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Multiskalen- und multiphysikalische Modelle und Simulation für die Windenergie, Teilvorhaben: Anwendungsnahe Entwicklungen

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.

Kernenergie

<p> <p>Seit dem Atomausstieg wird Kernenergie in Deutschland weiter als Beitrag zu Klimaschutz und Versorgungssicherheit diskutiert. Das Umweltbundesamt ordnet ein, welche Rolle sie im künftigen Energiesystem spielen kann und warum für schnellen und kosteneffizienten Klimaschutz vor allem erneuerbare Energien entscheidend sind.</p> </p><p>Seit dem Atomausstieg wird Kernenergie in Deutschland weiter als Beitrag zu Klimaschutz und Versorgungssicherheit diskutiert. Das Umweltbundesamt ordnet ein, welche Rolle sie im künftigen Energiesystem spielen kann und warum für schnellen und kosteneffizienten Klimaschutz vor allem erneuerbare Energien entscheidend sind.</p><p> Ausgangslage: Kernenergie in der deutschen Klimadebatte <p>Deutschland hat die Stromerzeugung aus Kernenergie beendet. Die letzten drei deutschen Atomkraftwerke Emsland, Isar 2 und Neckarwestheim 2 gingen am 15. April 2023 vom Netz. Gleichzeitig wird Kernenergie in Deutschland und international weiter als möglicher Beitrag zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> und Versorgungssicherheit diskutiert. Die Debatte dreht sich vor allem darum, ob Kernenergie klimapolitisch sinnvoll wäre, ob neue Kernkraftwerke eine Option für die Zeit nach 2030 sein könnten und ob neue Reaktorkonzepte zur Treibhausgasneutralität beitragen können.</p> <p>Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> bewertet diese Fragen nicht allein anhand der CO₂-Emissionen im Kraftwerksbetrieb. Um Kernenergie klimapolitisch zu bewerten, zählen auch die gesamte Realisierungszeit von Planung bis Inbetriebnahme, Kosten, Energiesystemverträglichkeit, Umweltwirkungen, Sicherheitsrisiken, Brennstoffversorgung und die Entsorgung radioaktiver Abfälle.</p> <p>Auch relevant ist, wann Techniken verfügbar sind. Denn für den Klimaschutz zählen vor allem die nächsten Jahre. Deutschland muss die Emissionen schnell senken und bis 2045 treibhausgasneutral werden.&nbsp;</p> </p><p> Was kann Kernenergie für den Klimaschutz leisten? <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/kernenergie_01_thg_emissionen.jpg"> </a> <strong> Kernenergie ist treibhausgasarm, aber nicht automatisch beste Klimaschutzoption. </strong> Quelle: Susanne Kambor / UBA </p><p> <p>Kernenergie verursacht bei der Stromerzeugung nahezu keine direkten CO₂-Emissionen. Eine vollständige Klimabilanz betrachtet jedoch den gesamten Lebenszyklus: Uranabbau, Aufbereitung, Konversion, Anreicherung, Brennelementfertigung, Bau und Betrieb des Kraftwerks, Zwischenlagerung, Rückbau sowie Entsorgung beziehungsweise Endlagerung radioaktiver Abfälle.</p> <p>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/climate-environmental-impact-of-nuclear-power">UBA-Forschungsbericht „Climate and environmental impact of nuclear power“</a> untersucht die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>- und Umweltwirkungen der Kernenergie über den gesamten Lebenszyklus.Die zentralen Ergebnisse sind in einer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11850/publikationen/2026-06/32_2026_Climate_Short_Version.pdf">Kurzfassung</a> zusammengefasst. Demnach liegen die Treibhausgasemissionen von Kernenergie für das Basisjahr 2020 durchschnittlich bei 5 bis 15 Gramm CO₂-Äquivalenten je Kilowattstunde Strom. Einzelne Werte liegen niedriger, andere erreichen bis zu 21 Gramm CO₂-Äquivalenten je Kilowattstunde. Für 2030 erwarten die Forschenden im Bericht mit 4,8 bis 14,2 Gramm CO₂-Äquivalenten je Kilowattstunde eine ähnliche Größenordnung.</p> <p>Damit verursacht Kernenergie deutlich weniger Treibhausgase als jede fossile Stromerzeugung. Daraus folgt aber nicht automatisch, dass sie die beste Klimaschutzoption ist. Entscheidend ist, welche Technologien Emissionen schnell, verlässlich und zu vertretbaren Kosten senken ohne langfristige Lasten auf kommende Generationen zu verlagern.