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Gelebte Campusidee: Initialzündung für Elektrische Netze der Zukunft

28.10.2014 - (idw) Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Jetzt gehts endlich richtig los, die mit Spannung erwartete Förderzusage aus Berlin ist da. Wir waren zwar immer der Ansicht, dass wir mit einem überzeugenden Forschungskonzept und renommierten industriellen Partnern die beantragten Fördermittel bekommen, aber ein letzter Rest Unsicherheit ist wohl unvermeidlich. Professor Rik W. De Doncker, der an der RWTH Aachen unter anderem das Energieforschungszentrum E.ON ERC leitet, freut sich offensichtlich sehr über die positive Nachricht aus dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Die Vorarbeiten haben wir erfolgreich abgeschlossen, jetzt geht der Forschungscampus Elektrische Netze der Zukunft, kurz FEN, in die erste Hauptphase. Mit einem Gesamtbudget von mindestens 20 Millionen Euro wird ein eigens zu diesem Zweck gebildetes Forschungskonsortium in den kommenden fünf Jahren untersuchen, welche Rolle die Gleichstromtechnik beim Ausbau der Übertragungs- und Verteilnetze spielen kann. Letztlich ist die Entwicklung bezahlbarer und von der Bevölkerung akzeptierter Lösungen für den Netzausbau entscheidend für das Gelingen der Energiewende. Die Qualität des Ausbaus, so De Doncker weiter, steht dabei im Vordergrund, weniger die Quantität. Unser Ziel ist es, mit möglichst wenig neuen Leitungen auszukommen.

15 Lehrstühle der RWTH Aachen und elf industrielle Partner das können leicht noch mehr werden, erfolgversprechende Gespräche mit weiteren potenziellen Partnern laufen arbeiten in diesem Konsortium auf dem Campus-Gelände der Aachener Hochschule zusammen. Als Premium- oder Business-Partner beteiligen sich die Unternehmen mit ansehnlichen jährlichen Beiträgen an der Finanzierung. Zusätzlich verpflichten sich alle Partner, für die Dauer der Forschungsarbeiten mit mindestens einem Mitarbeiter vor Ort auf dem RWTH Aachen Campus vertreten zu sein. Die Beteiligung der Industrie ist neben einem überzeugenden Forschungskonzept eine ganz wesentliche Bedingung des BMBF für die zunächst zehn Millionen Euro, die in den kommenden fünf Jahren als Fördermittel in den Finanzierungstopf fließen. Zwei weitere gleich hoch dotierte fünfjährige Förderphasen können sich anschließen, wenn die Arbeiten erfolgreich verlaufen und der grundsätzliche Campusgedanke die auch räumlich enge Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft auf Augenhöhe weiterhin erfolgreich umgesetzt wird.

Das für den FEN gegründete Konsortium dürfte in seiner Form, Zielsetzung und Ausstattung einmalig sein in der europäischen Forschungslandschaft, kommentiert FEN-Geschäftsführer Dr. Christian Haag die aktuelle Entwicklung. Alleine die Liste der Partner liest sich wie ein Auszug aus dem Whos who der Energietechnik und Energiewirtschaft: General Electric ist ebenso vertreten wie Schaffner, Infineon, Siemens, die RWE-Tochter Westnetz und der Düsseldorfer Energieversorger E.ON. Mit dabei sind auch Unternehmen wie Hager Group, Maschinenfabrik Reinhausen, Fuji Electric und Hyosung. Das Thema Netzausbau zu erträglichen Kosten brennt offensichtlich so unter den sprichwörtlichen Nägeln, dass hier sogar Unternehmen kooperieren, die im normalen Wirtschaftsleben schärfste Konkurrenten sind.

Über die Zusammenarbeit mit großen, oft weltweit agierenden Unternehmen hinaus bietet FEN spezielle Partnerschaften für kleine und mittlere Unternehmen an. Solche KMU sind oft Innovationstreiber, die sich durch ein hohes Maß an Kreativität und Flexibilität auszeichnen. Mit dem Aachener Unternehmen AixControl, das vor mehr als zehn Jahren als Spin-off aus der RWTH entstanden ist, konnte ein erster KMU-Vertreter für die Zusammenarbeit im FEN gewonnen werden. Was alle Unternehmen zusätzlich verbindet, ist die Akquise von neuen qualifizierten Mitarbeiter aus dem universitären Umfeld.

