Auf Grün schalten Nachhaltige und sichere Energie für die Zukunft - DEKRA solutions
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Magazin
Alles im grünen Bereich 1/2023
Auf Grün schalten
Nachhaltige und sichere Energie für die Zukunft
E-Mobilität Kabelloses Laden revolutioniert die Infrastruktur
Crashforschung Die neuen Knochen der Dummys im Härtetest
Personenverkehr DEKRA Rail bringt neue Züge auf die Schiene
Editorial
Energie
im Wandel Inhalt 1/2023
E
8
Energiemix
der
der Zukunft
Stan Zurkiewicz
über technologische
Innovationen
Liebe Leserinnen und Leser,
die jüngsten Ereignisse haben uns deutlich den Stellenwert von
Energie vor Augen geführt und zeigen, wie wichtig die Energie-
wende vor dem Hintergrund des Klimawandels ist. Deshalb wid-
men wir uns in dieser Ausgabe diesem brandaktuellen Thema
und den zahlreichen nachhaltigen Möglichkeiten der Ener-
giegewinnung. In unserer Titelgeschichte ab Seite 8 erfahren
Sie auch, wo Gezeitenkraftwerke die höchsten Potenziale haben
und wie ultratiefe Geothermie genutzt werden kann.
Im Interview mit Frede Blaabjerg, mehrfach ausgezeich-
netem Professor für Leistungselektronik und Antriebe an der
dänischen Universität Aalborg, haben wir unter anderem nach-
gefragt, wie die Chancen für die Energiegewinnung aus dem
All stehen. Seine Antworten finden Sie ab Seite 18.
Wer über Energie spricht, kommt um Mobilität nicht herum. 18 Auf Grün schalten
Welche neuen Ansätze Fahrzeughersteller und Forschende bei Erfolgreiche Projekte und Inno-
der Ladeinfrastruktur verfolgen, haben wir ab Seite 20 für Sie vationen zeigen, wie nachhaltige
angeschaut. Damit nicht nur Fahrzeuge, sondern auch die Lade- Energiegewinnung gelingt.
technik sicher und nachhaltig funktionieren, steht DEKRA mit
umfassenden Dienstleistungen Herstellern und Betreibern 18 Smarte Energiesysteme
zur Seite: von der Homologation über die Typgenehmigung und Im Interview erklärt Professor
Fahrzeugbatterien-Tests bis hin zur Prüfung von Hochspan- Frede Blaabjerg, worauf es bei
nungskomponenten und der Ladeinfrastruktur. der Energieeffizienz ankommt.
Wir alle müssen unsere Anstrengungen für eine nachhal-
tige Zukunft verstärken. Wir von DEKRA unterstützen dies mit 20 Strom snacken ohne Kabel
unserer Expertise als Ihr globaler Partner für Sicherheit und Induktiv, konduktiv, auto-
Nachhaltigkeit. matisiert – so funktioniert
künftiges Laden.
Ein gesundes und erfolgreiches neues Jahr wünscht Ihnen
24
Ihr Stan Zurkiewicz
CEO, Vorsitzender des Vorstands DEKRA e. V. und DEKRA SE
So fangen wir die Sonne ein
Lässt sich der weltweite Strombedarf mit
Photovoltaikanlagen decken? Eine Studie
20
Mobiler
liefert verblüffende Erkenntnisse. Laderoboter
2 DEKRA solutions 1/2023
Inhalt
30 DEKRA Safety Platform Digital
Das cloudbasierte Sicherheitstool bietet
umfangreiche Anwendungen.
32 Was für ein Theater
Die Sicherheit der Veranstaltungstechnik
steht hier im Rampenlicht.
D
36
Dummy mit 36 Auch nur ein Mensch?
Knochen
n Mit ihren Knochenbrüchen bereichern
smarte Dummys die Unfallforschung.
40 Allerhöchste Eisenbahn
Für das europäische Schienennetz zertifi-
ziert DEKRA Rail einen neuen Elektrozug.
PDF-Download
32
Sichere
Sie möchten DEKRA solutions
kompakt als PDF lesen? Kein
Problem, einfach diese und
Bühnentechnik andere Ausgaben des Magazins
FOTOS: FOCUSONWAGNER, FONIKUM/ISTOCKPHOTO; ALLE WEITEREN SIEHE ARTIKEL
kostenlos downloaden unter:
dekra-solutions.com/archiv
DEKRA solutions online
Das DEKRA Magazin hat
24
Die Potenziale
auch eine eigene Website mit
Neuigkeiten rund um Sicherheit.
Mit dem DEKRA solutions
der Solarenergie
Newsletter bleiben Sie immer
auf dem Laufenden. Gleich
abonnieren unter:
40
Zug mit
dekra-solutions.com
=HUWLĺNDW
Standards
02 Editorial
04 Nachrichten
43 Impressum
Nachrichten
ELEKTROMOBILITÄT
Neues Labor für Batteriesysteme
A
ngesichts der steigenden Nachfrage nach Prüfdienstleis- Missbrauchstests, umfassen. Alle Dienstleistungen werden ent-
tungen im Zusammenhang mit der Entwicklung, Vali- wicklungsbegleitend ebenso angeboten wie im Rahmen von Homo-
dierung und Zertifizierung von Hochleistungsbatterie- logation, Zertifizierung und Qualitätssicherung beziehungsweise
modulen und -packs baut DEKRA sein Serviceportfolio weiter Marktüberwachung. Zielgruppen für die Services des geplanten
aus. Nächster Meilenstein ist der Bau eines neuen Testzentrums Labors sind sowohl Fahrzeughersteller und Zulieferer als auch
für automobile und stationäre Batteriesysteme. Das im Techno- Batteriehersteller, Engineering-Dienstleister und Behörden.
logiezentrum des Unternehmens am DEKRA Lausitzring in Klett- Schon heute bietet die Expertenorganisation unter anderem an
witz (Brandenburg) angesiedelte neue Labor, für das im zweistel- den Standorten Arnheim (Niederlande), Concord (USA), Klettwitz,
ligen Millionen-Euro-Bereich investiert wird, soll Ende 2024 voll Stuttgart und Guangzhou (China) Prüfungen von Ladestationen,
betriebsbereit sein. Das Spektrum des hochmodernen Testzen- Elektromotoren und Antriebsachsen, Kabeln und Wechselrich-
trums wird alle Arten von Batterietests, beispielsweise mecha- tern sowie Batteriezellen und kleineren Modulen im Hinblick auf
nische Untersuchungen, Leistungs- und Umweltprüfungen sowie Sicherheit und elektromagnetische Verträglichkeit.
