2024

Deutsche Forschungspartner demonstrieren erstmals die praktische Umsetzung einer Aluminiumnitrid-basierten Wertschöpfungskette für Leistungshalbleiter, vom Grundmaterial bis zur Bauelementfertigung

Im Projekt „Modulare, regenerative und autarke Energieversorgung mit H2-Technik" (MarrakEsH), das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert wird, arbeiten sechs Partner aus Forschung und Industrie an der Entwicklung und praktischen Erprobung neuer Technologien für die autarke Energieerzeugung und -speicherung mittels grünem Wasserstoff. Die Laufzeit des Projekts erstreckt sich von Oktober 2023 bis September 2026.

Das Projekt SecDER hat ein neuartiges Schutzsystem entwickelt, das virtuelle Kraftwerke mit dezentralen Energieanlagen automatisiert vor Ausfällen schützt. Das System nutzt künstliche Intelligenz, um Cyberangriffe und Störungen zu erkennen. Anders als marktübliche Systeme arbeitet das neue System nur mit Daten der Kommunikation zwischen den Anlagen in virtuellen Kraftwerken. Eine genaue Kenntnis der Energieanlagen und ihrer Messgrößen ist nicht notwendig. Damit ist die Lösung unabhängig von proprietärer Technologie der Anlagen und lässt sich herstellerunabhängig einsetzen. Die im Projekt prototypisch realisierte Lösung soll nun gemeinsam mit der Energiewirtschaft weiterentwickelt werden.

Eine gemeinsame Studie des Fraunhofer ISI und von Amazon liefert wichtige Erkenntnisse hinsichtlich der optimalen Anzahl und Standorte öffentlicher Schnellladestationen für den Langstrecken-Lkw-Verkehr in Europa. Auf Grundlage des berechneten Verkehrsaufkommens für 2030 und 1,6 Millionen Lkw-Fahrtenkombinationen analysiert die Studie mit Hilfe des Open-Source-Tools CHALET von Amazon 20.000 potenzielle Standorte für Lkw-Ladestationen entlang europäischer Autobahnen. Die Ergebnisse zeigen, dass bereits 1000 öffentliche Megawatt-Ladestationen ausreichen könnten, um 91 Prozent des erwarteten Langstreckenverkehrs von E-Lkw abzudecken.

Auf ausgewiesenen Windenergieflächen lässt sich nicht immer so viel Leistung installieren, wie ursprünglich angenommen. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE entwickelt daher nun im Rahmen des Verbundvorhabens MENTOR Modelle und Verfahren, die zeigen, wie sich lokale Restriktionen auf die jeweils realisierbaren Windenergieleistungen und -erträge auswirken. Das macht es möglich, die Nutzbarkeit bestehender und geplanter Flächen besser zu bewerten. Zudem helfen sie bei der Abschätzung von Repowering-Potenzialen. Das Fraunhofer IEE arbeitet bei MENTOR mit der Fachagentur Wind- und Solarenergie und der Universität Kassel sowie dem Umweltbundesamt zusammen.

Ob Netzregelung und -planung, die Betriebsführung von Photovoltaik-Anlagen und Speichern oder deren Auslegung: Diese und andere Aufgaben verlangen Lastzeitreihen, die den zunehmend dynamischen Verbrauch vieler Haushalte weit genauer abbilden als Standardlastprofile. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat daher mit Partnern im Forschungsprojekt SyLas-KI ein KI-gestütztes Instrument entwickelt, mit dem sich hochaufgelöste synthetische Lastzeitreihen für zahlreiche unterschiedliche Verbraucher erstellen lassen. Sie sind in ihrer Charakteristik nicht von realen Messdaten zu unterscheiden, erfüllen aber alle Anforderungen des Datenschutzes.

Erstmals seit der Energiekrise verzeichnet der Energieeffizienz-Index der deutschen Industrie mit allen drei Teilindizes (die Bedeutung, Produktivität und Investitionen betreffend) einen leichten Rückgang. Mögliche Gründe erkennt EEP-Institutsleiter Professor Alexander Sauer in der Unsicherheit und der drohenden Rezession, der dadurch getriebenen Prioritätenverschiebung und der Reduktion von Produktionskapazität.

Eine neue Studie des Fraunhofer ISI hat die zukünftige Kostenentwicklung emissionsfreier Lkw analysiert und dafür Kosten für Schlüsselkomponenten aus über 200 Quellen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass emissionsfreie Lkw von schnell sinkenden Kosten für Batterien und Brennstoffzellen profitieren werden. Dies ermöglicht eine schnelle Marktdiffusion und trägt zur Erreichung nationaler und internationaler Klimaziele bei. Nach heutigem Kenntnisstand sind dabei batterie-elektrische Lkw in vielen Anwendungsfällen die vielversprechendste und kosteneffizienteste Technologie. Daraus folgen die Empfehlungen für Industrie und Politik, sich schnell auf den Aufbau von Produktionskapazitäten, eines flächendeckenden Ladenetzes inklusive Erweiterungen des Stromnetzes, sowie Regulierungen für emissionsfreie Lkw zu fokussieren.

Festkörperbatterien bieten zahlreiche Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Akkus: So sind sie beispielsweise nicht brennbar. Doch fehlte bislang eine skalierbare Produktionsmethode. Eine solche haben Forschende des Fraunhofer IPA gemeinsam mit Partnern nun im kürzlich abgeschlossenen Projekt EMSiG entwickelt.

Die Produktion ist aufwendig, das Recycling schwierig: Komplexe Kunststoffbauteile, die an bestimmten Stellen lichtdurchlässig sein müssen, verlangen Herstellern und Entsorgungsunternehmen einiges ab. Mit einem ausgeklügelten 3D-Druckverfahren ist es Fachleuten vom Fraunhofer IPA und der Universität Bayreuth nun gelungen, diese Bauteile in nur einem einzigen Fertigungsschritt und durchgängig aus demselben Material herzustellen.