</p> <p>Nationale und auch globale Klimaszenarien zeigen ein klares Bild: Der Ausbau erneuerbarer Energien trägt die Transformation. Zu diesem Ergebnis kam bereits die&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klimaschutz-ist-auch-ohne-kernenergie-moeglich">UBA-Analyse „Klimaschutz ist auch ohne Kernenergie möglich“</a>. Sie wertet internationale Klimaszenarien aus und zeigt: Nicht der Zubau von Kernenergie entscheidet darüber, ob Klimaziele erreicht werden, sondern der ausreichende Ausbau erneuerbarer Energien. Auch Szenarien mit hoher Kernenergieerzeugung verfehlen Klimaziele, wenn der Anteil erneuerbarer Energien zu niedrig bleibt. In den untersuchten globalen Szenarien zur Treibhausgasneutralität erreichen erneuerbare Energien im Jahr 2050 Anteile von 70 bis 100 Prozent an der Stromerzeugung. Kernenergie bleibt mit 0 bis 9 Prozent deutlich kleiner.</p> <p>Auch die heutige Entwicklung spricht gegen eine breite Renaissance der Kernenergie: Mitte 2024 betrieben lediglich 32 von rund 200 Ländern weltweit Kernkraftwerke. Die weltweit installierte Kernkraftwerksleistung lag seit rund 25 Jahren weitgehend konstant bei etwa 370 Gigawatt. Der Anteil der Kernenergie an der globalen Stromerzeugung ist seit seinem Höchststand von 17 Prozent im Jahr 1990 gesunken und lag 2024 bei rund 9 Prozent. Erneuerbare Energien lieferten im selben Jahr rund ein Drittel des weltweiten Stroms.</p> </p><p> Warum neue Kernkraftwerke zu spät kämen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/kernenergie_02_realisierungszeit.jpg"> </a> <strong> Neue Kernkraftwerke kommen für Klimaschutz bis 2045 meist zu spät. </strong> Quelle: Susanne Kambor / UBA </p><p> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> braucht Maßnahmen, die schnell wirken. Bei neuen Stromerzeugungsanlagen sind dafür nicht nur die reinen Bauzeiten relevant, sondern der gesamte Zeitraum von Planung, Genehmigung, Finanzierung, Bau und Inbetriebnahme. Als Bauzeit gilt der Zeitraum vom Beginn der physischen Bauarbeiten bis zur kommerziellen Inbetriebnahme. Planungs- und Genehmigungsphasen sind darin noch nicht enthalten und können gerade bei Kernkraftwerken mehrere zusätzliche Jahre beanspruchen.</p> <p>Schon die reine Bauzeit von Kernkraftwerken ist lang. Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/climate-environmental-impact-of-nuclear-power">UBA-Forschungsbericht</a> weist eine durchschnittliche Bauzeit von knapp 100 Monaten aus, also rund acht Jahren. Die Bandbreite reicht von weniger als 50 Monaten bis fast 200 Monaten. Einzelne aktuelle Projekte zeigen, wie stark sich Zeitpläne verschieben können: Olkiluoto 3 in Finnland sollte ursprünglich 2009 in Betrieb gehen. Der kommerzielle Betrieb begann 2023. Flamanville 3 in Frankreich war ursprünglich für 2012 vorgesehen. Der Reaktor wurde Ende 2024 erstmals ans Netz angeschlossen und danach schrittweise in Betrieb genommen. Vogtle 3 und 4 in den USA sollten 2016 beziehungsweise 2017 starten. Der kommerzielle Betrieb begann 2023 beziehungsweise 2024.&nbsp;</p> <p>Diese langen Gesamtzeiträume erhöhen das Risiko für Kostensteigerungen und Verzögerungen. Gleichzeitig verändert sich das Energiesystem schnell. Eine Entscheidung für ein neues Kernkraftwerk würde heute getroffen, das Kraftwerk würde aber erst in einem künftigen Stromsystem liefern, das bereits deutlich stärker von erneuerbaren Energien geprägt ist.</p> <p>Wind- und Solarenergie lassen sich schneller ausbauen. Große Photovoltaik- und Onshore-Windprojekte können in der Regel in weniger als fünf Jahren Strom liefern. Für den Zeitraum bis 2030 und 2045 sind solche kürzeren Realisierungszeiten entscheidend für den Klimaschutz und die Zielerreichungen.