Die interdisziplinären Forschungsthemen des FEN fokussieren auf elektrische Energie und umfassen alle Spannungsebenen von der Nieder- über die Mittel- zur hin zur Hoch- und Höchstspannung. Die Niederspannung hat Ihren Anwendungsbereich in Häusern und urbanen Quartieren. Die regionale Verteilung geschieht in der Mittelspannungsebene. Diese hat eine direkte Anbindung an das Hoch- und Höchstspannungsnetz, das für den Transport über lange Distanzen genutzt wird. Ein zentraler Forschungsansatz ist die Weiterentwicklung und Einbindung der Gleichspannungstechnik auf allen Spannungsebenen. Durch unsere Forschungsaktivitäten werden wir herausfinden, wo und wie die Gleichspannungstechnik heute und zukünftig sinnvoll eingesetzt werden kann, so Professor Albert Moser, verantwortlich für den Forschungsbereich Hochspannung.

Im Hoch- und Höchstspannungs-Übertragungsnetz spielt die Gleichspannungstechnik schon jetzt eine wichtige Rolle. Die Pläne der Bundesnetzagentur sehen jedenfalls Neu- und Ausbauten der Nord-Süd-Trassen mithilfe dieser Technik vor. Anders sieht das aus in der Mittelspannung. Studien zeigen hier zwar das enorme Potenzial der Gleichspannungstechnik, aber kaum ein Unternehmen, kaum eine Forschungsreinrichtung will oder kann dieses Thema alleine stemmen. In der Kooperation industrieller und wissenschaftlicher Partner in einem Konsortium, unterstützt durch öffentliche Fördergelder, sehen die Partner eine große Chance, vielversprechende technische Ansätze gemeinsam weiterzuentwickeln. Ein Beleg für das große Interesse ist der nicht unerhebliche Eigenbeitrag der Partner. Denn eine wichtige Bedingung für die öffentliche Förderung ist eine mindestens gleich hohe Beteiligung durch Dritte in Form von Geld, Sachleistungen und Personaleinsatz. Die jetzt erfolgte Zusage aus Berlin hätte es nicht gegeben, wenn diese Voraussetzung für die erste Hauptphase nicht erfüllt wäre. Da weitere Partner jederzeit willkommen sind (und wohl auch hinzustoßen werden), ist aus heutiger Sicht wohl eher damit zu rechnen, dass der finanzielle Rahmen für die ersten fünf Jahre die 20-Millionen-Marke deutlich übersteigen wird. Genau solche Entwicklungen will das BMBF mit dieser Art der Förderung anstoßen.

Wir sehen großes Potenzial in diesen Forschungsthemen und mit diesem Forschungskonzept, um zusätzliche Mittel aus weiteren öffentlich geförderten Maßnahmen von Land, Bund oder der EU einzuwerben. Wir planen bereits jetzt weitere Ausbauschritte, z. B. die Einbindung der Netze für Gas und Wärme, um beispielsweise deren hohe Speicherpotenziale nutzen zu können, so Haag.

Forschungsthemen im Mittelspannungsbereich

Ziel des Forschungsbereichs Mittelspannung ist es, ein Demonstrationsnetz aufzubauen, das Prüfstände verschiedener Forschungsinstitute auf dem Campusgelände der RWTH über leistungsfähige Gleichspannungs-Erdkabel sogar ein supraleitendes Kabel ist für eine Teststrecke im Gespräch miteinander verbindet und ebenso zuverlässig wie effizient mit Energie versorgt. An jedem einzelnen der eingebundenen Prüfstände, die sämtlich im Megawatt-Leistungsbereich arbeiten, wird Gleichspannungswandlertechnologie eingesetzt werden. Der Aufbau dieses innovativen Gleichspannungs-Demonstrationsnetzes soll innerhalb der ersten Hauptphase, also bis spätestens 2019, abgeschlossen werden.

Wichtige Forschungsinhalte sind dabei:
elektronische Verteilstationen (Substations) mit leistungselektronischen Stromwandlern
Schutz- und Messtechnik
Gleichspannungs-Kabelverbindungen
Netzautomatisierung, -regelung und -stabilität sowie

Wirtschaftlichkeit, Akzeptanz in der Bevölkerung und räumliche Einbindung in Stadt- und Landschaftsbild (komplementäre Forschungsthemen)

Ein weiterer Aspekt, der die Unternehmen zusammenbringt, ist die Absicht, zukünftige Standards und Normen für ebendiese DC-Mittelspannungsnetze und -komponenten zu entwickeln und international zu etablieren.

Kontakt:
Dr. Christian Haag
Flexible Elektrische Netze FEN GmbH
Campus-Boulevard 57
52074 Aachen

Flexible Elektrische Netze FEN GmbH

Das FEN-Konsortium ist ein Zusammenschluss von Unternehmen und RWTH-Instituten. Ziel des Konsortiums FEN
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