DEKRA AWARD 2022 DEKRA hat auch 2022 den DEKRA Award ausgerichtet und prä-
Beste Ideen mierte gemeinsam mit dem Wirtschaftsmagazin „Wirtschafts-
Woche“ zukunftsweisende Spitzenleistungen im Dienst der Sicher-
heit. Die hochkarätigen Einreichungen zeigten erneut, dass sich
abzeichnende Risiken zu innovativen Konzepten und technischen
Sicherheits- und Nachhaltigkeitslösungen führen können. In der
Kategorie „Safety“ ging der Award an die Droniq GmbH für ein rei-
bungsloses Drohnen-Luftverkehrs-Konzept in Ballungsräumen. Die
Airbus Defence and Space GmbH gewann in der Kategorie „Security“
für ein Cyberschutzsystem für die Industrie 4.0. Der Refurbisher
AfB, der gebrauchte IT- und Mobilgeräte umweltverträglich weiter-
verwertet, konnte in der Kategorie „Sustainability“ punkten. Den
Preis in der Sparte „Start-ups“ sicherte sich per Publikumsvoting die
Kraftblock GmbH für einen thermischen Speicher für grüne Energie.
4 DEKRA solutions 1/2023
Nachrichten
WASSERSTOFFVERBRAUCHSMESSUNG
Wie viel H2?
Mit dem iX5 Hydrogen startet BMW in ein neues Wasserstoffkapi-
tel. Das auf dem BMW X5 basierende Brennstoffzellenfahrzeug soll
im Frühjahr 2023 als „Technologie-Demonstrator“ für lokal CO2-freie
Mobilität in ausgewählten Regionen unterwegs sein. Bereits in sei-
ner Entwicklungsphase hatte das Kleinserienmodell ein intensives
Testprogramm unter anspruchsvollen Bedingungen durchlaufen –
darunter auch im DEKRA Technology Center in Klettwitz. Im dortigen
Antriebsstrang- und Abgaslabor wurden bei mehreren Versuchsfahr-
ten auf dem DEKRA Rollenprüfstand die Wasserstoffverbrauchs-
werte des Fahrzeugs im Fahrzyklus WLTP (Worldwide harmonized
Light vehicles Test Procedure) mit der sogenannten gravimetrischen
Methode ermittelt. Diese unabhängige Messung, die die Hersteller-
angaben verifiziert und in diesem Fall bestätigt hat, war eine der
Voraussetzungen für die behördliche Zulassung der Kleinserie.
LADEINFRASTRUKTUR
/QŘl@ANQDQņEEMDS
Um die Elektrifizierung der Automobilindustrie und den
Übergang zu alternativen Kraftstoffen voranzutreiben, hat
DEKRA – gefördert von der California Energy Commission –
das Vehicle-Grid Innovation Laboratory (ViGIL) in Concord,
Kalifornien (USA), gegründet. Das Labor bietet modernste
Prüf- und Zertifizierungsdienstleistungen wie Funktions-,
Konformitäts- und Interoperabilitätstests für Ladeinfrastruk-
tur. Mithilfe von ViGIL sollen die Kapazität und der Durch- START-UP
satz von Ladeinfrastruktur-Normtests erhöht und die Tests
für Ladegeräte für Elektrofahrzeuge ausgeweitet werden. 2DQHDMQDHEDADRSĖSHFS
2 H
Kalifornien strebt bis 2035 den Verkauf von 100 Prozent
Elektrofahrzeugen an und will den Verbrauchern ein naht- Das britisch-schwedische Start-up Volta Trucks startet
loses Laden ermöglichen. 2023 die Serienproduktion seines batterieelektrischen
Volta Zero. Die Weichen hierfür stellte das Unternehmen
in Form ausgiebiger Tests, unter anderem im DEKRA Labor-
zentrum Arnheim (Niederlande). Volta Trucks ließ dort die
Leistung des Ladevorgangs und die Interoperabilität des
Fahrzeugs im Hinblick auf die Ladeinfrastruktur unter die
Lupe nehmen. Geladen wurde der Volta Zero dabei sowohl
mit Wechsel- (AC) als auch mit Gleichstrom (DC) – und das
bei Umgebungstemperaturen zwischen minus 20 und plus
40 Grad Celsius. Die eingesetzten Lithium-Eisenphosphat-
Batterien des auf den innerstädtischen Verteilerverkehr
zugeschnittenen 16-Tonners bieten laut Herstellerangaben
160 bis 200 kWh Speicherkapazität für 150 bis 200 Kilo-
meter Reichweite.
5 DEKRA solutions 1/2023
Nachrichten
SCHWERE E-LKW
Gut gefahren
Volvo Trucks trotzt den CO2-Emissionen mit seinen
schweren E-Lkw auch auf langer Strecke. Das hat die
von DEKRA verifizierte Challenge bewiesen, bei der
ein Volvo FH Electric mit nur einer Zwischenladung
die 606 Kilometer lange Strecke von München nach
Berlin zurücklegte. Zwei DEKRA Experten begleiteten
die alltagsnahe Testfahrt, die in regulärer Tageslenk-
zeit und mit nur einem Ladestopp erfolgte. Der Durch-
schnittsverbrauch des batterieelektrischen Lkw mit
einem Gesamtgewicht von 39 Tonnen lag bei 106 kWh
je 100 Kilometer. Dabei wurden insgesamt 119 kWh
rekuperiert, also circa 18 Prozent der auf der Strecke
verbrauchten Energie. Bei der Ankunft in Berlin betrug
FOTOS: DEKRA (4), RICHARD PARSONS/VOLTA, VOLVO, SUPERMOBILITY, ALEXANDER LOUVET/POWERSHOOTS, HYLANE, JOCHEN TACK/IMAGO IMAGES
die Batteriekapazität noch 35 Prozent mit einer Rest-
reichweite von gut 130 Kilometern.
DEKRA VISION ZERO AWARD 2022
Vorbildlich
Seit 2016 zeichnet DEKRA Städte aus, die in mehreren Jah-
ren hintereinander keinen einzigen Verkehrstoten im Inner-
ortsverkehr zu beklagen haben. 2022 ging der DEKRA Vision
Zero Award an die finnische Stadt Mikkeli. Dort kam in
neun Jahren – von 2012 bis 2020 – kein Mensch im innerstäd-
tischen Straßenverkehr ums Leben. DEKRA hat den Preis
Mitte November im Rahmen seines Jahresempfangs in Brüs-
INNOVATION sel vergeben. Statistische Grundlage für die Auszeichnung
ist die interaktive Weltkarte (www.dekra-vision-zero.com),
Frisch gedruckt wofür die DEKRA Experten kontinuierlich die neuesten ver-
fügbaren Unfalldaten auswerten.