</p> <p>Hinzu kommt die rechtliche Ausgangslage in Deutschland: Die Berechtigungen zum Leistungsbetrieb der deutschen Kernkraftwerke sind erloschen. Die <a href="https://www.bundestag.de/resource/blob/1022328/327fce22754424f1b6b9af0159c39505/WD-3-090-24-pdf.pdf">Wissenschaftlichen Dienste des Bundestages ordnen ein</a>, dass der Weiterbetrieb bestehender Anlagen und die Genehmigung neuer Kernkraftwerke nach geltender Rechtslage ausgeschlossen sind und Änderungen des Atomgesetzes erfordern würden.&nbsp;In einer weiteren Ausarbeitung zu den zuletzt betriebenen Anlagen Isar 2, Emsland und Neckarwestheim 2 weisen die <a href="https://www.bundestag.de/resource/blob/926434/WD-8-077-22-pdf.pdf">Wissenschaftlichen Dienste</a> darauf hin, dass die 2019 fällige periodische Sicherheitsüberprüfung wegen des gesetzlich vorgesehenen Betriebsendes nicht mehr vorgelegt wurde. Bei einer Laufzeitverlängerung wäre diese Überprüfung nach geltendem Recht unmittelbar nachzuholen gewesen.</p> </p><p> Warum neue Kernkraftwerke teuer sind <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/kernenergie_03_kosten.jpg"> </a> <strong> Neue Kernkraftwerke verursachen hohe Investitions- und Finanzierungskosten. </strong> Quelle: Susanne Kambor / UBA </p><p> <p>Neue Kernkraftwerke gehören zu den kapitalintensivsten Formen der Stromerzeugung. Sie erfordern hohe Anfangsinvestitionen, lange Finanzierungszeiträume und umfangreiche Sicherheits- und Genehmigungsverfahren. Auch Nachbetrieb, Rückbau und Entsorgung verursachen Kosten.</p> <p>Hinzu kommt ein Kostenparadox: Während viele Energietechnologien durch Serienfertigung, größere Stückzahlen und technische Lernprozesse mit der Zeit günstiger werden, zeigt sich bei der Kernenergie häufig eine umgekehrte Lernkurve. Erfahrung führt hier nicht automatisch zu sinkenden Kosten. Im Gegenteil: Die Kosten können steigen, weil Anlagen technisch komplexer werden, Sicherheits- und Schutzanforderungen zunehmen und lange Bauzeiten die Finanzierung verteuern.&nbsp;</p> <p>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/climate-environmental-impact-of-nuclear-power">UBA-Forschungsbericht</a> vergleicht Stromgestehungskosten neuer Kernkraftwerke mit erneuerbaren Energien. Für neue Kernkraftwerke in Europa lagen die Kosten im Basisjahr 2020 bei 15,0 bis 19,2 Cent je Kilowattstunde. Zum Vergleich: Die globalen gewichteten Durchschnittswerte lagen bei 3,6 Cent je Kilowattstunde für Onshore-Windenergie, 7,8 Cent für Offshore-Windenergie und 5,3 Cent für Photovoltaik.</p> <p>Für 2030 vergrößert sich der Unterschied in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/projektion">Projektion</a> noch einmal: Konventionelle neue Kernkraftwerke erreichen dann 26,1 bis 36,2 Cent je Kilowattstunde. Für Onshore-Windenergie liegt die Bandbreite bei 2,0 bis 6,2 Cent, für Offshore-Windenergie bei 3,7 bis 11,8 Cent und für Photovoltaik bei 2,6 bis 10,8 Cent je Kilowattstunde.</p> <p>Auch die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/treibhausgas">Treibhausgas</a>-Vermeidungskosten fallen bei Kernenergie höher aus als bei erneuerbaren Energien: Treibhausgase durch Kernenergie zu vermeiden, kostete in Europa im Jahr 2020 zwischen 102 und 158 Euro je Tonne CO₂-Äquivalent. Für 2030 steigen die Kosten in der Projektion auf 196 bis 527 Euro je Tonne CO₂-Äquivalent. Erneuerbare Energien schneiden deutlich günstiger ab und vermeiden Emissionen häufig zu negativen oder niedrigeren Kosten.</p> </p><p> Warum Kernenergie im künftigen Stromsystem nur begrenzt hilft <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/kernenergie_04_stromsystem.jpg"> </a> <strong> Kernkraftwerke passen nur begrenzt zu einem flexiblen Stromsystem. </strong> Quelle: Susanne Kambor / UBA </p><p> <p>Das deutsche Stromsystem richtet sich zunehmend auf Wind- und Solarenergie aus, auch um unabhängiger von Brennstofflieferungen zu werden. Diese Anlagen erzeugen Strom abhängig von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wetter">Wetter</a> und Tageszeit. Deshalb braucht das Stromsystem flexible Lösungen: Netze, Speicher, Lastmanagement, europäische Strommärkte und steuerbare Kraftwerke. Der Bedarf an klassischen Grundlastkraftwerken sinkt.