtschaftlichen Kostenbetrachtung kommt der sozialen Akzeptanz eine besondere Bedeutung für das Gelingen der Energiewende zu.

Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektüberblick

Laufzeit 01.09.2016 – 31.08.2019
Partner ca. 100 Partner aus Wissenschaft, Industrie und Zivilgesellschaftlichen Organisationen
Betreut von Projektträger Jülich
Fördersumme ca. 30 Millionen Euro in den ersten drei Jahren

Einblicke ins Projekt

»Unser Ziel ist, dass die Unternehmen die Energie dann nutzen, wenn sie verfügbar ist. Dafür wollen wir ihnen Strategien und Werkzeuge an die Hand geben.«

Prof. Dr.-Ing. Alexander Sauer

Angebot der vollen Flexibilität von Industrieunternehmen

Automatisierte und standardisierte Vermarktung von Flexibilität über die Energiesynchronisationsplattform

Beschreibung von energetischer Flexibilität in Abhängigkeit verschiedener Betrachtungsdimensionen