Das Start-up-Unternehmen Super Mobility mit Sitz in Kuf-
stein (Tirol) will Lieferengpässen und langen Wartezeiten
beim Kauf eines neuen Fahrrads etwas entgegensetzen und
lässt zu diesem Zweck individuell anpassbare E-Bikes aus
recycelbaren Carbonfasern drucken. Die individuelle Pro-
duktion nimmt nach Firmenangaben gerade einmal rund
16 Stunden in Anspruch. Drei Tage nach der Bestellung soll
das E-Bike beim Kunden sein. Der 3-D-Druck erfolgt aktuell
noch in Vietnam. Erklärtes Ziel ist es aber, ab dem Frühjahr
2024 in Europa zu drucken, und zwar entweder in Wien oder
in München. Die Carbon-E-Bikes sollen besonders leicht und
knapp 20-mal härter als Stahl sein. Nach Angaben der Firma
eignen sich die E-Bikes aufgrund ihrer Robustheit besonders Mikkelis Stadtplanungsdirektor Topiantti Äikäs (links) nahm den
für den alltäglichen Gebrauch im Stadtverkehr. Preis von DEKRA Vorstandschef Stan Zurkiewicz entgegen
6 DEKRA solutions 1/2023
Nachrichten
WASSERSTOFF-LKW
Innovationspartner
D
ie Senkung der CO2-Emissionen des Straßengüterver- Kunden mit verschiedenen Einsatzprofilen in ganz Deutsch-
kehrs steht wirtschaftlich und politisch ganz oben auf land vermietet. DEKRA ist Partner des Projekts. Die Exper-
der Agenda. Batterieelektrische oder wasserstoffbasierte tenorganisation führt Auslieferungs- und Sicherheitsprüfun-
Brennstoffzellenfahrzeuge sind eine Lösung. Um den verstärk- gen sowie Hauptuntersuchungen durch und erstellt bei Bedarf
ten Einsatz speziell von Wasserstoff-Lkw zu ermöglichen, bie- auch Zustandsberichte und Gutachten. Anfang Dezember 2022
tet das Start-up Hylane entsprechende Fahrzeuge zum Mieten wurde das erste Fahrzeug der Hylane-Flotte, ein Xcient Fuel Cell
an. Die Tochter des Versicherers DEVK ist auf die Bereitstellung von Hyundai, an den Kunden Mitea übergeben. Weitere Projekt-
umfassender Wasserstofflösungen im Logistiksektor speziali- partner sind die H2 Mobility Deutschland GmbH & Co. KG für
siert. Die von der Bundesregierung geförderte Flotte umfasst die Tankinfrastruktur und die Now GmbH als Koordinator der
zunächst 44 Lkw unterschiedlicher Hersteller und wird an Wasserstoff-Förderrichtlinie.
SICHERHEIT
Lösung Löschsack
Für die Feuerwehr sind brennende Elektroautos mit Lithium-Ionen-Akkus
eine große Herausforderung, denn die Fahrzeuge entzünden sich nach den
ersten Löscharbeiten oft erneut. Aus diesem Grund wurden sie meist in
wassergefüllten Containern versenkt. Diese Methode ist allerdings auf-
wendig sowie ressourcen- und kostenintensiv. Als Alternative hat Leo
Steinhauser, Kommandant der Feuerwehr Dettingen an der Iller, einen
Löschsack entwickelt. Das sogenannte Vetter E-Vehicle Isolation System
(EIS) funktioniert so: Nach Löschung wird das Fahrzeug ins EIS gehüllt
und geflutet. Wenn sich die komplette Batterieeinheit unter Wasser befin-
det, kann das Fahrzeug von einem Abschleppdienst angehoben, abtrans-
portiert und bis zur Endverwertung kompakt aufbewahrt werden.
7 DEKRA solutions 1/2023
Energie
Unternehmensführung gleicht in Zeiten von Klimawandel,
(QHUJLHNULVHXQG,QĻDWLRQIDVWHLQHP9DEDQTXHVSLHO
8QWHUQHKPHQPÙVVHQVLFKQHXHUĺQGHQtXQGLQQRYDWLYH
7HFKQRORJLHQHLQVHW]HQ(UIROJUHLFKH%HLVSLHOH]HLJHQ
ZLHGLHVJHOLQJHQNDQQ
Text Hannes Rügheimer
8 DEKRA solutions 1/2023
Energie 9 DEKRA solutions 1/2023
Den zur Produktion erforderlichen
Strom liefert ein Offshore-Windpark.
Ein Teil des grünen Wasserstoffs soll
dann wiederum in der konventionellen
Shell-Raffinerie zur Produktion von Ben-
zin, Diesel und Flugzeugtreibstoff aus
Erdöl genutzt werden. Doch auch die
Betankung von Brennstoffzellen-Lkw vor
Ort ist geplant. Bis 2050 will der Konzern
komplett emissionsfrei werden.
Grüne Transformation im
energieintensiven Sektor
Im Herbst 2021 produzierte Deutschlands
größter Stahlkonzern Thyssen-Krupp erst-
mals eine größere Menge Stahl mit zer-
tifiziert verbesserter Ökobilanz. Dazu
ersetzte das Unternehmen einen Teil des
zur Produktion normalerweise benötigten
Eisenerzes durch Eisenschwamm. Diese
Legierung weist immer noch einen Eisen-
gehalt von 92 bis 95 Prozent auf, lässt sich
in Hochöfen aber mit weniger Energie-
einsatz schmelzen. Die dabei eingesparte
Kohle senkt die CO2-Emissionen. Bern-
hard Osburg, Vorstandschef der Thyssen-
Krupp-Stahlsparte, erklärte, dass sich die
CO2-Bilanz pro Tonne Stahl damit um bis
zu 70 Prozent verringere.
Wasserstoff Die erste Lieferung ging an einen Her-
Ob für den Verkehr oder für
D
er weltweite Energiebedarf steigt steller von Badarmaturen, der damit seine
kontinuierlich an. Lag er im Jahr die Industrie: Der Energie- eigene Klimabilanz verbessern kann. Auch
konzern Shell will für die
2021 bei 624 Exajoule (umge- geplante Wasserstoffproduk-
wenn der Konzern diese Innovation als
rechnet rund 173 Billionen Kilo- tion ausschließlich Strom aus Meilenstein bei der grünen Transforma-
wattstunden), erwartet die International Windenergie nutzen tion der Stahlerzeugung feierte, räumte
Energy Agency eine Zunahme auf 673 Exa- er gleichzeitig ein, dass dies nur der erste
joule bis 2030. Der Output von Solar- und Schritt gewesen sei. Bis 2045 sollen die
Windenergie sowie anderen Arten der So baut etwa der Energiekonzern Shell Hochöfen konsequent mit grünem Was-
Erzeugung erneuerbarer Energien wächst im Rotterdamer Hafen eine Anlage zur serstoff betrieben werden, was die Stahl-
dabei schnell, doch auch der Verbrauch Wasserstoffgewinnung – in unmittelba- erzeugung dann komplett klimaneutral
von Erdöl und Erdgas nimmt weiterhin zu rer Nachbarschaft zu bestehenden Raffine- machen würde. Auch andere Stahlherstel-
(siehe Seite 16). Was bedeutet all dies für rien des Unternehmens. Nach Angaben von ler verfolgen dieses Ziel. Schließlich zählt
Unternehmen angesichts massiv steigen- Shell soll es die größte Anlage dieser Art in die Stahlbranche aktuell zu den Industrien
der Energiepreise, aber auch zunehmen- Europa werden. Der in einer zwei Hektar mit dem höchsten CO2-Ausstoß.
