Kopernikus-Projekte

Ziel der Kopernikus-Projekte ist es, eine sichere, klimaneutrale und bezahlbare Energieversorgung für Deutschland zu ermöglichen.^[7] Um die Ziele des Pariser Klima-Abkommens zu erreichen, will Deutschland seine Stromversorgung noch vor 2050 auf erneuerbare Energien umstellen, bis 2030 sollen mindestens 65 Prozent erreicht werden.^[9] Mit steigendem Anteil erneuerbarer Energien nehmen jedoch auch Schwankungen im Stromnetz zu – es muss ein Stromsystem geschaffen werden, welches mit dieser Volatilität umgehen kann.^[10][11] Die Herausforderung zeigt sich daran, dass im Jahr 2020 von den deutschen Netzbetreibern Redispatch- und Einspeisemanagement-Maßnahmen in Höhe von 22941 GWh vorgenommen werden mussten.^[12] Möglichkeiten zur Reduzierung dieser Eingriffe ergeben sich aus dem Ausbau (elektrischer) Energiespeicher, Maßnahmen der Sektorenkopplung, der Flexibilisierung der Energienachfrage und der intelligenten Gestaltung der Stromnetze.^[13][14] Bis 2050 werden im deutschen Stromsystem hierfür Batteriespeicher mit 50 GW und Maßnahmen der Nachfrageflexibilisierung mit 7 GW benötigt.^[15] Darüber hinaus spielt Wasserstoff insbesondere in der Industrie zur Dekarbonisierung von Prozessen eine Rolle, welche nicht elektrifiziert werden können.^[15]

Vier Forschungsprojekte bilden zusammen die Kopernikus-Projekte. Jedes der Projekte widmet sich einem Problem bei der Umsetzung der deutschen Energiewende:^[16][7][17]

1. Das Projekt ENSURE entwickelt Netztechnologien für ein Energiesystem, das ausschließlich von erneuerbaren Energiequellen gespießt wird.^[3] Damit wird eine intelligentere Gestaltung des Stromnetzes angestrebt, um die volatile, dezentrale Einspeisung erneuerbarer Energien zu bewältigen.^[18][19]
2. Das Projekt P2X erforscht die Umwandlung von erneuerbar erzeugtem Strom, CO₂ und Wasser in Gase, Kraftstoffe, Chemikalien und Kunststoffe.^[4] Damit können erneuerbare Energien stofflich gespeichert, die Sektorkopplung vorangetrieben und bislang fossile Rohstoffe durch Rohstoffe ersetzt werden, die erneuerbar erzeugt wurden. In einem intelligenten Stromnetz (ENSURE) finden diese Herstellungsprozesse dann statt, wenn ausreichend erneuerbare Energien zur Verfügung stehen.^[20][21]
3. Das Projekt SynErgie untersucht, wie energieintensive Industrieprozesse flexibilisiert und so an die Verfügbarkeit der erneuerbaren Energien angepasst werden können.^[5] Damit kann die Industrie zum benötigten Potenzial an Nachfrageflexibilität beitragen, in intelligente Stromnetze (ENSURE) integriert und erneuerbar erzeugte Rohstoffe (P2X) nutzen.^[22][23][21]
4. Das Projekt Ariadne analysiert, welche politischen Maßnahmen geeignet sein könnten, damit die Bundesrepublik ihre Klimaschutzziele erreichen kann.^[6] Damit wird der Transformationsprozess der deutschen Energiewende gesellschaftlich begleitet und hinsichtlich der Rahmenbedingungen der Technologien und Lösungen aus ENSURE, P2X und SynErgie integriert.^[24][25]

