Klimaschutzministerin Katrin Eder stellt aktuellen Umsetzungsstand der Energiewende in Rheinland-Pfalz auf Energie- und Klimaschutzkongress vor – Expertinnen und Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft erörtern Möglichkeiten für Energiewende von Wasserstoff bis KI „Rheinland-Pfalz ist mit einem Anstieg der mittleren Temperatur im Zeitraum 1995 bis 2024 im Vergleich zur Referenzperiode 1881 bis 1910 von inzwischen ca. 1,8 Grad stark vom Klimawandel betroffen. Das merken wir zum Beispiel an der Hitzeperiode in der vergangenen Woche. Die Hitze beeinträchtigt nicht nur die Umwelt, sondern auch unsere Gesundheit, Arbeit und Freizeitgestaltung. Darum ist es wichtig, dass wir die Erderhitzung durch eine Reduktion von Treibhausgasen begrenzen. Dazu leistet die Energieversorgung einen wesentlichen Beitrag. Rheinland-Pfalz ist schon auf einem guten Weg zu einer klimaneutralen Energieversorgung. Die Herausforderung der nächsten Jahre ist es, den zunehmenden Anteil an Strom aus Wind und Sonne sicher und kostengünstig in das Energiesystem einzubinden und das Stromnetz entsprechend zu modernisieren. Dazu dient der Austausch auf dem Energie- und Klimaschutzkongress“, so Umwelt- und Klimaschutzministerin Katrin Eder bei der Eröffnung des Energie- und Klimaschutzkongresses Rheinland-Pfalz in Mainz-Hechtsheim. Am Energie- und Klimaschutzkongress nahmen verschiedene Expertinnen und Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft teil. In ihren Vorträgen erörterten sie Themen wie die notwendigen nächsten Schritte zu einem vollständig klimaneutralen Energieversorgungssystem, Chancen von KI für die Energiewende oder den Aufbau der Wasserstoffwirtschaft. Bei der Energiewende liegt Rheinland-Pfalz auf Kurs, wie Katrin Eder in ihrer Rede darlegt: Im Jahr 2023 wurde der Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch des Landes auf rund 50 Prozent gesteigert. Im Vergleich zum Jahr 2010 hat sich die im Land regenerativ erzeugte Strommenge mehr als verdreifacht. Fast zwei Drittel der rheinland-pfälzischen Stromerzeugung erfolgte in 2023 aus erneuerbaren Energien. Mit zahlreichen Maßnahmen in den Bereichen Windkraft, Photovoltaik und Stromnetzausbau, wie zum Beispiel die Übertragung der Zuständigkeit für die Genehmigung von Windenergieanlagen auf die Struktur- und Genehmigungsdirektionen Nord und Süd, das Landessolargesetz oder die Datenwerkstatt Rheinland-Pfalz, hat das Land den Ausbau der regenerativen Stromerzeugung unterstützt. Essenziell für eine Begrenzung des Klimawandels ist auch eine gelungene Wärmewende. Hier gehört Rheinland-Pfalz zu den ersten Bundesländern, das die Vorgabe des Wärmeplanungsgesetzes des Bundes erfüllt und ein Ausführungsgesetz auf Landesebene erarbeitet hat. So schafft das Land Planungssicherheit für die Kommunen, die nun mit der Wärmeplanung beauftragt sind. Zusätzlich unterstützt das Land die Kommunen mit dem Kommunalen Investitionsprogramm Klimaschutz und Innovation bei Maßnahmen für den Klimaschutz bzw. zur Anpassung an den Klimawandel. Dafür stellt es 250 Millionen Euro zur Verfügung. Die aktuell größte Elektrolyse-Anlage zur Erzeugung von grünem Wasserstoff in Deutschland wurde mit Unterstützung des Landes in Rheinland-Pfalz errichtet und in diesem Jahr in Betrieb genommen. Katrin Eder nutzte den Energie- und Klimaschutzkongress aber auch, um Forderungen an die neue Bundesregierung zu stellen: „Investitionen brauchen Planungssicherheit und Vertrauen in verlässliche gesetzliche Rahmenbedingungen. Daher fordere ich von der neuen Bundesregierung, die aktuell günstigen gesetzlichen Rahmenbedingungen für die Wärmewende wie auch für den Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung als essentielle Grundlage für eine klimaneutrale Energieversorgung weiterzuführen und nicht aus parteipolitischen Erwägungen wieder zu verschlechtern. Die fluktuierende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien muss sinnvoll in das bisherige Stromnetz eingebunden werden. Eine Stromzwischenspeicherung durch Batterien oder Power-to-Gas-Anlagen – idealerweise in Nachbarschaft zu den Erzeugungsanlagen – verringert die Netzausbaukosten und erhöht die regionale Wertschöpfung. Die Förderbedingungen für Investitionen in die Erzeugung und die Verwendung insbesondere von grünem Wasserstoff müssen auf den Ebenen von EU und Bund verstetigt werden. Außerdem müssen die von der Bundesregierung geplanten Gaskraftwerke ausschließlich Wasserstoff-ready gebaut werden. Die Energieministerkonferenz hatte zudem auf Initiative von Rheinland-Pfalz bereits auf ihrer Herbsttagung 2023 die Bundesregierung gebeten, hocheffiziente dezentrale Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen stärker bei der Weiterentwicklung des Strommarktdesigns sowie bei der Ausgestaltung der Kraftwerksstrategie zu berücksichtigen.“
Zielsetzung:
Batterien spielen eine entscheidende Rolle in der Transformation der (Strom-)Wirtschaft zu einer CO2 neutralen Zukunft. Die Emissionsreduktion hängt primär vom vorliegenden Strom- bzw. Energiemix ab. Einerseits für den Energieaufwand während der Erzeugung, andererseits während ihres Betriebs. Überdies dürfen CO2 Emissionen für die Erzeugung, Raffinierung und den Transport von Grundmaterialien nicht vernachlässigt werden. Hier setzen die in diesem Projekt beschriebenen Innovationen an. Aktuelle State-of-the-Art LIB Batterien verwenden einerseits nicht weltweit geläufige Rohstoffe, wie Lithium, Kobalt, Nickel, Mangan und Graphit. Diese Rohstoffe werden primär in China raffiniert. Die so hergestellten Ausgangsmaterialien werden dann ihrerseits erneut über weite Strecken transportiert. Anodenseitig wird aktuell Graphit verwendet. Beispielsweise stammen sowohl natürlicher (74%) als auch synthetischer Graphit (51%) primär aus China, weswegen chinesische Exportrestriktionen auf diesen essentiellen Zellbestandteil ein zusätzliches Hemmnis für die europäische LIB Technologie darstellen. Zusätzlich bedürfen LIB Batterien deutlich mehr CO2 in der Herstellung aufgrund der Anforderung an die Trockenräume, was bei NIB zumindest mit zusätzlicher Forschung deutlich reduzierbar wäre. Im Gegensatz dazu beruhen die Materialien für hier entworfene NIB auf weltweit geläufigen Mengenrohstoffen, was sowohl Kosten, CO2 Emissionen, Umweltbelastungen, und eben auch Abhängigkeiten von außereuropäischen Ländern minimiert.