der Dringlichkeit bei der Bekämpfung des großen Halle untergebrachte Elektrolyseur
Klimawandels? Je energieintensiver das soll eine Leistung von 200 Megawatt errei- Heimische Biogaserzeugung
aktuelle Geschäftsmodell, desto höher ist chen. 2025 soll die Anlage Holland Hydro- statt Import
der Druck, „grün“ zu werden. Und das heißt gen I in Betrieb gehen und täglich 60 Ton- Doch nicht nur in der Produktion sind
nicht selten, sich von Grund auf neu erfin- nen grünen Wasserstoffs produzieren. grüne Lösungen gefragt. Die Abfallentsor-
den zu müssen. Wir haben weltweit nach Deren Energiegehalt von über 2.300 Mega- gungsindustrie bietet ebenfalls Möglich-
Beispielen gesucht, wo dies schon gelun- wattstunden entspricht dem typischen Jah- keiten, um mehr Klimanutzen zu erzielen.
gen oder zumindest auf gutem Wege ist. resstromverbrauch von 650 Haushalten. So betreibt seit Frühjahr 2022 der städti-
10 DEKRA solutions 1/2023Energie
sche Entsorgungsbetrieb Limeco in Dieti- Der bei der Müllverwertung ohnehin
kon im Kanton Zürich die erste Power-to-
»Erneuerbarer anfallende Strom von 10.000 bis 15.000
Gas-Anlage der Schweiz im industriellen Wasserstoff wird im Megawattstunden pro Jahr erzeugt bis
Maßstab. Der Klärschlamm aus der loka- zu 18.000 Megawattstunden grünes Gas.
len Abwasserreinigung landet in einem Energiesystem der Thomas Peyer vom Schweizer Stadtwerke-
Bioreaktor. Die benachbarte Müllver- Zukunft eine zentrale verbund Swisspower rechnet vor: Würden
brennungsanlage liefert den erforderli- alle 30 Kehrichtverwertungsanlagen der
chen Strom, um daraus klimaneutrales Rolle spielen« Schweiz eine Power-to-Gas-Anlage ver-
Methangas zu erzeugen. Das gereinigte Anna Mascolo, gleichbarer Leistung aufbauen, ließe sich
Gas ist brennbar und besitzt die gleichen Executive Vice President for zusammen mit dem bereits heute in der
Eigenschaften wie Erdgas. Somit lässt es Emerging Energy Solutions, Shell Schweiz produzierten Biogas in etwa der
sich beispielsweise zur Beheizung von bisherige Import von Erdgas aus Russ-
Wohnhäusern nutzen oder auch spei- land ersetzen.
chern, um in Gaskraftwerken immer dann
klimaneutralen Strom zu erzeugen, wenn Power-to-Gas-Anlage Vom Biomüll zum Biokraftstoff
Photovoltaik in der Nacht oder im Winter Als eine der Schlüsseltechnologien Ganz so weit ist der italienische Mine-
an ihre Grenzen stößt. für erneuerbare Energie gelten ralöl- und Energiekonzern Eni (ehemals
die Power-to-Gas-Anlagen. Aus Agip) zwar noch nicht, doch in seinem
regionalem Abfall und Abwasser Forschungszentrum in Novara in Nord-
wird grünes Gas produziert
italien betreibt das Unternehmen eine
Pilotanlage, die aus Biomüll Biokraft-
stoff erzeugt. Im Pilotbetrieb nutzt die-
ses Waste-to-Fuel-Projekt vorwiegend
Küchenabfälle. Mit sogenannter hydro-
thermaler Verflüssigung wandelt die
Anlage unter hohem Druck die feuchte
Biomasse in ein rohölähnliches Produkt
um. Es lässt sich etwa als Schwerölersatz
für Schiffsantriebe nutzen oder in höher-
wertige Biokraftstoffe raffinieren. Der
Wirkungsgrad liegt bei beeindrucken-
den 80 Prozent. Zudem erzeugt der Pro-
zess bis zu 60 Prozent Wasser, das wiede-
rum in anderen Prozessen genutzt wird.
In größerem Maßstab könnten nach
der Waste-to-Fuel-Methode statt Küchen-
abfällen auch Klärschlamm, Pflanzen-
abfälle oder Agrarabfälle zum Einsatz
kommen. Würde diese Technologie kon-
sequent in ganz Italien implementiert, lie-
ßen sich laut Betreiber Eni bis zu sechs
Millionen Barrel Schweröl jährlich einspa-
ren. Zudem führt das Verfahren Abfälle,
die andernfalls deponiert oder anderwei-
tig entsorgt werden müssten, einer nützli-
chen und klimaneutralen Verwendung zu.
Schwimmende Windparks
RHMCDEkYHDMSDQ
Die Abhängigkeit von fossiler Energie
Waste-to-Fuel zu reduzieren und möglichst bald voll-
Durch die sogenannte hydro- ständig zu beenden, ist das Ziel vieler
WKHUPDOH9HUĻÙVVLJXQJHQWVWHKW
aus Biomasse ein rohölähn-
liches Produkt, das zu Biokraft-
VWRIIHQUDIĺQLHUWZHUGHQNDQQ
11 DEKRA solutions 1/2023Energie
weiterer weltweiter Aktivitäten und Pro- tiert sind, die ursprünglich für Öl- und der Wind über dem Meer gleichmäßiger
jekte. Eines davon ist zum Beispiel 15 Kilo- Gasbohrinseln entwickelt worden waren. und weniger turbulent als an Land, was
meter vor der Küste von Aberdeenshire Um Wind und Wellen standzuhalten, sind auch weniger Materialermüdung und
in Schottland zu finden. Hier läuft die die als Dreieck angeordneten Plattformen Schäden in den Windfarmen bedeutet.
