SynErgie II – Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung

Das Kopernikus-Projekt SynErgie hat mit seinen über 50 Partnern zum Ziel, innerhalb der nächsten zehn Jahre alle technischen und marktseitigen Voraussetzungen in Einklang mit rechtlichen und sozialen Aspekten zu schaffen, um den Energiebedarf der deutschen Industrie effektiv mit dem volatilen Energieangebot zu synchronisieren. SynErgie trägt damit zur kosteneffizienten Realisierung der Energiewende auf Basis erneuerbarer Energien bei und befähigt Deutschland, sich zum internationalen Leitanbieter für flexible Industrieprozesse und Technologien zu entwickeln. Nach erfolgreichem Abschluss von SynErgie, beschäftigt sich das Folgeprojekt SynErgie II mit der Vorausentwicklung und beginnt den Transfer in die Industrie.

Motivation

Das zukünftige Stromsystem in Deutschland steht vor der Herausforderung, mit einem immer größer werdenden Anteil fluktuierend einspeisender Stromerzeuger eine bezahlbare und stabile Stromversorgung zu gewährleisten. Aufgrund der zunehmenden Volatilität bedarf es einer grundlegenden Veränderung des Strommarktes und der Energiebeschaffung, um einen effizienten Ausgleich der vermehrten Ungleichgewichte zwischen Angebot und Nachfrage zu schaffen. Die mittel- und kurzfristige Flexibilisierung der Stromnachfrage, das sogenannte Demand-Side-Management (DSM), bietet eine Chance, den Wandel kosteneffizient und sozialverträglich zu ermöglichen. Mit insgesamt 45 % des jährlichen Stromverbrauchs (BDEW 2020) und 28 % des Energieverbrauchs (Umweltbundesamt 2019) in Deutschland weisen Industrieprozesse und insbesondere große Einzelanlagen in energieintensiven Industriebranchen beträchtliche Flexibilisierungshebel auf.

Zielsetzung

SynErgie erweitert die Maßnahmen der deutschen Industrie zur Energieeffizienz hinsichtlich der Anforderungen einer energetischen Nachfrageflexibilität, sodass der Energiebedarf von Produktionsprozessen zukünftig mit dem Angebot erneuerbarer Energien synchronisiert werden kann. Dies resultiert für Unternehmen in verbesserten Konditionen der Energiebeschaffung und erschließt für das Stromsystem zusätzliche systemdienliche und kosteneffiziente Flexibilitätskapazitäten. Im Rahmen von SynErgie werden in einem interdisziplinären Konsortium aus repräsentativen Industrieunternehmen, renommierten Forschungspartnern und zivilgesellschaftlichen Organisationen alle erforderlichen Stellhebel zur Energieflexibilisierung identifiziert. Neben der Quantifizierung von Flexibilisierungsmöglichkeiten werden geeignete Lösungswege hierfür erarbeitet und demonstriert.

• Weitere ausführliche Informationen finden Sie hier auf der Projektwebsite oder zusammengefasst im Projekt-Video.
• Erleben Sie Energieflexiblisierung selbst und spielen Sie das SynErGame.

Cluster VI – Energieflexible Modellregion Augsburg

Die bereits in der ersten Förderphase initiierte energieflexible Modellregion Augsburg wird zunehmend wichtig, um die Ergebnisse des gesamten Projekts regional gebündelt zu demonstrieren und zu evaluieren. Unter der Leitung des iwb der Technischen Universität München greifen nun in der zweiten Förderphase Vorausentwicklung, Pilotanwendungen und Transfer eng ineinander, um eine ganzheitliche Umsetzung industrieller Nachfrageflexibilität zu ermöglichen.

Die bisherigen Arbeiten haben gezeigt, dass in Bezug auf die industrielle Energieflexibilität die Fabrik ganzheitlich betrachtet werden muss, also sowohl ihre technischen, als auch die ökonomischen, ökologischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden müssen. Zudem können energieflexible Fabriken nur dann umgesetzt werden, wenn regionale Aspekte, wie die Herausforderungen der Verteilnetzbetreiber und Lieferanten in die Umsetzung mit einbezogen werden. Die Modellregion Augsburg bietet mit der Partizipation von Industrie, Energieversorgungsunternehmen, Verbänden, Forschung und zivilgesellschaftlichen Organisationen eine umfassende Umgebung für die Umsetzung energieflexibler Fabriken sowie den Einbezug der elektrifizierten Mobilität.

Der technologische Fokus der Modellregion Augsburg liegt auf der Anbindung der Unternehmen an unternehmensspezifische Plattformen und die sogenannte Marktplattform. Konzepte zu informations- und kommunikationstechnischen Lösungen sowie unterschiedliche Services werden in der Modellregion im realen Testfeld angewandt und erprobt. Eine Besonderheit der Modellregion ist die Partizipation von regionalen Netzbetreibern und Stromlieferanten. So steht nicht nur die Angebotsseite der Flexibilität zur Verfügung, sondern auch Know-how und Daten der Nachfrageseite von Flexibilität. Dies ermöglicht die Gestaltung repräsentativer Anwendungsfälle für heutige und zukünftige Versorgungsszenarien und den IKT-gestützten Testbetrieb von energieflexiblen Fabriken. Das Ziel des konzeptionellen Testbetriebs ist, zu zeigen, dass industrielle Energieflexibilität auch regional, unter Einbezug aller relevanten Stakeholder umsetzbar ist. Potenziale zur Weiterentwicklung und Verbesserung des Systems auf regulatorischer, organisatorischer und technischer Ebene werden identifiziert und auf ihre Übertragbarkeit und Skalierbarkeit erprobt. Langfristig bilden die Forschungsarbeiten, Demonstratoren und die energieflexible Modellregion die Grundlage für einen erfolgreichen Transfer der Ergebnisse in die produzierende Industrie.

Weitere Informationen zur Energieflexiblen Modellregion Augsburg finden Sie in einer interaktiven Ausstellung.  

Cluster II – Produktionsinfrastruktur

Dieses Arbeitsgebiet beschäftigt sich insbesondere mit den industriellen Anlagen der Produktionsinfrastruktur und dessen Flexibilisierungsoptionen hinsichtlich des Strombedarfs. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung und Klärung von technologischen Fragestellungen bezüglich der Bereitstellung von Prozesswärme und/oder -kälte. Dafür werden zunächst Lösungen für die Ermittlung der Flexibilitätspotenziale erarbeitet. Das iwb betrachtet in diesem Arbeitsbereich die Schmiede und Härterei eines Automobilzulieferers als beispielhaften Anwendungsfall. Der Hauptstromverbrauch wird durch die Induktionsöfen verursacht, die in Abhängigkeit vom produzierten Werkstück unterschiedlich viel Energie benötigen. Folglich kann die Last durch Anpassung der Auftragsreihenfolge angepasst werden. Mit Hilfe eines entwickelten Materialflussmodells werden die Spitzenlasten des Produktionsbereichs analysiert und eine energieorientierte Produktionsplanoptimierung durchgeführt.

Erste Projektergebnisse finden Sie hier.

Dank

Das Projekt „SynErgie II“ wird mit der Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert. Wir danken dem BMBF für die hervorragende Unterstützung.