Für eine Transformation hin zu einer nachhaltigen, erneuerbaren Wirtschaft sind billige Energiespeicher essenziell. Seit langem werden in den Roadmaps NIB als die beste Zukunftstechnologie bezeichnet, um möglichst kostengünstige Energiespeicher zu bauen. Daher wurde ein Konzept der vertikalen Integration entlang der Wertschöpfungskette erarbeitet, dass mit hoher Erfolgswahrscheinlichkeit, binnen von zwei Jahren zu einem NI-Batteriepack Prototyp führen soll. Der große Vorteil darin besteht in der raschen Weitergabe von Innovationssprüngen an den Prototypen und eventuellen Produkten. Die Zielsetzung ist eine Zelle mit einer Energiedichte von 180 Wh/kg zu entwickeln, welche dann in Endanwendungen wie Gabelstapler, Heimspeicher, und stationäre Speicher eingesetzt werden kann. Durch den angestrebten niedrigen Preis pro kWh für NIB’s sind alle Anwendungen mit einer niedrigen bis mittleren Energiedichte denkbar.
Fazit:
In diesem Projekt wurde eine Methode entwickelt, um Mangan-dotiertes preussisch Weiss deutlich langlebiger zu machen - mit Zyklenzahlen, die man auch von Lithium-Eisen-Phosphat Akkus kennt, die schon bisher als sehr langlebig gelten. Durch die Erhöhung Spannung können der wesentliche Nachteil der geringeren Energiekapazität von preussisch Weiss mitigiert werden. Das so entstandene Material kann nicht nur LFP, sondern auch NiCd und Blei-Säure Batterien ersetzen.
Ziel des Projektes BatCO2tiv ist die Konzeptionierung und der Aufbau einer innovativen und kollaborativen Multi-Mix-Splitlinie für die flexible Automatisierung der Herstellung der Unipower-Produktfamilie bei dem Batteriepackproduzenten Smart Battery Solutions GmbH, die nahezu alle Marktsegmente der Batterietechnik adressiert. Dazu werden Konzepte für alle Produktionsschritte erarbeitet. Designregeln für Zellverbinder und Zellhalter werden abgeleitet und münden in einem Packdesign, das mit kollaborativen Robotern verarbeitet werden kann. Mithilfe einer umfassenden Charakterisierung der Batterieverbindungen wird eine intelligente Prozessführung entwickelt, die den Ausschuss und damit die CO2-Emssionen deutlich reduziert. Des Weiteren sollen nicht-invasive, zerstörungsfreie Methoden evaluiert werden, um eine inline-Prozessüberwachung der elektrischen Leitfähigkeit der Fügestellen zu ermöglichen. Die Korrelation von Schweißparametern und der Charakteristik der Fügestellen ist ein weiteres Ziel. Die Ziele im Einzelnen: - Konzeptionierung und Aufbau einer Multi-Mix-Splitlinie bei der Smart Battery Solutions GmbH - Verdreifachung der Stückzahlen durch eine Reduktion der Produktionszeit von derzeit 1,8 Sekunden pro Schweißpunkt auf kleiner als 0,6 Sekunden pro Schweißpunkt - Einsparung von CO2-Emissionen durch eine Reduzierung des Ausschusses - CO2-Reduktion der Produkte für Last-Mile-Delivery, E-Scooter, Sharing-Systeme und E-Bikes - Qualitätsverbesserung der Produkte der Unipower-Familie durch eine detaillierte Fügestellen-Charakterisierung - Höhere Standzeit der Schweißelektroden durch eine verbesserte Prozessführung - Korrelation der Schweißparameter mit den Daten der Fügestellencharakterisierung - Evaluation von nicht-invasiver Charakterisierungsmethoden für Schweißpunkte für eine Inline-Prozessüberwachung - Stärkung des Wirtschaftsstandorts Deutschland durch Kostensenkung der Produktion und Beibehaltung der Wertschöpfungskompetenz.