Kincardine Offshore Windfarm, die der- zum Teil mit Wasser befüllt. Ein Pumpen- Experten wie Aaron Smith, Chief Com-
zeit größte schwimmende Windkraft- system gleicht diesen Ballast permanent mercial Officer des Betreibers Principle
anlage der Welt. Insgesamt sechs rund zwischen den drei Zylindern aus. Zusätz- Power, weisen darauf hin, dass sich bis zu
200 Meter hohe Turbinen mit 80 Meter lich sind die Plattformen mit Kabeln im 80 Prozent der weltweit zur Windkraftnut-
langen Rotoren nutzen die hier vorherr- Meeresboden verankert. Ohnehin weht zung geeigneten Standorte auf dem Meer
schenden Starkwinde, um pro Jahr bis zu befinden – an Stellen mit vergleichbaren
200 Gigawattstunden Strom zu produzie- Wassertiefen. Von den beeindruckenden
ren. Diese Menge reicht aus, um mehr als Offshore- Hightech-Konstruktionen macht auch die
50.000 schottische Haushalte mit Strom Windparks derzeit weltweit zweitgrößte dieser Anla-
zu versorgen. Bei Wassertiefen von bis Windturbinen nutzen zur gen Gebrauch, die 20 Kilometer vor der
zu 80 Metern ist dies jedoch nur mög- Stromerzeugung die gleichmä- portugiesischen Stadt Viana do Castelo
lich, indem die Windturbinen auf soge- ßig wehenden Winde über der im Atlantik liegt. Der Offshore-Windpark
nannten Halbtaucherplattformen mon- See. Die Hightech-Anlagen Wind Float Atlantic liefert seit Juli 2020
sind in küstennahen Gebieten
mit einer Wassertiefe von bis
Strom für über 60.000 Haushalte.
zu 80 Metern positioniert
Energieerzeugung mit Wasserkraft
Dabei bietet das Meer nicht nur als Stand-
ort von Windkraftanlagen neue Chancen
für die Gewinnung erneuerbarer Ener-
gien. Auch Wasserkraft kann eine wich-
tige Rolle bei der nachhaltigen Ener-
gieerzeugung spielen. So wurde in der
Minas-Passage der Bay of Fundy, Kanada,
im Mai 2022 das weltweit erste schwim-
mende Gezeitenkraftwerk ans Netz ange-
schlossen. Drei Kraftwerke mit jeweils
sechs steuerbaren Unterwasserturbinen
nutzen die vor Ort ungewöhnlich star-
ken Strömungen mit einem weltweit ein-
zigartigen Tidenhub, der bei Neu- und
Vollmond bis zu 16 Meter erreicht. Reali-
siert hat das Konzept die deutsche Schot-
tel-Gruppe aus Spay am Rhein. Ein kilo-
meterlanges Unterwasserkabel liefert den
erzeugten Strom an ein Umspannwerk
an Land. Seit Sommer 2021 liefert die
Anlage 4.915 Megawattstunden pro Jahr,
was rechnerisch für die Versorgung von
rund 400 kanadischen Haushalten aus-
reicht. Eine Skalierung der aktuell noch
als Demonstrationsanlage deklarierten
Installation ist bereits geplant.
Mikrowellentechnologie für
ultratiefe Bohrungen
An Land wiederum versprechen sich Initia-
tiven wie das 2018 von Forschenden des
Plasma Science and Fusion Center des
12 DEKRA solutions 1/2023Energie
Sparhilfe
Energieaudit
Energieaudits sind eine effektive
Maßnahme, die Unternehmen
dabei hilft, Energie einzusparen.
In Deutschland ist die
Durchführung solcher Audits
IÙU}*UR¼XQWHUQHKPHQDOOH
YLHU}-DKUHYHUSĻLFKWHQG
'LH3ĻLFKWJLOWIÙUDOOH)LUPHQ
die nicht mehr zu den klei-
nen und mittelständischen
Unternehmen (KMU) zählen.
Doch auch für KMU kann
es sinnvoll sein, freiwillig ein
Energieaudit durchzuführen.
Der genaue Ablauf eines
Energieaudits ist in der interna-
tionalen Norm DIN EN 16247-1
IHVWJHOHJWXQGGLH$XĻDJHQ
hierzu sind universal.
Die Audits helfen bei der Iden-
WLĺ]LHUXQJYRQ6SDUSRWHQ]LDOHQ
6LHVLQGDXFK9RUDXVVHW]XQJ
dafür, beispielsweise gesetzliche
Ausgleichsregelungen gemäß
dem Erneuerbare-Energien-
Gezeitenkraftwerke *HVHW]ZLHHVVLHLQ'HXWVFK-
MIT gegründete US-Start-up Quaise nach- 'LHVHVLQGHU%D\RI)XQG\ ODQGXQGLQÁKQOLFKHU)RUP
positionierte schwimmende auch in vielen anderen Ländern
haltige Energieerzeugung durch ultratiefe *H]HLWHQNUDIWZHUNLVWGDV gibt, in Anspruch zu nehmen.
Geothermie. Seine Gründer wollen in bis- weltweit erste, das ans Netz Im Wesentlichen erfassen die
her unerreichte Tiefen von 10 bis 20 Kilo- angeschlossen wurde. Die Auditoren dabei alle Energie-
metern vorstoßen und die dort herrschen- Unterwasserturbinen nutzen
ĻÙVVHLQQHUKDOEGHV8QWHUQHK-
den Hitzereservoirs zur Energieversorgung GLH*H]HLWHQVWUÓPXQJ]XU
mens und stützen sich dabei auf
6WURPSURGXNWLRQ
nutzen. Allerdings sind herkömmliche aktuelle Betriebsdaten.
Bohrgeräte für so tiefe Bohrungen unge- Ein Abschlussbericht fasst die
eignet. Die in mehreren Kilometern unter Ergebnisse zusammen und leitet
der Erdoberfläche herrschenden Hitze- Kernfusion statt Kernspaltung daraus einen Maßnahmenplan
und Druckverhältnisse bringen sie an ihre Klingt dieses Konzept schon nach einer ab, mit dem der Betrieb seine
Grenzen. Deshalb will Quaise für die tiefer Technologie aus Science-Fiction-Filmen, (QHUJLHHIĺ]LHQ]HUKÓKHQNDQQ
Die Energieaudits, die DEKRA
liegenden Gesteinsschichten eine neuar- ist die Energiegewinnung aus Kernfusion
sowohl in Deutschland als auch
tige, hochfrequente Mikrowellentechnolo- noch um einiges weiter entfernt. Doch
im europäischen Ausland wie
gie nutzen. Sie soll das Gestein regelrecht eine reale Zukunftsoption sehen For- 6SDQLHQ3RUWXJDO3ROHQRGHU
pulverisieren beziehungsweise schmelzen. schende darin durchaus. ³VWHUUHLFKDQELHWHWNÓQQHQ
Die in großer Tiefe angezapften Heiß- Bereits 2020 war es im experimen- DXFKDOV9RUVWXIHHLQHV(QHUJLH
wasservorkommen ließen sich dann zur tellen Fusionsreaktor Korea Supercon- managementsystems nach
direkten Wärmeversorgung von Haushal- ducting Tokamak Advanced Research ',1(1,62JHVHKHQ
ten oder aber zur Stromerzeugung nutzen. (KSTAR) im südkoreanischen Daejeon werden. Weitere Informationen
2024 will das Start-up ein funktionierendes gelungen, für rund 20 Sekunden eine XQG}.RQWDNWXQWHU
System präsentieren, einen kommerziellen Kernfusion aufrechtzuerhalten. Anders dekra.de/de/energieaudit
Einsatz strebt es ab 2026 an. als bei der bisher üblichen Kernspaltung,
13 DEKRA solutions 1/2023Viel Potenzial für die Zukunft
Weltweit sind die Bemühungen groß, den Anteil an erneuerbaren Energien zu erhöhen. Doch umgerech-
net auf die Bevölkerung liegt der Anteil dieser Energien pro Kopf noch in einem sehr niedrigen Bereich.
