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Forschung im LiFE 2050

Das gemeinsame Forschungsthema im LiFE 2050 ist die Transformation des Energiesystems von einer auf fossilen und Kernbrennstoffen beruhenden Energieversorgung zu einer nachhaltigen und verlässlichen Energieversorgung bis zum Jahr 2050. Bei dieser Transformation spielen nicht nur die regenerativen Energieträger, die sie betreffenden Wandlungsprozesse zu verwertbaren Energieformen wie Elektrizität, die dafür benötigten Werkstoffe, sowie die technische Umsetzung zu zuverlässigen Anlagen- und Systemlösungen eine Rolle. Genauso bedeutend ist die Zusammenführung zu einem tragfähigen, belastbaren und robusten elektrischen Energieversorgungssystem. Dieses Energieversorgungssystem muss im Gegensatz zu heute auch maßgeblich die Energieversorgung der Mobilität übernehmen.

Aufgrund der hohen volatilen Verfügbarkeit der regenerativen Energien wie Wind und Sonne ist ein Ausgleich der Lücke zwischen dem augenblicklichen Dargebot und der Nachfrage nach Energie auch auf längere Sicht nicht ohne thermische Kraftwerke lösbar. Dies gilt unabhängig davon, ob diese Kraftwerke wie bisher mit fossilen Energieträgern oder aber in Zukunft mit beispielsweise durch Elektrolyse und entsprechende Nachbehandlung erzeugten synthetischen Energieträgern gespeist werden. Solche thermischen Kraftwerke werden zunehmend dynamisch und dezentral im Lastfolgebetrieb eingesetzt, sodass die thermischen Wechsellasten und damit die Materialermüdung massiv zunehmen. Ergänzend stellt sich die Frage nach einer möglichst effizienten Energiespeicherung, wobei aus heutiger Sicht die Lösungsansätze auf Basis von synthetischen Gasen erfolgversprechend sind, aber nicht die einzige Möglichkeit darstellen.

Prägend für die Forschung im LiFE 2050 wirkt das Spannungsfeld zwischen einer kostengünstigen Nutzbarmachung der regenerativen Energien und einer möglichst hohen Zuverlässigkeit der Komponenten und Anlagen, sowie des gesamten Energieversorgungssystems. Dabei resultieren wesentliche Fragestellungen aus der neuen Qualität der dynamischen Anforderungen an die Anlagen und an das Gesamtsystem. Auch die Zuverlässigkeit wird in hohem Maß von dynamischen Vorgängen bestimmt. Dies trifft zum einen für Wechsellasten zu, die zur Materialermüdung führen und deren Größe sich teilweise erst aus dynamischen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Komponenten des mechanisch/elektrischen Energiesystems ergibt. Zum anderen führen dynamische beziehungsweise transiente Vorgänge häufig zu starken kurzzeitigen Überlasten, die heute mangels geeigneter Werkzeuge nicht immer zutreffend vorausberechnet werden können.

Forschungslinien des LiFE 2050

In Verbindung mit dem gemeinsamen Verbundforschung der letzten Jahre an der Universität Hannover haben sich Forschungslinien herausgebildet, die interdisziplinär in Verbundprojekten zusammen forschen.

Neben den damit aufgerissenen naturwissenschaftlich-technischen Themen werden beim Transformationsprozess auch interdisziplinäre Fragestellungen darüber hinaus erforscht. Beispielsweise haben Fragen zur Wirtschaftlichkeit, Finanzierbarkeit und Nutzung des verfügbaren Raumes eine sehr große Bedeutung, wie aktuelle politische und gesellschaftliche Diskussionen zeigen. Weiterhin berührt die Umsetzung in einer komplexen Gesellschaft immer auch Fragen der Akzeptanz sowie des Umwelt- und Klimaschutzes. Das LiFE 2050 konzentriert sich zudem auf die kontinuierliche Vernetzung der beschriebenen Forschungslinien.