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

Kurzbezeichnung: SynErgie
Förderlinie: Kopernikus
Projektträger: Projektträger Jülich (PtJ)
Fördernummer laut Bescheid:  ​03SFK3Q0
Förderer: ​Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Start: September 2016
Ende: ​​August 2019
Projektdauer: 3 Jahre (in der ersten von vrstl. drei Förderphasen)
Projektleitung: Prof. Dr. Gilbert Fridgen​​​

Augsburg wird Modellregion für Energieflexibilität

Insbesondere die energieintensive Industrie kann sich künftig nicht mehr darauf verlassen, dass der benötigte Strom dann verfügbar ist, wenn er gebraucht wird, sondern muss mithilfe der Forschungsinstitute lernen, ihn dann zu brauchen, wenn er verfügbar ist.

Das Konsortium mit dem Titel „SynErgie“, an welchem die Projektgruppe Wirtschaftsinformatik des Fraunhofer FIT in Augsburg und Bayreuth und die Universität Bayreuth maßgeblich beteiligt sind, hat vom Bundesministerium für Bildung und Forschung den Zuschlag für eine Förderung von zunächst 30 Millionen Euro erhalten. Dies umfasst die ersten drei des auf zehn Jahre angelegten Großprojektes. „SynErgie“ ist eines von bundesweit vier Projekten im Rahmen der Förderinitiative „Kopernikus-Projekte für die Energiewende“ und das einzige Vorhaben in der Förderlinie „Ausrichtung von Industrieprozessen auf fluktuierende Energieversorgung“. Das Konsortium widmet sich der Frage, wie flexible energieintensive Industrieprozesse als Nachfrager das volatile Angebot erneuerbarer Energien im zukünftigen Energiesystem nutzen und damit den Strommarkt ausgleichen können. Das Projekt SynErgie hat sich im Wettbewerb gegen über 40 Anträge durchgesetzt.

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Das Konsortium mit dem Titel „Synchronisiertes Energiemanagement für die Ausrichtung energieadaptiver Prozesse“ (SynErgie) hat den Zuschlag für die Förderung eines Forschungsprojekts im Rahmen der „Kopernikus-Projekte für die Energiewende“ erhalten. An dem Konsortium SynErgie, welches zum Ziel hat, durch Nutzung der Flexibilität energieintensiver Industrieprozesse entscheidend zum Gelingen der Energiewende beizutragen, sind mit der Projektgruppe Wirtschaftsinformatik (WI) des Fraunhofer FIT und der Projektgruppe Ressourceneffiziente mechatronische Verarbeitungsmaschinen (RMV) des Fraunhofer IWU auch zwei renommierte Forschungseinrichtungen aus Augsburg maßgeblich beteiligt.

Neben der Projektgruppe WI, welche im Konsortium durch Herrn Prof. Dr. Buhl (Universität Augsburg) und Herrn Prof. Dr. Fridgen (Universität Bayreuth) vertreten wird, wirken an dem Konsortium noch 20 weitere Forschungseinrichtungen von der RWTH Aachen, über die Universitäten Köln, Chemnitz, Darmstadt, Karlsruhe und Stuttgart bis zur TU München sowie 40 Industrieunternehmen aus allen energieintensiven Branchen aktiv mit. Das Vorhaben des Konsortiums wird in der Förderlinie „Ausrichtung von Industrieprozessen auf fluktuierende Energieversorgung“ gefördert, welche die Zielstellung hat, energieintensive Industrieprozesse so in das zukünftige Energiesystem zu integrieren, dass das zunehmende Angebot volatiler erneuerbarer Energien im Stromsystem genutzt und balanciert werden kann. Insbesondere die energieintensive Industrie muss lernen, den Strom dann zu nutzen, wenn er vorhanden und kostengünstig ist und auf ihn zu verzichten, wenn er knapp und teuer ist. Folglich wird im Stromsystem von Morgen nicht mehr wie bisher das Stromangebot der Stromnachfrage folgen können. Vielmehr muss die Stromnachfrage an das Stromangebot angepasst werden. Hier spielen die energieintensiven Branchen eine entscheidende Rolle.