(MRS@KKHDQSD*@O@YHSĖS@MDQMDTDQA@QDM$MDQFHDM1
Ländervergleich in absoluten Zahlen, jeweils in Gigawatt; 2021 1.020
China
USA 325
Brasilien 160 (MRS@KKHDQSD*@O@YHSĖSHM1DK@SHNMYTQ/NOTK@SHNM2
Ländervergleich in relativen Zahlen, jeweils in kWh pro Kopf; 2021
Indien 147
Deutschland 138
QUELLEN: 1 IRENA – RENEWABLE ENERGY CAPACITY STATISTICS 2022;
2 EIGENE BERECHNUNG AUF BASIS DER WORLD BANK DATA FÜR 2021
)@O@M
112
Deutschland USA Italien
Kanada 103 Kanada
Frankreich 60
Italien 57
Indien
Russland
China Brasilien Frankreich Japan
Russland 56
die Atomkerne durch eine Kettenreaktion ber 2022 verkündeten Wissenschaftler
aufspaltet, werden bei der Kernfusion der US-Forschungseinrichtung National
die Atomkerne miteinander verschmol- Ignition Facility (NIF) am Lawrence Liver-
zen. Dieser Prozess, der bei einer Tem- »Dies ist eine der more National Laboratory in Kalifornien,
peratur von 60 bis 100 Millionen Grad beeindruckendsten dass sie erstmals bei einer Kernfusion
Celsius stattfindet, könnte enorme Ener- mehr Energie gewonnen als eingesetzt
giemengen aus einfachen Rohstoffen wie wissenschaftlichen hätten – wenn auch nur rund 20 Prozent.
Wasserstoff-Isotopen liefern. Leistungen des „Einfach ausgedrückt ist dies eine der
Doch die Materialbelastung innerhalb beeindruckendsten wissenschaftlichen
der Reaktoren ist enorm, und lange Zeit Ů)@GQGTMCDQSRh Leistungen des 21. Jahrhunderts“, sagte
verbrauchten die Experimente mehr Ener- )DMMHEDQ&Q@MGNKL US-Energieministerin Jennifer Granholm
gie, als sie erzeugten. Doch im Dezem- Energieministerin der USA anlässlich dieser Ankündigung. Stephane
14 DEKRA solutions 1/2023Energie
Dujarric, Sprecher der Vereinten Natio- Energiebedarfsanalyse Einzelne Unternehmen wiederum
nen, ergänzte: „Es handelt sich um eine dank Auditierung sollten sich bewusst machen, dass jede
äußerst wichtige Entwicklung, die im Doch bis es so weit ist, müssen die Welt Reise mit dem ersten Schritt beginnt –
Kampf gegen den Klimawandel eine große als Ganzes und jedes Unternehmen für und der heißt in der Regel, sich zunächst
Hilfe sein könnte.“ sich tragfähige Lösungen für ihren Ener- einen aktuellen und ungeschönten Über-
Allerdings warnen die Forschenden giebedarf finden. Optimistisch stimmt blick über den gesamten Energiebedarf
vor verfrühten Erwartungen. So erklärt dabei, dass die Länder mit dem größten und alle internen Energieflüsse zu ver-
zum Beispiel Tony Roulstone, Dozent für Energieverbrauch (China, die USA und schaffen. Dabei kann ein sogenanntes
Kernenergie an der britischen University Indien) auch an der Spitze der Liste von Energieaudit helfen (siehe Kasten Seite
of Cambridge, dass das jüngste Ergebnis Ländern mit der höchsten installierten 13). Und dann sind Innovationsbereit-
immer noch weit von einer praktischen Kapazität erneuerbarer Energiequellen schaft und Technologieoffenheit gefragt.
Nutzung zur Energiegewinnung entfernt stehen (siehe Seite 14). Denn das machen gerade auch die hier
sei. Dafür müsste der Prozess laut Roul- vorgestellten Beispiele überaus deut-
stone etwa doppelt so viel Energie liefern lich: Den Herausforderungen unserer
WEITERE FOTOS: MIQUEL GONZALEZ/SHELL INTERNATIONAL LIMITED, FOTO BASLER AARAU, MIKHAIL KONOPLEV/ISTOCKPHOTO, HUGO AMARAL/IMAGO IMAGES,
wie die dafür eingesetzte Menge. Optimis- Kernfusion Zeit mit Optimismus und Gestaltungs-
THE NEW YORK TIMES/REDUX/LAIF, NASTYA/ISTOCKPHOTO, PHILIP SALTONSTALL/LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY, DESIGNUA/SHUTTERSTOCK
tische Prognosen hoffen auf eine kommer- Forschende der NIF platzierten willen zu begegnen, bleibt der einzige
zielle Nutzung in etwa 10 oder 15 Jahren, bei ihrem erfolgreichen Weg, um eine lebenswerte und nachhal-
pessimistischere rechnen damit, dass dies Experiment winzige Mengen tige Zukunft zu ermöglichen – im Großen
noch 30 oder 40 Jahre dauern könnte. der Wasserstoff-Isotope wie im Kleinen.
Deuterium und Tritium in der
Mitte der Versuchskammer der
weltstärksten Laseranlage. Für
Kühlturm
die Kernfusion feuerten dann
192 Laser auf die Atomkerne Kraftwerk
Gestein
AUFMACHER: ALENA BUTUSAVA/ISTOCKPHOTO; BEARBEITUNG: DENNIS LEWCZENKO;
Grundwasser
Gestein
Geothermales
Reservoir
Wärmequelle
Tiefengeothermie
Bei der ultratiefen Geothermie
wird die Erdwärme aus mehr
als fünf Kilometer Tiefe genutzt.
Trägerobjekt für die Strom- und
Wärmeerzeugung ist Wasser
15 DEKRA solutions 1/2023Globale Energiequellen
Der weltweite Energiebedarf wächst. Die Energieversorgungs-
TXHOOHQ}ZHUGHQGLYHUVLĺ]LHUWHU:RVLQGGLHPHLVWHQ=XZÁFKVH
und wie sehen die Prognosen für 2030 aus?
