Helmholtz-Gemeinschaft

Forschungsbereich Energie

Globale Engpässe sind vorhersehbar: in der Energieversorgung, der Entsorgung von Rückständen und Emissionen. Helmholtz-Energieforscher suchen nach Lösungen, um die Bedürfnisse heutiger und künftiger Generationen zu befriedigen.

Aufgabe

Im Forschungsbereich Energie arbeiten Helmholtz-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler daran, Lösungen für die Energieversorgung zu entwickeln, die ökonomisch, ökologisch und gesellschaftlich tragbar sind.

ZoomLinear-Fresnel-Kollektoren, DLR/Novatec Solar
Bei Linear-Fresnel-Kollektoren bündeln mehrere ungewölbte Spiegelstreifen das Sonnenlicht auf ein Absorberrohr. Die einzelnen Spiegelstreifen werden dabei der Sonne einachsig nachgeführt. Bild: DLR/Novatec Solar

Dafür untersuchen sie die relevanten Energieketten unter Einbeziehung von technologischen und sozioökonomischen Randbedingungen einschließlich der Klima- und Umweltfolgen. Ein Ziel ist es, fossile Rohstoffe und nukleare Brennstoffe durch Energieträger zu ersetzen, die nachhaltig und klimaneutral nutzbar sind. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler loten die Potenziale von erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenenergie, Biomasse oder Erdwärme aus. Sie arbeiten an der Effizienzsteigerung von konventionellen Kraftwerken und der rationellen Energienutzung. Die Helmholtz-Gemeinschaft forscht an der Nutzung der Kernfusion, um langfristig eine neue Energiequelle zu erschließen und verfügt über herausragendes Know-how in der nuklearen Sicherheitsforschung.

Ausblick

Die Energiewende gehört zu den größten Aufgaben in Gegenwart und Zukunft. In ihrem 6. Energieforschungsprogramm konzentriert sich die Bundesregierung auf Technologien, die für den Umbau der Energieversorgung wichtig sind: Erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Energiespeicher, Netztechnologien. Die Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt die Strategie der Bundesregierung nachdrücklich und trägt durch ihre Kompetenz und Erfahrung in den Schlüsselbereichen signifikant zur Umsetzung bei. Zudem schließt sie die Forschungslücken und strebt raschere Fortschritte auf den relevanten Gebieten an. Die Helmholtz-Forschung befasst sich mit einem weiten Spektrum von Optionen und treibt dabei Grundlagenforschung ebenso voran wie anwendungsorientierte Forschung. Die technologische Forschung wird von sozio-ökonomischer Forschung ergänzt. Es gilt, das Energiesystem einschließlich aller gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und politischen Aspekte zu optimieren.

Forschungsprogramme


Erneuerbare Energien

Der Themenkatalog wird erweitert: Zur Stromerzeugung aus Sonnenenergie und Geothermie kommen Forschungsvorhaben zu Biomasse und solarer Brennstofferzeugung.
Mehr zu Erneuerbare Energien


Rationelle Energieumwandlung und -nutzung

Um den Nutzungsgrad sowohl der erneuerbaren als auch der fossilen Energieträger zu erhöhen, werden verschiedene Forschungsansätze verfolgt.
Mehr zum Forschungsprogramm Rationelle Energieumwandlung und -nutzung


Kernfusion

Das Programm Kernfusion der Helmholtz-Gemeinschaft verfolgt derzeit vorrangig zwei Ziele: deutsche Beiträge zum Bau und Betrieb von ITER und die Fertigstellung und Betrieb von Wendelstein 7-X in Greifswald.
Mehr zum Forschungsprogramm Kernfusion


Nukleare Sicherheitsforschung

Das Programm Nukleare Sicherheitsforschung teilt sich in zwei Programmthemen auf: Sicherheit der Kernreaktoren und Sicherheit der nuklearen Entsorgung.
Mehr zum Forschungsprogramm Nukleare Sicherheitsforschung


