Das Verbundprojekt erforscht neue lebensweltnahe Narrative und Visualisierungen der Energiewende, die als zielgruppendifferenzierende Kommunikationsstrategien für Endverbraucher erprobt werden. Hierdurch soll die aktive Beteiligung von privaten Haushalten an der Energiewende verbessert werden. Fokussiert wird der Bereich 'Gebäude und Wohnen', der den größten Anteil des haushaltsbezogenen Primärenergiebedarfs ausmacht vor allem durch Heizen, Erzeugung von Warmwasser, Beleuchtung und den Gebrauch von Elektrogeräten. Für das Projekt leitend ist die Annahme, dass es nicht mehr Informationen, sondern anderer, neuer Narrationen und Kommunikationsformen mit Affektdimension braucht, um die Menschen anzusprechen und aktiv zu beteiligen. Dabei sind neben technologischen Entwicklungen und investiven Maßnahmen auch Verhaltensänderungen nötig, um im Alltag CO2 zu sparen. Ergänzend zu effizienterer Produktion und Nutzung von Energie, gilt es, somit verstärkt Suffizienz- und Konsistenzstrategien zu adressieren und dabei Rebound-Effekte im Blick zu haben. Die Höhe der potenziellen Einsparungen von Treibhausgasemissionen wird im Rahmen des Projekts Narrativ-bezogen berechnet. In der Praxis erreichen bisher übliche sachorientierte Kommunikationsstrategien nicht die breite Bevölkerung. Aus Informiertheit und Motivation erfolgt keine Handlung - ein als 'Intention-Behaviour-Gap' bekanntes Phänomen. Mittels Medienanalyse, Photovoice, Design Fiction und Datenerhebungen werden Verbindungen zwischen Bürger:innen-Lebenswelten und praktikablen Handlungsoptionen erforscht. Zur Erreichung der Ziele vereint das transdisziplinäre Projektteam Expertise aus den Kommunikations-, Design-, und Ingenieurswissenschaften, der Energieversorgung sowie das Praxiswissen der Handwerkskammer Düsseldorf und der Verbraucherzentrale NRW.
Erneuerbare Energien Anlagen werden perspektivisch die Energieerzeugung dominieren. Um bei zunehmend dezentraler Erzeugung, der Außerbetriebnahme fossiler Kraftwerke und flexiblem Systembetrieb eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen, müssen dezentrale Erzeugungsanlagen wie z.B. Windenergieanlagen (WEA) einen signifikanten Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes leisten. Insbesondere die Bereitstellung netzbildender Eigenschaften aus WEA steht hierbei im Fokus der Forschung und Entwicklung. Das 8. Energieforschungsprogramm sieht die Entwicklung netzbildender Eigenschaften von Stromrichtern als wesentliche Voraussetzung auf dem Pfad in Richtung 100% erneuerbare Energien. Die im Dezember 2023 veröffentlichte 'Roadmap Systemstabilität' beschreibt netzbildende Eigenschaften von Umrichtern als Schlüsseltechnologie zum Erreichen dieser Ziele. Allerdings erfordert diese neue Technologie umfassende und tiefgreifende Anpassungen und Neuentwicklungen auf der Anlagenseite. Das Projekt BesGASa stellt sich der Herausforderung und will mit der Entwicklung von WEA mit netzbildenden Eigenschaften einen notwendigen Beitrag zur Beschleunigung der Energiewende leisten. Für die Formulierung der Anforderungen an dezentrale Erzeugungsanlagen mit netzbildenden Umrichtern, welche in Zukunft die Netzanschlussregeln (Grid Codes) darstellen sollen, ist abgeschlossenes Wissen über die Fähigkeiten und Möglichkeiten der Technologie vonnöten. Derzeit liegt dieses Wissen in der gesamten Windenergiebranche nicht vor. Weder bei den WEA-Herstellern, noch bei den Windpark-Betreibern oder bei den Netzbetreibern. Fortschritte sind schwer zu erzielen, da jede Partei auf die Erkenntnisse der anderen Parteien angewiesen ist. Hier liegt ein klassisches 'Henne-Ei'-Problem vor. Das Vorhaben möchte den Zirkelbezug durch die wissenschaftliche Begleitung des Projektes bereits während der WEA-Entwicklungsphase aufbrechen, es sollen Erkenntnisse publiziert und die Standardisierung unterstützt werden.
Erneuerbare Energien Anlagen werden perspektivisch die Energieerzeugung dominieren. Um bei zunehmend dezentraler Erzeugung, der Außerbetriebnahme fossiler Kraftwerke und flexiblem Systembetrieb eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen, müssen dezentrale Erzeugungsanlagen wie z.B. Windenergieanlagen (WEA) einen signifikanten Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes leisten. Insbesondere die Bereitstellung netzbildender Eigenschaften aus WEA steht hierbei im Fokus der Forschung und Entwicklung. Das 8. Energieforschungsprogramm sieht die Entwicklung netzbildender Eigenschaften von Stromrichtern als wesentliche Voraussetzung auf dem Pfad in Richtung 100% erneuerbare Energien. Die im Dezember 2023 veröffentlichte 'Roadmap Systemstabilität' beschreibt netzbildende Eigenschaften von Umrichtern als Schlüsseltechnologie zum Erreichen dieser Ziele. Allerdings erfordert diese neue Technologie umfassende und tiefgreifende Anpassungen und Neuentwicklungen auf der Anlagenseite. Das Projekt BesGASa stellt sich der Herausforderung und will mit der Entwicklung von WEA mit netzbildenden Eigenschaften einen notwendigen Beitrag zur Beschleunigung der Energiewende leisten. Für die Formulierung der Anforderungen an dezentrale Erzeugungsanlagen mit netzbildenden Umrichtern, welche in Zukunft die Netzanschlussregeln (Grid Codes) darstellen sollen, ist abgeschlossenes Wissen über die Fähigkeiten und Möglichkeiten der Technologie vonnöten. Derzeit liegt dieses Wissen in der gesamten Windenergiebranche nicht vor, weder bei den WEA-Herstellern noch bei den Windpark-Betreibern oder bei den Netzbetreibern. Fortschritte sind schwer zu erzielen, da jede Partei auf die Erkenntnisse der anderen Parteien angewiesen ist. Hier liegt ein klassisches 'Henne-Ei'-Problem vor. Das Vorhaben möchte den Zirkelbezug durch die wissenschaftliche Begleitung des Projektes bereits während der WEA-Entwicklungsphase aufbrechen; es sollen Erkenntnisse publiziert und die Standardisierung unterstützt werden.