Top 10 der Länder mit dem höchsten Energieverbrauch1
in Exajoules; in den Jahren 2011 und 2021
158 2021
113 2011 93 93
24 35 29 31
China USA Indien Russland
9 12 12 13 12 13 13 13 14 14 20 18
Iran Brasilien Südkorea Deutschland Kanada Japan
1.848
1 Terawattstunde Stromerzeugungsquellen (weltweit)2
(TWh) = 0,0036
Exajoule (EJ) bzw. LQ7:K LQGHQ-DKUHQXQG
Ů$) 36G 1.004
1DFKGHPLQWHUQDWLRQDOHQ 666
6\VWHPGHU0D¼HLQKHLWHQ 2000 2010 2021
ist Joule eine Einheit 324 346
IÙU$UEHLW:ÁUPHXQG 52 66 95 148
(QHUJLH0LWWHOVGHU
1 31 31
SK\VLNDOLVFKHQ0D¼HLQKHLW
([DMRXOHZHUGHQJUR¼H
(QHUJLHPHQJHQZLHGHU
:HOWHQHUJLHYHUEUDXFK Andere
erneuerbare
erfasst. 1 Exajoule
entspricht 1 Trillion Joule. Energien und Bioenergie Solar Wind
Biomasse
Energie-
versorgung
nach Quelle
QUELLENANGABEN: 1 %367$7,67,&$/5(9,(:2):25/'(1(5*10.065
Energieversorgung nach Weltregionen3
in Exajoules; in den Jahren 2010 , 2021 und 2030 (IEA-Prognose)
RHDM /@YHkJ
8.361
207 276 311
Nordamerika Europa
113 111 109 89 82 76
Eurasien Mittlerer Osten Afrika Zentral-/Südamerika
6.137
35 41 39 27 35 42 29 36 44 27 29 32 5.719
4.718
4.231
3.406
2.621 2.686 2.734 2.714
2.507
1.172
944
736
Sonstige fossile
Hydro Nuklear Energien Gas Kohle
3 WORLDENERGYOUTLOOK2022, INTERNATIONAL ENERGY AGENCY;
ILLUSTRATIONEN: NASTYA/ISTOCKPHOTO
12 16 18 30 30 37 173 183 197 115 146 150 153 165 151„Das Energiesystem
muss intelligent
und steuerbar sein“
Die Energiekrise stellt
Regierungen und Privatleute
vor große Herausforderungen.
Nachhaltige Energiequellen und
ihre Verfügbarkeit stehen dabei
besonders im Fokus.
Interview Jana Bronsch-Chassard
Herr Professor Blaabjerg, die EU hat
sich die Klimaneutralität bis 2050
auf die Fahnen geschrieben. Sind
aus Ihrer Sicht die aktuellen Bemü-
hungen ambitioniert genug oder
muss viel mehr passieren, um das
gesteckte Ziel zu erreichen?
Den jüngsten Klimaberichten und Pro-
gnosen über einen globalen Temperatur-
anstieg von zwei Grad zufolge wird das
Klima wirklich herausgefordert. Wir müs-
sen schneller handeln. Die Klimaneutra-
lität in Europa 2050 ist ein valides und
ehrgeiziges Ziel, aber es muss eine gemein-
same globale Anstrengung geben – was
nicht einfach ist, weil einige Länder für
ihre Energieversorgung auf fossile Brenn-
stoffe setzen. Der Krieg in Europa hat Län-
der dazu gezwungen, auf alte Technologien
zurückzugreifen, um die Energiepreise
niedrig zu halten. Andererseits hat Europa
aber auch die Investitionen in erneuerbare
Energien deutlich erhöht, um eine größere
Energieunabhängigkeit zu gewährleisten.
Das ist für den Moment ein Rückschritt,
aber in den kommenden Jahren wird in
Sachen Energieunabhängigkeit mehr
aufs Tempo gedrückt werden. Ich denke,Interview
wir könnten mehr Forschung und Innova- tig, dass die Siliziumsolarzellen bereits Werfen wir einen Blick in die Zukunft.
tion in die Energieeffizienz stecken. Denn sehr ausgereift sind. Das Perowskit- Ist eine weltraumgestützte Solar-
jedes eingesparte Watt müssen wir nicht Material scheint vielversprechend zu sein, energiegewinnung technisch tat-
produzieren oder speichern. Eine Menge aber auch viele andere Technologien sind sächlich umsetzbar?
Technologien können dabei helfen. Diese es wert, weiterverfolgt zu werden. Ein ent- Es ist eine sehr interessante Idee, die
sollten – ebenso wie neue Konzepte – scheidender Faktor kann auch die Fähig- weiter erforscht werden muss. Und es
weiterentwickelt werden. Dabei spielen keit sein, die Solarenergieerzeugung in bedarf noch erheblicher Investitionen,
Elektrifizierung und Leistungselektronik großem Maße zu skalieren, ohne dabei um herauszufinden, wie ein signifikanter
eine Schlüsselrolle. seltene Materialien einzusetzen. Es wer- Energietransfer auf den Planeten erreicht
den dafür mehr als 20 Technologien entwi- werden kann. Ich fürchte, diese Techno-
Ist eine höhere Energiegewinnung ckelt – ein interessantes Forschungsgebiet logie wird nicht in der Lage sein, einen
durch Windkraftanlagen möglich also, dem wir hier nachgehen. wesentlichen Beitrag zur Erreichung unse-
oder sind die Grenzen der Technik rer Zielsetzung für 2050 zu leisten.
erreicht? Bei Solar- und bei Windenergie stellt
Bei Windturbinen hat es erstaunliche tech- sich nicht selten die Frage des Ener- An welchen Forschungsprojekten
nologische Entwicklungen gegeben. Grö- gietransports und der Speichermög- arbeiten Sie aktuell?