</p> <p>Kernkraftwerke können technisch in begrenztem Umfang lastfolgend betrieben werden. Das heißt: Sie können ihre Leistung anpassen. Dieser Betrieb senkt jedoch die Auslastung und verschlechtert die Wirtschaftlichkeit. Gerade Kernkraftwerke sind wegen ihrer hohen Fix- und Kapitalkosten auf viele Volllaststunden angewiesen.</p> <p>Auch ergänzende Nutzungen, also über Strombereitstellung hinaus, ändern die Bewertung kaum. Kernenergie kann theoretisch Wärme, Wasserstoff oder Entsalzungsenergie bereitstellen. Diese Anwendungen bleiben aber begrenzt, standortabhängig oder wirtschaftlich unsicher. Für Deutschland ersetzen sie nicht den Bedarf an erneuerbaren Energien, Netzen, Speichern und Flexibilität.</p> <p>Für ein robustes Stromsystem zählt neben der installierten Leistung auch die tatsächliche Verfügbarkeit der Anlagen. Das Beispiel Frankreich zeigt: Hohe Kernenergieanteile können das Stromsystem verwundbar machen, wenn viele Reaktoren gleichzeitig nicht oder nur eingeschränkt Strom produzieren. 2022 trafen mehrere Faktoren zusammen: technische Probleme an Reaktoren, Wartungen sowie Hitze und Trockenheit. Niedrige Wasserstände und hohe Gewässertemperaturen können die Kühlung einschränken und Leistungsminderungen erforderlich machen. Nach Angaben des <a href="https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2023/03/PD23_090_43312.html">Statistischen Bundesamtes (Destatis)</a> war 2022 das erste Jahr seit Beginn der Statistik 1990, in dem Deutschland mehr Strom nach Frankreich exportierte als von dort importierte. Destatis führt diese Entwicklung vor allem auf technische Probleme in französischen Kernkraftwerken zurück.&nbsp;</p> <p>Mit häufiger auftretenden Hitze- und Dürreperioden im Zuge des Klimawandels können solche Einschränkungen an Bedeutung gewinnen. Nach Einschätzung der <a href="https://www.grs.de/de/aktuelles/nah-am-wasser-gebaut-haben-zunehmende-trockenheit-und-hitzeperioden-einfluss-auf">Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH</a> sind längere Hitzeperioden in der Regel kein ernstes sicherheitstechnisches Problem, können aber zu Leistungseinbußen führen. Denn bei hohen Wassertemperaturen und niedrigen Flusspegeln müssen Umweltauflagen eingehalten werden, damit Flüsse durch Kühlwassereinleitungen nicht zusätzlich zu stark erwärmt und Ökosysteme geschützt werden.</p> </p><p> Welche Umwelt- und Gesundheitsaspekte bei Kernenergie relevant sind <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/kernenergie_05_umwelt_gesundheit.jpg"> </a> <strong> Uranabbau, Abfälle, Endlagerung und Gesundheitsschutz müssen mitbewertet werden. </strong> Quelle: Susanne Kambor / UBA </p><p> <p>Kernenergie verursacht Umweltwirkungen entlang der gesamten Prozesskette. Der Uranabbau greift in Böden, Landschaften und Wasserhaushalte ein. Je nach Abbauverfahren können Rückstände, chemische Belastungen und radiologische Belastungen entstehen. Diese Umweltwirkungen treten häufig nicht dort auf, wo der Strom genutzt wird, sondern in den Abbauregionen.</p> <p>Kernkraftwerke benötigen außerdem Kühlung. An Flussstandorten können Niedrigwasser und hohe Wassertemperaturen den Betrieb einschränken. An Küstenstandorten können Meeresspiegelanstieg, Sturmfluten oder biologische Verstopfungen von Kühlwassereinläufen Risiken erhöhen. Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> verschärft diese Probleme: Hitze, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/duerre">Dürre</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/starkregen">Starkregen</a>, Hochwasser und Meeresspiegelanstieg können die Stromerzeugung aus Kernkraftwerken beeinträchtigen.