Den Professoren Buhl, Fridgen und ihren Mitarbeitern ist es gelungen, einerseits Unternehmen wie Dr. Oetker, Siemens und UPM für eine Mitwirkung zu gewinnen, die sich seit vielen Jahren im Elitenetzwerk-Studiengang FIM der Universitäten Augsburg, Bayreuth und der TU München engagieren. Andererseits konnten Unternehmen wie Bayer/Covestro, Enerstorage, SGL Carbon, die Strombörsen in Leipzig und Paris sowie die Wieland-Werke, EPEX Spot, Tennet und Kisters für eine Zusammenarbeit in der Energieforschung im Rahmen von SynErgie gewonnen werden.​

Eine Besonderheit des Konsortiums SynErgie ist das Teilprojekt „Energieflexible Modellregion Augsburg“. Für dieses Teilprojekt haben sich 21 Einrichtungen von der Stadt Augsburg über die IHK Schwaben bis zu Vertretern der Zivilgesellschaft wie dem Bund Naturschutz in Bayern e.V. zusammengeschlossen, um das Verhalten von energieflexiblen Großverbrauchern und die Auswirkungen auf die Region Augsburg zu untersuchen und unter Berücksichtigung kommunaler Gegebenheiten, Chancen, Risiken und Folgen flexibler Industrieprozesse in einem regionalen Stromsystem zu bewerten. Im Mittelpunkt stehen dabei die Auswirkungen auf die Technosphäre (Unternehmen unterschiedlicher Größe), Ökosphäre (Umwelt, Beitrag zur Energiewende) sowie Soziosphäre (Gesellschaft und Politik). Anhand der Modellregion Augsburg soll ebenfalls eine Übertragung auf weitere Regionen geprüft und zentrale Faktoren für eine erfolgreiche Umsetzung abgeleitet werden, weshalb im Rahmen von SynErgie dem Standort Augsburg eine Vorreiterrolle in Bezug auf die Energiewende gebührt.

Das Konsortium konnte sich unter anderem durch die synergetische Zusammensetzung aus führenden Forschungseinrichtungen, Anwenderunternehmen aller energieintensiven Branchen, Strommarktvertretern, IT-Anbietern und Vertretern der Zivilgesellschaft von den Konkurrenzkonsortien abheben und hat sich im Wettbewerb von über 40 eingereichten Anträgen durchgesetzt. Diese synergetische Zusammensetzung ermöglicht nicht nur die transdisziplinäre Erforschung neuer Grundlagen, sondern auch die industrielle Umsetzung und gesellschaftliche Akzeptanz der erarbeiteten Lösungen.

Erstes Ziel des Projektvorhabens ist es, industrielle Schlüsselprozesse zu identifizieren, deren Energiebedarf so angepasst werden kann, dass diese unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte zum Ausgleich der fluktuierenden Energieversorgung genutzt werden können. Schließlich sollen für industrielle Schlüsselprozesse effiziente Verfahren und Technologien entwickelt und anhand von Demonstrationsanlagen erprobt werden. Zu diesem Zweck werden im Zuge der Digitalisierung von Industrie- und Arbeitsprozessen Strukturen aus der Informations- und Kommunikationstechnik zur Steuerung des Angebots- und Nachfrageausgleichs im Stromnetz übertragen. Im Fokus steht hierbei die Vernetzung der einzelnen Akteure (bspw. Stromerzeuger, Strommärkte, Stromverbraucher, Stromnetzbetreiber und Wetter-dienste) mithilfe von vernetzten Informationssystemen, um die automatisierte Anpassung des Stromverbrauchs zu ermöglichen. Die Vision ist somit eine durchgängige Regelung der Energienachfrage „vom PV-Modul oder Windrad bis hin zum Produktionsprozess“.

Das Konsortium SynErgie wird zunächst über eine Laufzeit von drei Jahren mit einem jährlichen Fördervolumen von 10 Millionen Euro gefördert. Für jedes der vier Kopernikus-Projekte wurde ein Förderzeitraum von bis zu zehn Jahren mit einem Fördervolumen von jeweils 100 Millionen Euro in Aussicht gestellt.​​​​​​
Ein besonderer Dank geht an Prof. Dr. Abele (TU Darmstadt) für die Gesamtkoordination des Konsortiums.​​