Technologie, Innovation und Gesellschaft

Ziel des forschungsbereichsübergreifenden Programms ist die Erforschung ökologischer, ökonomischer, politischer, ethischer und sozialer Aspekte neuer Technologien zur Unterstützung von Entscheidungen in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft.
Mehr zum Technologie, Innovation und Gesellschaft

Programmstruktur in der Förderperiode 2010-2014

Im Forschungsbereich Energie der Helmholtz-Gemeinschaft wirken derzeit acht Helmholtz-Zentren zusammen: das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das Forschungszentrum Jülich, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB), das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ, das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), das Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungs- Zentrum GFZ und das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) als assoziiertes Mitglied in der Helmholtz-Gemeinschaft. Die Arbeiten im Forschungsbereich Energie gliedern sich derzeit in fünf Forschungsprogramme. Alle Programme werden in interdisziplinären Arbeitsgruppen und internationaler Zusammenarbeit vorangetrieben. Forschungsinfrastrukturen, Großexperimente, Pilotanlagen, Testanlagen für Großkomponenten, hochleistungsfähige Analysesysteme und große Rechnerkapazitäten stehen hierfür zur Verfügung.

Forschungsprogramme


Erneuerbare Energien

Der Themenkatalog wird erweitert: Zur Stromerzeugung aus Sonnenenergie und Geothermie kommen Forschungsvorhaben zu Biomasse und solarer Brennstofferzeugung.

Mehr zu Erneuerbare Energien


Rationelle Energieumwandlung und -nutzung

Um den Nutzungsgrad sowohl der erneuerbaren als auch der fossilen Energieträger zu erhöhen, werden verschiedene Forschungsansätze verfolgt.

Mehr zum Forschungsprogramm Rationelle Energieumwandlung und -nutzung


Kernfusion

Das Programm Kernfusion der Helmholtz-Gemeinschaft verfolgt derzeit vorrangig zwei Ziele: deutsche Beiträge zum Bau und Betrieb von ITER und die Fertigstellung und Betrieb von Wendelstein 7-X in Greifswald.

Mehr zum Forschungsprogramm Kernfusion


Nukleare Sicherheitsforschung

Das Programm Nukleare Sicherheitsforschung teilt sich in zwei Programmthemen auf: Sicherheit der Kernreaktoren und Sicherheit der nuklearen Entsorgung.

Mehr zum Forschungsprogramm Nukleare Sicherheitsforschung


Technologie, Innovation und Gesellschaft

Ziel des forschungsbereichsübergreifenden Programms ist die Erforschung ökologischer, ökonomischer, politischer, ethischer und sozialer Aspekte neuer Technologien zur Unterstützung von Entscheidungen in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft.

Mehr zum Technologie, Innovation und Gesellschaft

Einblicke in den Forschungsbereich Energie

Hier stellen wir Ihnen aktuelle Forschungsprojekte von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Helmholtz-Zentren vor.


Weltraumwissen für die Batterie

Batterieexperiment FBierstedt HZDR 450x254Energiespeicher sind eine gefragte Spezies. Nicht zuletzt, um Solar- und Windstrom auch in sonnen- und windarmen Zeiten bereitzustellen. Insbesondere für den mobilen Einsatz wird an geeigneten Batteriekonzepten geforscht. Dass sich Batterien auch für stationäre Anwendungen eignen und im Rahmen der Energiewende rasch an Bedeutung gewinnen werden, davon sind HZDR-Forscher um Tom Weier und Frank Stefani überzeugt. Dabei haben sie einen ganz speziellen Batterie-Typus im Blick: Flüssigmetall-Batterien.

weiterlesen "Weltraumwissen für die Batterie"


Katalysator im Kunststoffmantel schützt „Künstliches Blatt“

Diana Stellmach hat eine stabile Struktur aus einem Block entwickelt, die mit Licht Wasser spalten kann und dabei nicht korrodiert. Foto: Andreas KubatzkiSolarenergie steht auf der Erde zwar reichlich zur Verfügung, aber nur, solange die Sonne auch scheint.

weiterlesen "Katalysator im Kunststoffmantel schützt „Künstliches Blatt“"