</p> <p>Bei der Kernenergienutzung entstehen radioaktive Abfälle. Hochradioaktive Abfälle müssen über sehr lange Zeiträume sicher vom Menschen und von der Umwelt abgeschirmt werden. Nach Angaben des&nbsp;<a href="https://www.base.bund.de/shareddocs/ip6/base/de/20221220_Begru-Dosisabschaetzung.html">Bundesamtes für die Sicherheit der nuklearen Entsorgung (BASE) </a>sollen radioaktive Stoffe in einem Endlager für hochradioaktive Abfälle für eine Million Jahre sicher eingeschlossen bleiben. Deutschland sucht dafür einen Standort für ein Endlager in tiefen geologischen Formationen. Die Suche ist komplex und wird voraussichtlich noch Jahrzehnte dauern.</p> <p>Auch schwere Unfälle müssen in die Bewertung einfließen. Solche Ereignisse sind selten, können aber sehr große und langfristige Folgen haben. Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/climate-environmental-impact-of-nuclear-power">UBA-Forschungsbericht</a> betrachtet Unfallfolgen ergänzend zur Lebenszyklusanalyse. Demnach können nach schweren Unfällen Hunderttausende Menschen von Evakuierung oder Umsiedlung betroffen sein. Radioaktive Kontamination kann Flächenverluste deutlich erhöhen und große Mengen schwachradioaktiver Abfälle verursachen.</p> <p>Gesundheitliche Aspekte betreffen vor allem den Schutz vor ionisierender Strahlung, etwa beim Uranbergbau, beim Umgang mit radioaktiven Stoffen, bei Unfällen und bei der Entsorgung. Beim heutigen Uranbergbau hängen mögliche Expositionen stark von Lagerstätte, Abbauverfahren und Strahlenschutzstandards ab. Relevant sind insbesondere Radon und seine Zerfallsprodukte, radioaktive Stäube sowie Rückstände aus der Erzaufbereitung. Diese Expositionen müssen überwacht und begrenzt werden. Für Strahlenschutz und radiologische Gesundheitsfragen ist in Deutschland insbesondere das <a href="https://www.bfs.de/DE/home/home_node.html">Bundesamt für Strahlenschutz (BfS)</a> zuständig. Die vom <a href="https://www.bfs.de/DE/bfs/wissenschaft-forschung/wirkung-risiken-ion/abgeschlossen/kikk-studie.html">Bundesamt für Strahlenschutz beauftragte KiKK-Studie</a> zeigte ein erhöhtes Leukämierisiko bei Kindern unter fünf Jahren in der näheren Umgebung von Kernkraftwerken. Die Ursache konnte nicht geklärt werden, die Strahlenexposition aus dem Normalbetrieb gilt nach heutigem Wissen nicht als plausible Erklärung.</p> </p><p> Welche Abhängigkeiten mit Kernenergie verbunden sind <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/kernenergie_06_lieferketten.jpg"> </a> <strong> Kernenergie kann neue Abhängigkeiten in internationalen Lieferketten schaffen. </strong> Quelle: Susanne Kambor / UBA </p><p> <p>Deutschland nutzt Kernenergie nicht mehr zur Stromerzeugung. Eine erneute Nutzung würde Deutschland wieder in internationale Lieferketten einbinden. Diese reichen von Uranförderung, Konversion, Anreicherung und Brennelementfertigung bis zu spezialisierten Komponenten, Dienstleistungen und Know-how.</p> <p>Diese Lieferketten sind nur begrenzt europäisch abgesichert. Nach Angaben der <a href="https://www.europarl.europa.eu/cmsdata/297623/ESA%20Annual%20Report%202024.pdf">Euratom Supply Agency</a>&nbsp;deckt die EU ihre gesamte Nachfrage nach Frischuran ausschließlich durch Importe aus Drittstaaten. 15,6 Prozent der Uranlieferungen an EU-Versorger, 22,4 Prozent der Konversionsdienstleistungen und 23,55 Prozent der Anreicherungsleistungen stammen aus Russland. Die Nutzung von Kernenergie würde zwangsläufig zu einer neuen Abhängigkeit Deutschlands in der Energieversorgung führen.</p> <p>Bei einem Neubau von Kernkraftwerken kämen weitere Abhängigkeiten hinzu. Weltweit setzen nur wenige Anbieter große Kernkraftwerksprojekte im Ausland um. Auch Betrieb, Wartung, Ersatzteile, Rückbau und Abfallbehandlung erfordern spezialisiertes Know-how und geeignete Anbieterstrukturen. Kernenergie kann daher neue Import-, Technologie- und Lieferkettenabhängigkeiten schaffen. Bei russisch konstruierten Reaktoren erhöhen spezifische Brennstoffdesigns und begrenzte Ausweichmöglichkeiten die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/verwundbarkeit">Verwundbarkeit</a>. Diese Abhängigkeiten müssen in die Bewertung der Versorgungssicherheit einfließen.