Durch die Energiewende wird das deutsche Energiesystem immer komplexer. Intelligente Managementsysteme sind nötig, um dezentrale Erzeuger und Verbraucher automatisch und effizient zu steuern. Im Zukunftslabor „Digitalisierung Energie“ bündeln sieben Forschungseinrichtungen – die Universitäten Oldenburg, Hannover und Braunschweig, die Hochschulen Emden-Leer und Ostfalia sowie das DLR und das OFFIS Institut, beide ebenfalls in Oldenburg – und elf Unternehmen aus Niedersachsen ihre Kompetenzen, um diesen Prozess voranzutreiben. Zu den unterstützenden Unternehmen zählen die EWE Netz GmbH, Enercity Hannover AG, Avacon AG, Buderus AG, Solvis GmbH, Schulz Systemtechnik GmbH, BTC AG, KEHAG GmbH, der Bundesverband der Energieabnehmer VEA sowie VW Immobilien GmbH.

Unter Leitung von Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff, Energieinformatiker an der Universität Oldenburg und Sprecher des Zukunftslabors, wird der Forschungsverbund beispielsweise modellieren, wie sich Wohnviertel durch gezielten Einsatz der Digitalisierung optimal mit dezentral bereitgestellter Energie versorgen lassen. Ein großer Eigenverbrauchsanteil und hoher Autarkiegrad reduzieren den teuren Ausbau von Stromnetzen und fördern die Elektromobilität. Das Niedersächsische Wissenschaftsministerium fördert das Vorhaben seit dem 1. Oktober über fünf Jahre mit rund 3,7 Millionen Euro.

Das Projekt gliedert sich in zwei Säulen. Im ersten Teilprojekt „Erforschung von IKT-Abhängigkeiten in Quartiersversorgungssystemen“ erforscht das Team digitalisierte Energiesysteme und entwickelt diese weiter. Im zweiten Teilprojekt wird eine Plattform aufgebaut, die es ermöglicht, die Energiesystemforschung in Niedersachsen und darüber hinaus effizient zu vernetzen und Forschungsergebnisse leichter in die Praxis zu transferieren.

Die Forscherinnen und Forscher konzentrieren sich in ihrer Arbeit auf die Energieversorgung von Wohnquartieren. „Die kleinste Einheit digitalisierter Energiesysteme sind automatisch geregelte Wohnhäuser oder Gewerbebetriebe, so genannte Smart Homes oder Smart Facilities“, erläutert Prof. Astrid Nieße, die die Abteilung Digitalisierte Energiesysteme an der Universität Oldenburg leitet. „Ein Energiemanagementsystem, das aktuelle Umgebungs- und Prognosedaten verwendet, regelt Erzeuger und Verbraucher wie Solaranlage, Speicher, Wärmepumpen, Heizung, Elektrogeräte oder E-Auto.“ Ziel ist es, Betriebskosten, Energieverbrauch und Emissionen zu minimieren. Auch auf Quartiersebene bieten sich durch Mess-, Kommunikations- und Automatisierungstechnik vielversprechende Optimierungsmöglichkeiten, so Prof. Michael Breitner, Leiter des Instituts für Wirtschaftsinformatik an der Leibniz Universität Hannover: „Diese Technologien ermöglichen es, Energie dann bereitzustellen, wenn sie benötigt wird – durch den gezielten Einsatz regenerativer Energiequellen, die Nutzung von Abwärme, die effiziente Bewirtschaftung von Speichern sowie Einbindung von Blockheizkraftwerken, Industriewärmepumpen und Brennstoffzellen in das System.“ „Auf diese Weise werden Technologien der Digitalisierung im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung zukünftiger Energiesysteme eingesetzt und weiterentwickelt.“, ergänzt Nieße. Innerhalb des Projekts arbeiten die Forscherinnen und Forscher zunächst verschiedene Anwendungsfälle heraus, entwickeln entsprechende Modelle und analysieren verschiedene Szenarien mit Hilfe von Simulationen und Hardware-Testumgebungen.

Die Plattform, die in der zweiten Projektsäule aufgebaut wird, soll aus mehreren Elementen bestehen. Entwickelt werden unter anderem ein Netzwerk beteiligter Expert:innen, Testlabore und Forschungseinrichtungen, eine Datenbank und eine cloudbasierte Lösung, in der Ergebnisse dargestellt und für die weitere Entwicklungen nutzbar gemacht werden.

Das Zukunftslabor „Digitalisierung Energie“ ist Teil des von Oldenburg aus koordinierten Zentrums für digitale Innovationen Niedersachsen (ZDIN). In insgesamt sechs Zukunftslaboren generieren niedersächsische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Forschungseinrichtungen und Hochschulen mit Partnern aus der Praxis Ideen für anwendungsorientierte Forschungsprojekte und bearbeiten diese gemeinsam. Neben Energie stehen die Themen Agrar, Gesellschaft & Arbeit, Gesundheit, Mobilität und Produktion im Fokus.

In der Abteilung Digitalisierte Energiesysteme arbeitet Stephan Ferenz am Zukunftslabor Energie und steht für Rückfragen zur Verfügung.