Energie – Szenarien für die Zukunft

Teststand zur thermochemischen Hochtemperatur WaermespeicherungWas haben Szenarien und Orakel gemeinsam? Beide wagen einen Blick in die Zukunft. Im Gegensatz zu Orakeln sind Szenarien jedoch nach wissenschaftlichen Kriterien aufgebaut. Sie sagen die mögliche Entwicklung der Zukunft vorher. Dabei beschreiben sie alternative zukünftige Situationen und Wege, die zu diesen zukünftigen Situationen führen.

weiterlesen "Energie – Szenarien für die Zukunft"


Rekordexperimente an der Fusionsanlage ASDEX Upgrade

heißes  PlasmaDie Forschung im Bereich Fusionskraftwerke läuft auf Hochtouren – denn für die Strom- und Wärmeerzeugung der Zukunft könnten sie eine wichtige Rolle spielen. Die größte deutsche Fusionsanlage ASDEX Upgrade (Axialsymmetrisches Divertor-Experiment) am IPP hält derzeit den Weltrekord: „Normiert auf den Radius der Fusionsanlage konnten wir mit 14 Megawatt pro Meter die bislang höchste Heizleistung weltweit erreichen, ohne dabei die Wand der Anlage thermisch zu überlasten“, sagt Arne Kallenbach, Leiter des Projekts ASDEX Upgrade.

weiterlesen "Rekordexperimente an der Fusionsanlage ASDEX Upgrade"


Supraleiterkabel – Stromversorgung der Zukunft

Kabelmuster-RWE-Ampacity„AmpaCity könnte der Auftakt für die Umstrukturierung innerstädtischer Stromnetze sein“, sagt Mathias Noe, Leiter des Instituts für Technische Physik am KIT. Ende 2013 startet im Rahmen des Verbundprojekts die Inbetriebnahme des bislang weltweit längsten Supraleiterkabels. Beteiligt an AmpaCity sind der RWE-Konzern, Nexans und das KIT. Das etwa einen Kilometer lange Supraleiterkabel hat eine Übertragungsleistung von 40 Megawatt und wird in der Innenstadt von Essen verlegt. Das Projekt läuft über viereinhalb Jahre und wird vom KIT wissenschaftlich begleitet.

weiterlesen "Supraleiterkabel – Stromversorgung der Zukunft"


Geothermie – Energie aus dem Untergrund

Tiefbohranlage InnovaRig (links) und Rollenmeißel am Kopf des Bohrgestänges der InnovaRig. Fotos: GFZWindkraft, Solarenergie und Biogas spielen in der Energieversorgung eine immer größere Rolle. Weniger populär, aber dennoch eine der weltweit am meisten genutzten erneuerbaren Energien ist Erdwärme (Geothermie). Anders als Wind und Sonne ist sie durchgängig und fast überall verfügbar – unabhängig von Klima, Tages- und Jahreszeit. „Daher ist Erdwärme neben der Nutzung für die Wärmegewinnung auch für die Grundlastversorgung mit Strom besonders interessant“, sagt Ernst Huenges, Leiter des Internationalen Geothermieforschungszentrums am GFZ.

weiterlesen "Geothermie – Energie aus dem Untergrund"

Helmholtz-Energie-Allianzen

Im Rahmen der Helmholtz-Energie-Initiative sollen die thematisch orientierten Energie-Allianzen den drängenden Forschungsbedarf zum raschen Umbau der Energieversorgung gezielt decken und zukunftsfähige Energietechnologien entwickeln.

Zu den Helmholtz-Energie-Allianzen

Kontakt

Prof. Dr. Holger Hanselka

Forschungsbereichskoordinator Energie

Karlsruher Institut für Technologie

Telefon: +49 721 608-22000
holger.hanselka(at)kit.edu
www.kit.edu


Dr. Tobias Sontheimer

Forschungsbereichsbeauftragter Energie

Helmholtz-Gemeinschaft

Telefon: +49 30 206329-17
tobias.sontheimer (at) helmholtz.de


Publikationen

Einblick in
ausgewählte
Bereiche der
Helmholtz-
Energie-forschung 

Energie - Forschung - Zukunft

16.09.2014