</p> </p><p> Was für neue Reaktorkonzepte und SMR gilt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/kernenergie_07_smr.jpg"> </a> <strong> Bei SMR ist eine kostensenkende Serienfertigung bisher nicht absehbar. </strong> Quelle: Susanne Kambor / UBA </p><p> <p>Kleine modulare Reaktoren, häufig SMR für „Small Modular Reactors“ genannt, sollen kleiner, serienfertigbar und flexibler sein als heutige große Kernkraftwerke. Ein zentrales Versprechen lautet: Viele baugleiche Reaktormodule könnten industriell vorgefertigt werden und dadurch günstiger werden.</p> <p>Diese Logik setzt jedoch sehr große Stückzahlen voraus. Kleine Reaktoren verlieren zunächst Größenvorteile großer Kraftwerke: Pro Kilowatt Leistung fallen viele Bauteile, Sicherheits- und Genehmigungsanforderungen sowie Betriebsstrukturen weiterhin an. Kostenvorteile durch Serienfertigung entstehen deshalb erst, wenn sehr viele nahezu baugleiche Module gebaut werden. Das&nbsp;<a href="https://www.base.bund.de/de/nukleare-sicherheit/kerntechnik/small-modular-reactors/small-modular-reactors_inhalt.html#a450414">BASE verweist auf ein Gutachten des Öko-Instituts</a>, nach dem im Mittel etwa 3.000 SMR produziert werden müssten, bevor sich der Einstieg in eine SMR-Produktion rechnerisch lohnen würde.</p> <p>Bislang ist nicht belegt, dass solche Stückzahlen erreicht werden oder dass SMR die zentralen Herausforderungen der Kernenergie lösen: hohe Kosten, lange Entwicklungs- und Genehmigungszeiten, Entsorgung radioaktiver Abfälle, Sicherheitsanforderungen und Proliferationsrisiken.</p> <p>Auf Basis realer Projektdaten erwartet der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/climate-environmental-impact-of-nuclear-power">UBA-Forschungsbericht</a> für SMR im Jahr 2030 Stromgestehungskosten von 19,3 bis 43,9 Cent je Kilowattstunde. Damit liegen sie deutlich über den Kosten von Windenergie und Photovoltaik. Viele Konzepte befinden sich zudem noch in Entwicklung oder Erprobung. Für die deutschen Klimaziele bis 2045 sind SMR daher keine belastbare Option.</p> <p>Auch neuartige Reaktorkonzepte verfolgen das Ziel, sicherer, effizienter oder abfallärmer zu werden. Viele dieser Konzepte sind jedoch noch nicht kommerziell verfügbar. Sie können deshalb keinen kurzfristigen Beitrag zur Emissionsminderung leisten.</p> </p><p> Einordnung des Umweltbundesamtes <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/kernenergie_08_klimaschutzoption_uebersicht_0.png"> </a> <strong> Sieben Kriterien zeigen: Kernenergie ist für Deutschland keine geeignete Klimaschutzoption. </strong> Quelle: Susanne Kambor / UBA </p><p> <p>Das Umweltbundesamt befasst sich mit Kernenergie vor allem im Rahmen seiner Arbeiten zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> hin zu einem nachhaltigen Energiesystem und hinsichtlich der Umweltwirkungen. Aus Sicht des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> ist Kernenergie keine geeignete Grundlage für eine umweltverträgliche, sichere und nachhaltige Energieversorgung in Deutschland.</p> <p>Die Bewertung geht daher über die Treibhausgasemissionen hinaus: Entscheidend sind auch Realisierungszeiten, Kosten, die Eignung für ein erneuerbares Stromsystem, Umwelt- und Gesundheitsaspekte sowie Abhängigkeiten in nuklearen Lieferketten und sicherheitspolitisch relevante Technologien des Brennstoffkreislaufs.</p> <p>Für die aktuelle klimapolitische Bewertung ist deshalb wichtig: Kernenergie verursacht zwar vergleichsweise geringe Treibhausgasemissionen. Sie ist für den Klimaschutz aber nicht erforderlich, wenn erneuerbare Energien konsequent ausgebaut werden. Internationale Szenarien zeigen, dass erneuerbare Energien den zentralen Beitrag zur Treibhausgasneutralität leisten, während Kernenergie eine begrenzte Rolle behält.