News 2021

Auch wenn bei der Diskussion um Emissionsziele meist erneuerbare Stromerzeugung, Kohleausstieg und Elektromobilität im Vordergrund stehen, sind die Klimaschutzziele ohne den Gebäudesektor nicht zu erreichen. Laut Klimaschutzgesetz muss er bis 2030 seinen Treibhausgasausstoß um etwa 44 Prozent verringern (2020: 120 Mio. t CO2-äq, 2030: 67 Mio. t CO2-äq). Doch die Wärmewende im Gebäudesektor kommt seit Jahren nur schleppend voran. Die Gründe sind vielfältig: viele Stakeholder, heterogene Gebäude- und Eigentümerstrukturen, lange Planungsabläufe und Investitionszyklen sowie hohe Kosten, die es gerecht zu verteilen gilt. Die Auswahl von möglichen Maßnahmen und Politikinstrumenten ist groß. Fachleute aus dem Kopernikus-Projekt Ariadne haben jetzt 45 mögliche Instrumente in einem Hintergrundpapier analysiert und bewertet. Herausgeber ist das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), die AutorInnen der Studie sind Forschende des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, der Universität Stuttgart, des Instituts der deutschen Wirtschaft Köln, des Öko-Instituts, des Leibniz-Instituts für Wirtschaftsforschung und des Instituts für Klimaschutz, Energie und Mobilität.

Im Rahmen des Verbundprojekts »LamA – Laden am Arbeitsplatz« hat die Fraunhofer-Gesellschaft Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge an 38 Fraunhofer-Instituten in 17 Städten bundesweit installiert. Die insgesamt ca. 500 Ladepunkte werden für Mitarbeitende, Dienstwagenflotten und Dritte zur Verfügung stehen. Begleitet wurde die Installation der Ladepunkte durch Forschungsprojekte, unter anderem untersuchte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE den Schutz des Netzes vor Überlastung durch intelligentes Lademanagement.

Bis Mitte dieses Jahrhunderts strebt die Bundesregierung einen klimaneutralen Gebäudebestand in Deutschland an. Ziel ist, den Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase im Gebäudebereich vollständig zu vermeiden. Im Rahmen der Studie »Wege zur Erreichung eines klimaneutralen Gebäudebestandes 2050« untersuchten WissenschaftlerInnen des IREES - Institut für Ressourceneffizienz und Energiestrategien und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, welche Entwicklungen im Gebäudebereich hierfür notwendig sind. Die Studie wurde wissenschaftlich begleitet und veröffentlicht vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR).

Gasdiffusionslagen (GDL) werden als Basismaterial in Brennstoffzellen eingesetzt und bestimmen die Betriebsbedingungen in einem Brennstoffzellen-Stack und dessen Leistung. Im Projekt »QM-GDL“ - Qualitätsmaßnahmen zu GDLs« entwickelt ein einzigartiger Verbund aus sechs Forschungs- und zwei Industriepartnern unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) einheitliche Methoden zur Qualitätssicherung von Gasdiffusionslagen.

Um die Organische Photovoltaik mit ihren großen Vorteilen – umweltfreundliche Herstellung, flexible Module – der Marktreife näher zu bringen, ist es wichtig, ihre Wirkungsgrade weiter zu steigern. Forscherinnen und Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE erreichten nun für ein 9 Quadratzentimeter großes Minimodul aus organischen Solarzellen einen zertifizierten Wirkungsgrad von 13,94 Prozent. Damit stellten sie einen neuen Weltrekord in dieser Kategorie auf.

Um Photovoltaik-Module perfekt in eine anspruchsvolle Gebäudehülle oder ein Autodach zu integrieren, müssen diese Module oft gewölbt sein. Gleichzeitig steht dort nicht viel Fläche zur Verfügung, was für den Einsatz hocheffizienter Module spricht. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Forschungsprojekt »3D PV-Module mit Kontur für die integrierte Photovoltaik« knüpft an diese Anforderungen an. Ziel der Projektpartner Robert Bürkle GmbH, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Netzsch-Gerätebau GmbH und Saint-Gobain Research Germany ist eine einfachere industrielle Herstellung von PV-Modulen mit 3D Kontur. Dafür bauen sie einen 3D Laminator und entwickeln neue Verfahren für die Leistungsvermessung und Fehlererkennung gewölbter Module.

Konventionelle Solarturmkraftwerke nutzen derzeit Solarsalz als Wärmeträger, dessen maximal erreichbare Temperatur bei unter 600 °C liegt. Eine Erhöhung der Betriebstemperatur auf über 1000 °C würde zu einer deutlichen Effizienzsteigerung bei der Stromerzeugung aus der gespeicherten Wärme führen, worin ein hohes Potenzial zur Kostensenkung liegt. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE arbeitet zusammen mit dem Projektpartner Kraftblock im Projekt »HelioGlow« an keramischen Materialien für Festkörper-Strahlungsempfänger, die bis über 1000 °C temperaturstabil sind und auch bei fluktuierender Sonneneinstrahlung eine konstant hohe Nutztemperatur erzielen.

Am 27.7.2021 wurde in Tübingen der Gips-Schüle-Nachwuchspreis verliehen. Mit dieser Auszeichnung honoriert die Gips-Schüle-Stiftung jährlich herausragende MINT-Doktorarbeiten (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) aus Baden-Württemberg. In der Kategorie »Technikwissenschaften« erhielt Dr. Markus Feifel eine Ehrenurkunde für seine am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE verfasste Doktorarbeit zur Tandem-Photovoltaik.

Der Norden Chiles ist eines der trockensten Gebiete der Erde, verfügt aber über umfangreiche Geothermie-Ressourcen. Mit neuartigen »Kombikraftwerken« könnte dort nicht nur klimafreundlich Strom erzeugt, sondern gleichzeitig auch Frischwasser und sogar Bodenschätze gewonnen werden. Dafür entwickelt das 2019 gestartete und vom Bundesforschungsministerium finanzierte deutsch-chilenische Forschungsprojekt BrineMine Strategien und Technologien. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelt im Rahmen des Projekts die Anlagentechnik für die spätere industrielle Nutzung. Ein Teil der Prozesskette wurde bereits erfolgreich in einem Geothermie-Kraftwerk im Oberrheingraben im Demonstrationsbetrieb getestet.

Zum bereits 14. Mal wurde am 24. Juni 2021 der UMSICHT-Wissenschaftspreis verliehen. Der Förderverein des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT prämiert damit Menschen, die den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft unterstützen. Dr. Jörg Schube vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE erhielt den UMSICHT-Preis in der Kategorie Wissenschaft für seine Dissertation zur günstigeren und ressourceneffizienteren Herstellung von Siliciumsolarzellen. Schirmherr der Preise ist Prof. Dr. Dietrich Grönemeyer, Leiter des Grönemeyer-Instituts für Mikrotherapie in Bochum und Vorstandsvorsitzender des Wissenschaftsforums Ruhr e. V.