Damit wird auch deutlich, dass keines der Kopernikus-Projekte losgelöst die Herausforderungen der deutschen Energiewende lösen kann. Jedes Projekt kann einen wichtigen Beitrag durch die Entwicklung und Erprobung von Technologien und Lösungen leisten, deren gesamtes Potenzial für das Energiesystem ergibt sich jedoch aus dem Zusammenwirken von Technologien und Lösungen für intelligente Stromnetze, Energiespeicherung und Nachfrageflexibilität.^[14][26][27] Für das Zusammenwirken der Lösungen und deren Beitrag zu einem klimaneutralen Deutschland haben die Kopernikus-Projekte eine Vision ausgearbeitet, die Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Projekten findet unter anderem über gemeinsame Arbeitsgruppen statt.^[28] Über regelmäßige Pressevormittage werden Journalisten kontinuierlich über Projektergebnisse informiert, die Öffentlichkeit wird unter anderem mit Veranstaltungen wie dem Kopernikus-Symposium in den Diskurs eingebunden.^{[29][30][31][32]}

In den Kopernikus-Projekten forschen insgesamt etwa 160 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und Nichtregierungsorganisationen.^[3][4][5][6] Die Kopernikus-Projekte sind drei-phasig angelegt. Nach jeder Phase werden die Projekte evaluiert, um Forschungsthemen an neue Entwicklungen anpassen zu können.^[7]

• Phase 1: 2016 bis 2019: Konzepte und Theorie (abgeschlossen, Projekte ENSURE, P2X, SynErgie und ENavi^[33])
• Phase 2: 2019 bis 2022: Validierung und Vorbereitung der Praxis-Phase (laufend, Projekte ENSURE, P2X, SynErgie und Ariadne)
• Phase 3: 2022 bis 2025: Umsetzung der entwickelten Technologien in Groß-Demonstratoren (geplant)

Das Projekt ENavi wurde nach der ersten Phase nicht fortgeführt und durch das neu gestaltete Projekt Ariadne abgelöst.^[6]

Die Kopernikus-Projekte sind aus einem gesellschaftlichen Dialogprozess entstanden, der im Oktober 2014 in einen Agenda-Prozess mit rund 350 Energieexpertinnen und Experten aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Zivilgesellschaft mündete. Ziel war die Identifikation relevanter Forschungsthemen zur Umsetzung der Energiewende.^[34]

Anschließend haben sich 2016 rund 1000 Institutionen in 41 Projektvorschlägen um die Kopernikus-Projekte beworben. Jede zweite Institution war aus der Industrie. Ein unabhängiger Beirat hat die Projektvorschläge anschließend bewertet – und evaluiert die Kopernikus-Projekte fortlaufend.^[7][27]

• Alexander Sauer, Eberhard Abele, Hans Ulrich Buhl: Energieflexibilität in der deutschen Industrie: Ergebnisse aus dem Kopernikus-Projekt - Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung (SynErgie). Fraunhofer Verlag, Stuttgart 2019, ISBN 978-3-8396-1479-2.
• Florian Ausfelder, Antje Seitz, Serafin von Roon: Flexibilitätsoptionen in der Grundstoffindustrie: Methodik | Potenziale | Hemmnisse. Frankfurt am Main 2018, ISBN 978-3-89746-206-9.
• Florian Ausfelder, Antje Seitz, Serafin von Roon: Flexibilitätsoptionen in der Grundstoffindustrie: Analysen | Technologien | Beispiele. Frankfurt am Main 2019, ISBN 978-3-89746-219-9.
• Florian Ausfelder, Hanna Dura: Optionen für ein nachhaltiges Energiesystem mit Power-to-X-Technologien. Frankfurt am Main 2019, ISBN 978-3-89746-218-2.
• Wegmarken für das EU-Klimaziel 2030. Ariadne-Kurzdossier 2021. (kopernikus-projekte.de)

aus Deutschland:

