Energiesystem 2050

Die Energieversorgung steht vor einem Umbruch. Stromproduktion mit hohen CO2-Emissionen wird durch Erzeugungsanlagen verdrängt, welche erneuerbare Energiequellen nutzen. Für den Einbau dieser schwankenden Produktion benötigt man flexibel einsetzbare Wasserkraftwerke und vor allem neue Energiespeicher: Batterien und Wasserstoff.

Steckbrief

  • Departement Technik und Informatik
  • Forschungsschwerpunkt Nachhaltigkeit
  • Forschungsfeld Energieversorgung
  • Laufzeit (geplant) 01.11.2018 - 30.11.2018
  • Projektverantwortung Michael Höckel
  • Projektleitung Michael Höckel
  • Mitwirkende Projektpartner Wirtschaft Kraftwerke Oberhasli AG
    Vici AG International
    IPS Integrated Power Solutions AG
    clevertrailer GmbH

Das Projekt

Die Energieversorgung der Zukunft ist ein Zusammenspiel von verschiedenen Stromerzeugungsanlagen, welche erneuerbare Energiequellen nutzen.

Zukünftig, wenn die Sonne scheint oder Wind weht, werden Wasserkraftwerke ihre Energieeinspeisung in das elektrische Verteilnetz so weit wie möglich reduzieren. Dennoch kann es vorkommen, dass mehr Elektrizität ins Netz eingespiesen als gerade benötigt wird. In diesem Fall kann die Überproduktion dazu verwendet werden, Batterien aufzuladen oder mithilfe von Elektrolyseuren Wasserstoff zu produzieren.

Dieser Wasserstoff kann dann über längere Zeit (beispielsweise saisonal) günstig und verlustarm gelagert werden. Doch nicht nur die Lagerung von Wasserstoff bietet nachhaltige Vorteile, sondern auch seine verschiedenen Einsatzbereiche. So kann er das momentan oftmals verwendete Öl oder Erdgas in Heizungen ersetzen. Im Mobilitätsbereich können mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellen in Fahrzeugen die Verbrennungsmotoren ablösen. Fossile Brennstoffe wie Benzin und Diesel werden damit überflüssig. Zudem können Brennstoffzellenanalgen - wenn Sonne und Wind gerade Pause machen - das Stromnetz stabilisieren, indem sie ihre elektrische Energie einspeisen. Ebenfalls können im Winter mit der Verlustwärme gleichzeitig Räume beheizt werden. Dies ist insbesondere in windschwachen und sonnenarmen Zeiten von Vorteil.

Das interaktive Demonstrations-System zeigt das Zusammenspiel der verschiedenen Bausteine der zukünftigen Energieversorgung anschaulich auf. Das System besteht aus einem Wasserkraftwerksmodell mit Peltonturbine, einem Brennstoffzellensystem namens IHPoS - PowerCube, einem Elektrolyseur des BFH-Partners Vici International und dem PowerTrailer. Letzterer kombiniert bifaciale (zweiseitige) Photovoltaik-Module mit modernen Li-Ionen Batterien des BFH-Spin-offs IPS Integrated Power Solutions AG. Der PowerTrailer wurde von der Firma clevertrailer entwickelt und anschliessend mit Bachelorstudierenden umgesetzt. Das Brennstoffzellensystem IHPoS wurde in diversen Forschungs- und Industrieprojekten gemeinsam mit der Firma CEKAtec bis zur Anwendungsreife entwickelt.