</p> <p>Auch Kosten und Zeit sprechen gegen einen Wiedereinstieg. Neue Kernkraftwerke sind deutlich teurer als Windenergie und Photovoltaik und benötigen lange Planungs-, Genehmigungs-, Bau- und Inbetriebnahmezeiten. Damit kommen sie für die kurzfristig notwendigen Emissionsminderungen zu spät.</p> <p>Hinzu kommen Umwelt- und Sicherheitsfragen: Uranabbau, Kühlwasserbedarf, radioaktive Abfälle, Endlagerung, mögliche Unfallfolgen und die Frage, ob Technologien des nuklearen Brennstoffkreislaufs auch für militärische Zwecke genutzt werden könnten. Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> verschärft zudem einzelne Risiken für Kernkraftwerke, etwa durch Hitze, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/duerre">Dürre</a>, Hochwasser und Meeresspiegelanstieg.</p> <p>Aus Sicht des Umweltbundesamtes liegt der tragfähige Pfad für Klimaschutz und Versorgungssicherheit daher im schnellen Ausbau erneuerbarer Energien, in Energieeffizienz, leistungsfähigen Netzen, Speichern, Lastmanagement und flexiblen steuerbaren Kapazitäten. Diese Bausteine sind schneller verfügbar, senken Emissionen kosteneffizient und ergänzen sich in einem treibhausgasneutralen Energiesystem.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung

Im Projekt 'Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung sind erste Ansätze zur energetischen Stadtplanung auf Basis des Energiemodells URBS entwickelt worden. Die Analyse erlaubt eine Einteilung der Stadt in Vorranggebiete bezüglich der Wärmeversorgung. Die Arbeit basiert auf verschiedenen Analysemodulen. Der erste Schritt besteht in der Erstellung einer Gebäudedatenbank. Alle Gebäude der Stadt sollen hinsichtlich ihrer Geometrie, des Gebäudealters, der Bauweise, des aktuellen Energieverbrauches usw. enthalten sein. Diese Informationen werden dann genutzt, um den gegenwärtigen und zukünftigen Wärmeverbrauch zu bestimmen. Der zukünftige Gebrauch wird unter der Annahme verschiedener Sanierungsmaßnahmen bestimmt. Der erste Schwerpunkt der Arbeit liegt auf einer Analyse der Verdichtung und Ausweitung des bestehenden Fernwärmenetzes. Mit Hilfe der Gebäudedatenbank wird analysiert wo und zu welchen Kosten die Fernwärme ausgebaut werden könnte. Die Erhebungen aus dieser Analyse werden dann im nächsten Schritt an das Optimierungsmodell IJRBS übergeben. Im nächsten Schritt werden verschiedene Wärmeversorgungsmöglichkeiten hinsichtlich der technischen Realisierbarkeit und der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit untersucht. Der zweite Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf Wärmepumpen. Hierfür wurde ein eigenes Bodenmodell entworfen. Mit dem Modell kann bestimmt werden, wo welche Menge an Energie aus dem Boden entzogen werden kann, ohne bestimmte Nachhaltigkeitskriterien zu verletzten. All diese Informationen werden in das Energiemodell URBS-Augsburg eingepflegt. Neben der Warme- wird auch die Stromversorgung im Modell abgebildet. Anhand des Modells kann dann untersucht werden welche Technologien und Maßnahmen eingesetzt werden sollten um gesetzte Klimaschutzziele zu erreichen. Ein entscheidendes Ergebnis des Modells zeigt die starke Abhängigkeit der lokalen Entwicklung in Augsburg von der allgemeinen Entwicklung der Stromerzeugung in Deutschland. Wenn eine überregionale Lösung beispielsweise mit viel off-shore Wind und Ansätzen wie Desertec realisiert wird, dann wird in Augsburg durch die Optimierung wenig eigner Strom erzeugt, Kraft- Wärme-Kopplung und Fernwärme werden nicht ausgebaut. Städtische Klimaschutzziele sollten in diesem Fall durch Einsparungsmaßnahmen im Gebäude-Wärmebereich vorangetrieben werden. Ist die Entwicklung hin zu klimaneutralem Strom in Deutschland schleppend, dann muss in Augsburg viel mehr 'grüner ' Strom erzeugt werden. Hier kann dann der Kraft-Wärme-Kopplung eine zentrale Rolle zukommen. Die Ausweitung dieses Ergebnisses ist dringend notwendig, da sie für die aktuelle politische Diskussion von zentraler Bedeutung sind.

Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems, Teilvorhaben: Fertigung

Im Projekt SupraGenSys 1 wurde ein vollsupraleitend ausgeführter und direkt angetriebener Generator für WEA (Windenergieanlagen) mit 10 MW Bemessungsleistung entworfen und optimiert. In diesem Projekt sind bereits wesentliche Ergebnisse erzielt worden. In diesem Projekt zeigte sich der Generator bereits mit beeindruckenden Kennzahlen und verspricht durch Absenkung der Stromgestehungskosten ein wesentlicher Fortschritt für den Ausbau der Windenergie zu werden. In dem Folgeprojekt SupraGenSys 2 soll ein Demonstrationsgenerator ( DG ) konstruiert und gefertigt werden. Die Projektpartner übernehmen die Berechnung des Generators, die Konstruktion des Generators und der Einzelteile, sowie die Materialbeschaffung. Die Krämer Energietechnik GmbH & Co. KG übernimmt die Konstruktion, Materialbeschaffung und Fertigung aller erforderlichen Vorrichtungen. Die Fertigung der HTS-Spulen und der geblechten Kerne sowie die Montage von Rotor, Stator und Kyrostat wird ebenfalls bei Krämer erfolgen. Die Prüfung der tiefgekühlten Spulen wird mit Unterstützung des KIT bei Krämer durchgeführt. Anschließend erfolgt die Endmontage des Generators durch Krämer bei Fraunhofer IEE in Kassel.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Keramikherstellung mittels 3D-Druck und Charakterisierung

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Demonstration eines voll-supraleitenden Generatorsystems, Teilvorhaben: Siemens AG

Das Vorhaben baut auf die im Projekt SupraGenSys (Förderkennzeichen 03EE3010B) erarbeiteten Ergebnisse zum Entwurf und zur Optimierung eines vollsupraleitend ausgeführten und direkt angetriebenen Generators für WEA (Windenergieanlagen) mit 10 MW Bemessungsleistung auf. Die sich abzeichnende Verringerung der Stromgestehungskosten spielt eine wesentliche Rolle und verspricht den Ausbau der Windenergienutzung zu beschleunigen. Bisher durchgeführte Berechnungen berücksichtigen komplexe Systeme und deren Abhängigkeiten voneinander. Daraus ergibt sich die Wichtigkeit eines 'Proof-of-Concept', um anhand experimenteller Untersuchungen an einem Demonstrationsgenerator die ökonomische und technische Sinnhaftigkeit zu bestätigen und nachzuweisen, dass die Realität durch die Berechnungsmodelle hinreichend gut abgebildet wird. So kann das Vertrauen der Industrie in diese vielversprechende Technologie gestärkt werden. Ziel des Vorhabens ist somit die Entwicklung und der Aufbau eines 250-kW-Demonstrationsgenerators im Labor auf Basis des optimierten 10-MW-Voll-HTS-Generators. Mit Hilfe dieser Maschine werden die in SupraGenSys erarbeiteten Ergebnisse validiert und die entwickelten Berechnungsroutinen überprüft. Die Siemens AG trägt innerhalb des Konsortiums im Rahmen ihres Teilvorhabens zum Konzept und zum konzeptionellen Design des Demonstrationsgenerators bei. Besonderes Augenmerk gilt dabei der Untersuchung und Optimierung von Wechselstromverlusten in den supraleitenden Spulen von Rotor und Stator des neuartigen Generators. Die langjährige Erfahrung bei der Entwicklung von Elektromaschinen mit supraleitenden Rotorwicklungen fließt in die elektromagnetische Auslegung des 250-kW-Voll-HTS-Generators ein. Schließlich werden die Testergebnisse auf einen Multi-MW-Generatorentwurf übertragen.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Design, Entwicklung und Bau der Demonstrator Einheit

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Synthese und Validierung leistungsfähiger Perowskitmaterialien und Erprobung von Test-strukturen im Demonstrator

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Herstellung und Charakterisierung modularer Strukturen mittels Extrusion

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Identifikation von Perowskitmaterialien für die Anwendung in thermischen Speichern durch Datenanalyse und Entwicklung geeigneter Algorithmen

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

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