• Website der Kopernikus-Projekte
• Kurzfassung Abschlussbericht Kopernikus-Projekte, Phase 1: 2016-2019
• Video „Wie wir den Blackout verhindern können“ auf YouTube
• Video „E-Fuels – Kraftstoffe aus dem CO2 der Luft“ auf YouTube
• Kopernikus-Symposium - Wasserstoffimporte: Debatte um neue Abhängigkeit auf energate-messenger.de
• Die große Stromwende der Industrie auf tagesspiegel.de
• Fliegen mit „grünem“ Kerosin Frankfurter Allgemeine
• Klimawandel: Produktion nach Wind und Sonne Süddeutsche Zeitung
• Strategien für flexiblen Energieverbrauch in der Industrie VDI Nachrichten
• Ministerium startet 400-Millionen-Euro-Offensive für Energiewende Handelsblatt
• Größte Forschungsinitiative zur Energiewende gestartet auf energiezukunft.de

international:

• Energiemanagement auf www.festo.com (Belgien)
• Kopernikus SynErgie auf wwwde.uni.lu (University of Luxembourg)
• La red eléctrica del futuro para la transición energética en Alemania se prepara con el proyecto Kopernikus Ensure auf www.smartgridsinfo.es (Spanien)
• Pedro Linares Blog (Spanien)
• EUROPEAN COMMISSION SUPPORT TO RESEARCH AND INNOVATION ACTIVITIES ON PHOTOVOLTAICS AT THE EUROPEAN UNION LEVEL (PDF) auf solcelleforening.dk (Dänische Solarzellen Vereinigung)
• HOLGER WIERTZEMA: Electrification in Process Industry (PDF) an der CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Göteborg (Schweden)
• Smart Grids Innovation Challenge Country Report 2017 (PDF) auf smartgrids.no (Norwegen)
• Innoveren met een missie (PDF) auf www.klimaatakkoord.nl (SECRETARIAAT KLIMAATAKKOORD, Niederlande)
• Subsidy and Innovation Wageningen University & Research Newsletter #183, 23 June 2017 (PDF) (Niederlande)