Die Windenergie liefert bereits heute einen bedeutenden Beitrag zum Strommix in Deutschland und wird eine der tragenden Säulen des Energiesystems sein. Damit die Energiewende gelingen kann, sind bei allen erneuerbaren Energien weitere Reduktionen der Stromgestehungskosten (LCoE) notwendig. In den vergangenen Jahren haben technologische Entwicklungen in der Anlagenauslegung, der Regelung und der Vorhersage der Windressource bereits zu signifikanten Reduktionen der LCoE geführt. Dabei spielt der Trend zu immer größeren Windenergieanlagen und Windparks, insbesondere auf See, eine wichtige Rolle. Hieraus ergeben sich enorme Herausforderungen für die zukünftigen Entwicklungen im Bereich der Anlagenauslegung, der Betriebsführung und der Netzeinspeisung. Numerische Strömungssimulationen und insbesondere die skalenübergreifende Modellierung und die gekoppelte Betrachtung multiphysikalischer Prozesse sind hier besonders relevant. In diesem Vorhaben werden skalenübergreifende Ansätze im Bereich mesoskaliger und mikroskaliger Simulation für die Standortbewertung, die Berechnung der Windressource und die Anlagenauslegung untersucht und erweitert. Dabei werden einerseits meteorologische, aeroelastische, ozeanografische und Wellenmodelle in einer Simulationsumgebung miteinander gekoppelt und anderseits werden die Modelle durch Machine Learning Methoden ergänzt, um sehr detaillierte und damit rechenaufwändige Simulationen zu beschleunigen und ihre Präzision zu verbessern. Die gekoppelten Methoden werden im Vorhaben zur Entwicklung neuartiger adaptiver Windparkregler eingesetzt und für die verbesserte Beschreibung der Dynamik von Lasten erprobt. Darüber hinaus werden neue Simulationsansätze höherer Ordnung für die Windenergieanwendung erforscht, die eine weitere Rechenzeitoptimierung versprechen. Das Teilvorhaben 'Anwendungsnahe Entwicklungen' verfolgt das Ziel verschiedene neue Ansätze auf ihre Eignung in der Windenergie und insbesondere auch für die Windenergieindustrie zu testen.
Seit mehreren Jahrzehnten werden international 'neue Reaktorkonzepte' erforscht. Erklärtes Ziel solcher Entwicklungen ist es, in den Bereichen Sicherheit, Nachhaltigkeit, Ökonomie und Nukleare Nichtverbreitung gegenüber heutigen Kernkraftwerken deutliche Vorteile aufzuweisen. Dabei stellt neben der Weiterentwicklung von Reaktorkonzepten auch die gesamte Thematik der Brennstoffver- und -entsorgung einen integralen Bestandteil der Diskussion um neue Reaktorkonzepte dar.
Im Rahmen dieser Studie werden der gegenwärtige Entwicklungsstand verschiedener ausgewählter Reaktorkonzepte dargestellt, ausgewählte historische Erfahrungen mit der Entwicklung solcher Reaktorsysteme zusammengefasst und eine grundsätzliche Bewertung der Erreichbarkeit der postulierten Vorteile der jeweiligen Systeme mit Blick auf verschiedene Bewertungskriterien (Sicherheit, Ressourcen und Brennstoffversorgung, Abfallproblematik, Ökonomie und Proliferation) vorgenommen. Bei den betrachteten System handelt es sich um Schnelle Brutreaktoren (FBR), Hochtemperatur-Reaktoren (HTR), Salzschmelze-Reaktoren (MSR) und kleine, modulare Reaktoren (SMR). Keines dieser Reaktorkonzepte konnte - trotz teilweise bereits jahrzehntelanger Forschung und Entwicklung - bisher erfolgreich am Markt etabliert werden.
Übergeordnet kann festgestellt werden, dass zwar einzelne Reaktorkonzepte in einzelnen Bereichen tatsächlich potenzielle Vorteile gegenüber der heutigen Generation von Kernkraftwerken erwarten lassen. Kein Konzept ist jedoch in der Lage, gleichzeitig in allen Bereichen Fortschritte zu erzielen. Vielfach stehen die einzelnen Kriterien untereinander im Wettbewerb, so dass Fortschritte in einem Bereich zu Nachteilen bei anderen Bereichen führen. So führen beispielsweise häufig Maßnahmen zur Erhöhung der Sicherheit zu Nachteilen im Bereich der Ökonomie, Vorteile bei der Ressourcenausnutzung stehen vielfach im Widerspruch zu einer Verbesserung im Bereich der Proliferation. Es ist jedoch nicht zu erwarten, dass ein Reaktorkonzept, welches nur in einzelnen Bereichen Fortschritte bietet, zu einer deutlich verbesserten gesellschaftlichen Akzeptanz der Kernenergienutzung beitragen könnte.