1. ↑ ^{a b} Kopernikus-Projekte für die Energiewende (BMBF, ohne Datum). Abgerufen am 23. September 2021. 
2. ↑ 400 Millionen Euro für die Energiewende (Bundesregierung, 18. September 2015). Abgerufen am 1. Februar 2021. 
3. ↑ ^{a b c} Wie das Kopernikus-Projekt ENSURE das Stromnetz der Zukunft entwickelt (Kopernikus-Projekte, ohne Datum). Abgerufen am 1. Februar 2021. 
4. ↑ ^{a b c} Wie das Kopernikus-Projekt P2X erneuerbaren Strom in Kunst- und Kraftstoffe, Gase und Wärme umwandelt (Kopernikus-Projekte, ohne Datum). Abgerufen am 1. Februar 2021. 
5. ↑ ^{a b c} Wie das Kopernikus-Projekt SynErgie der Industrie dabei hilft, ihre Stromnachfrage an das Stromangebot anzupassen (Kopernikus-Projekte, ohne Datum). Abgerufen am 1. Februar 2021. 
6. ↑ ^{a b c d} Wie das Kopernikus-Projekt Ariadne den Weg für eine erfolgreiche Gestaltung der Energiewende weist (Kopernikus-Projekte, ohne Datum). Abgerufen am 1. Februar 2021. 
7. ↑ ^{a b c d e} Kopernikus-Projekte (Kopernikus-Projekte, ohne Datum). Abgerufen am 18. Januar 2021. 
8. ↑ Kopernikus-Projekte für die Energiewende (Projektträger Jülich, ohne Datum). Abgerufen am 1. Februar 2021. 
9. ↑ Gesetz für den Ausbau erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesetz - EEG 2021). Abgerufen am 17. September 2021. 
10. ↑ Michael J. Fell: Just flexibility? In: Nature Energy Volume 5, 2020, S. 6–7, doi:10.1038/s41560-019-0510-3
11. ↑ Georgios Papaefthymiou, Edwin Haesen, Thobias Sach: Power System Flexibility Tracker: Indicators to track flexibility progress towards high-RES systems In: Renewable Energy Volume 127, 2018, S. 1026–1035, doi:10.1016/j.renene.2018.04.094
12. ↑ Bundesnetzagentur (Hrsg.): Quartalsbericht Netz- und Systemsicherheit - Gesamtes Jahr 2020. 2021. (bundesnetzagentur.de)
13. ↑ International Renewable Energy Agency (Hrsg.): Power System Flexibility for the Energy Transition. 2018. (irena.org)
14. ↑ ^{a b} Energiesysteme: Umbau mit Blick fürs Ganze (Deutsche Energie-Agentur). Abgerufen am 23. September 2021. 
15. ↑ ^{a b} Agora Energiewende (Hrsg.): Klimaneutrales Deutschland. 2020. (agora-energiewende.de)
16. ↑ Kopernikus' Energiewende (Süddeutsche Zeitung, 17. September 2015). Abgerufen am 1. Oktober 2021. 
17. ↑ BMWi (Hrsg.): Bundesbericht Energieforschung 2020 2020. (bmwi.de)
18. ↑ ENSURE will das Stromnetz fit für die Energiewende machen (Innovation Origins, 16. Juni 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
19. ↑ Innovativer Test im Kreis Steinburg: Bessere „Wachhunde“ für das Stromnetz der Zukunft (Norddeutsche Rundschau, 1. September 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
20. ↑ Synthetisches Kerosin (VDI Nachrichten, 29. April 2020). Abgerufen am 23. September 2021. 
21. ↑ ^{a b} Glashersteller ersetzt erstmals Erdgas durch Wasserstoff (energate messenger, 1. April 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
22. ↑ Klimawandel: Produktion nach Wind und Sonne (Süddeutsche Zeitung, 23. Noevember 2020). Abgerufen am 23. September 2021. 
23. ↑ Deutsche Unternehmen können das Stromnetz stark entlasten (Elektrotechnik Automatisierung, 20. Juli 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
24. ↑ Das wird ein Strukturwandel der seinesgleichen sucht (Wirtschaftswoche, 15. September 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
25. ↑ scobel – Energiewende komplex (3sat, 2. September 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
26. ↑ Wie sieht eine klimaneutrale Wirtschaft aus? (Astrid Sonja Fischer, 30. Juli 2020). Abgerufen am 7. Oktober 2021. 
27. ↑ ^{a b} Bundesregierung fördert millionenschwere "Kopernikus-Projekte" (Wirtschaftswoche, 7. April 2016). Abgerufen am 7. Oktober 2021. 
28. ↑ Wie das Leben 2050 aussehen könnte - und welche Rolle Kopernikus darin spielt (Kopernikus-Projekte, 5. Mai 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
29. ↑ Exklusives Hintergrundwissen zum Energiesystem der Zukunft – mit hochrangigen Experten (Kopernikus-Projekte, 16. September 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
30. ↑ Kopernikus-Symposium 2021 - Klimaneutrales Deutschland: Technologien und Instrumente für die Energiewende (Kopernikus-Projekte, 23. September 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
31. ↑ Forschung muss Spielräume für Energiewende ausloten (Tagesspiegel Background, 10. Juni 2021). Abgerufen am 23. September 2021. 
32. ↑ Kopernikus-Symposium diskutiert Wege zur Klimaneutralität in Deutschland: 9.-10. Juni 2021 (Bochumer Zeitung). Abgerufen am 23. September 2021. 
33. ↑ Kurzfassung Abschlussbericht Kopernikus-Projekte, Phase 1: 2016-2019 (Kopernikus-Projekte, 8. September 2019). Abgerufen am 23. September 2021. 
34. ↑ Forschungsforum Energiewende (Kopernikus-Projekte, 12. November 2017). Archiviert vom Original am 12. November 2017; abgerufen am 1. Februar 2021.