ßere Windturbinen bedeuten niedrigere lichkeiten. Wird es in naher Zukunft Im Moment arbeiten wir an vier Haupt-
Energiekosten. Gerade wird in Dänemark einen Quantensprung in Sachen aufgaben. Zum Ersten geht es darum, die
eine 15-MW-Windturbine von Vestas zu Speicherkapazität geben? Zuverlässigkeit leistungselektronischer
Testzwecken errichtet. In der Branche wird Der Transportsektor scheint vor allem auf Komponenten und Systeme besser zu
außerdem darüber diskutiert, die Leistung batterieelektrischen Antrieb zu setzen. Es verstehen, um vorhersagen zu können,
weiter zu erhöhen. Die sehr großen Anla- gibt viele Argumente für dieses Vorgehen. wann sie unter bestimmten Belastungs-
gen müssen meist auf dem Seeweg trans- Die Energieeffizienz ist sehr hoch, und die bedingungen ausfallen. Wir nennen das
portiert werden, was in einigen Gebieten Infrastruktur ist ausbaufähig. Neue Bat- Einsatzprofil. Dazu gehören mathema-
eine Einschränkung darstellt. Aber wir terietechnologien sind auf dem Weg – tische Modellierung, Statistik und jede
sehen die Grenze noch nicht als erreicht. keine Quantensprünge, aber sie könnten Menge Tests. Ein zweiter Bereich ist die
Verbesserungen bringen. Ich sehe auch Verbesserung der Zuverlässigkeit des
Die Siliziumsolarzellen gelten als so einen starken Willen, eine Infrastruktur neuen, modernen Stromnetzes, das nun
gut wie „ausoptimiert“. Neue Mate- zur Verteilung von elektrischer Energie viele neue Quellen und Lasten erhält mit
rialkombinationen versprechen eine aufzubauen. leistungselektronischen Umrichtern
höhere Ausbeute aus dem Sonnen- Die Herausforderung besteht im beson- als Schnittstellen. Dazu gehören viele
lichtspektrum. Was sind die neues- ders energieintensiven Teil des Transport- Aspekte der Analyse und des Betriebs
ten Errungenschaften und welches sektors. Hier ist die Wahrscheinlichkeit von Stromversorgungssystemen sowie
Potenzial steckt darin? groß, dass Wasserstoff als Zwischenträger die Nutzung des Wissens über das Ver-
Den Ausschlag für die Solarzellentechno- eingesetzt werden kann – zum Beispiel, bis halten von Stromrichtern.
logie werden letztendlich die Energiekos- der Einsatz von Ammoniak oder E-Fuels in Eine dritte neue Aktivität ist die smarte
ten in Verbindung mit der potenziellen Schiffen und Flugzeugen möglich ist. Das Anwendung von künstlicher Intelligenz
Wiederverwendbarkeit des Materials am Energiesystem insgesamt muss jedoch (KI) in leistungselektronischen Syste-
Ende der Lebensdauer geben. Es ist rich- intelligent und steuerbar sein und muss men, da wir bereits viel über das System
alle Aspekte der Energieträger wie Wärme, wissen und nicht alles datengesteuert
Gas und Strom einschließlich ihres Spei- machen müssen, um KI einzusetzen. Und
cherpotenzials nutzen und Biomasse zur schließlich arbeiten wir an der Nutzung
Frede Blaabjerg
ist seit 1998 Professor für
Energiespeicherung und zur Erzeugung von Leistungselektronik zur Steuerung
Leistungselektronik und Antriebs- von Wärme und Strom einsetzen. Insbe- von Elektrolyseuren zur Herstellung von
technik an der Universität Aalborg sondere dann, wenn erneuerbare Energien Wasserstoff. So finden wir neue, effiziente
in Dänemark. Er ist außerdem nicht verfügbar sind. Wege, um fossile Brennstoffe zu vermei-
FOTO: FREDE BLAABJERG
Vizepräsident der Dänischen
Akademie der Technischen Interessant könnten auch Fortschritte den. Um das hocheffizient zu machen –
Wissenschaften und hat mehrere bei der Supraleitung sein, da sie die von elektrischer Energie zu beispielsweise
Auszeichnungen für seine For- Stromübertragung grundlegend verän- Gas, E-Fuel oder Power-2-X –, ist es noch
schungen im Bereich der Elektro- dern. Außerdem verhelfen sie Schlüs- ein weiter Weg.
technik erhalten, unter anderem
für herausragende technische selkomponenten zu einem sehr hohen
Beiträge zur Gestaltung von Wirkungsgrad.
Energiemanagementsystemen,
die die Integration erneuerbarer
Energien ermöglichen. Im Jahr
2020 erhielt er die IEEE Edison
Medal – eine der ältesten und
begehrtesten Auszeichnungen auf 19 DEKRA solutions 1/2023
dem Gebiet der Elektrotechnik.Weg mit dem Kabelsalat an Wallbox und
Ladesäule! Wissenschaft und Industrie
tüfteln mit Hochdruck an neuen Lösungen
für die elektromobile Infrastruktur.
Text Joachim Geiger
Strom
snacken
ohne Kabel
20 DEKRA solutions 1/2023Innovation
nötige Infrastruktur besteht im Wesent- Ladens handelt es sich um ein Unterbo-
lichen aus Ladeplatten mit Primärspu- densystem, bei dem sich eine am Boden
len, die im Boden verbaut und mit Strom fixierte oder darin eingelassene Lade-
versorgt werden. Das Gegenstück ist die platte mit integriertem Anschluss ans
unter einem Fahrzeug installierte Sekun- Stromnetz über ein spezielles Tool mit
därspule. Steht das Fahrzeug über der Pri- der im Fahrzeugboden verbauten Schnitt-
Laden ohne Kabel märspule, wird die Sekundärspule von stelle verbindet. Sobald das Elektroauto
Verschiedene dem elektromagnetischen Feld so ange- über der Ladeplatte steht, kommunizie-
Institutionen und regt, dass ein Induktionsstrom für Elek- ren die Komponenten via Ultrabreitband
Unternehmen tromotor oder Batterie erzeugt wird. miteinander. In der Folge fährt automa-
arbeiten an neuen
tisch eine Deckklappe in der Bodenein-
Ladelösungen für
Kabel-Stecker-Prinzip heit zurück und gibt den Weg für den
Elektroautos
Hat also das für Ladesäule und Wallbox integrierten Ladearm frei, der sich dann
übliche Kabel-Stecker-Prinzip seine bes- nach oben mit dem Fahrzeug verbindet.
ten Tage hinter sich? Nicht unbedingt. Interessant: Das System verlangt keine
Tatsächlich fächern sich die Spiel- akkurate Positionierung. Wie es heißt,
arten dieses sogenannten konduktiven
Ladens weit auf. Volkswagen zum Bei-
D
ie Elektromo- spiel hatte bereits Anfang 2020 einen
bilität dürfte autonomen Laderoboter vorgestellt,
spätestens der mit Akkuwaggons im Schlepp den
dann die kompletten Ladevorgang am abgestell-
Ziellinie erreicht haben, ten Elektroauto in Eigenregie durch-
wenn die Infrastruktur für führt. Mittlerweile ist es um dieses
das Laden so leicht verfüg- Zukunftsprojekt der Wolfsburger
bar ist wie heute die Tank- zwar ruhig geworden, dafür steht ein
stelle für den Verbrenner. Am ähnliches System jetzt in den Start-
Supermarkt, beim Arzt oder löchern zur Serienproduktion.
am Taxistand allein durchs Die TU Graz hat einen mobilen Lade-
Abstellen des Fahrzeugs eine roboter entwickelt, der sich mithilfe von
Extraportion Reichweite mit- Lidarsensoren mit bis zu 20 km/h auto-
nehmen? Die hoch automati- matisiert im Raum bewegt. Das System
sierte Limousine, die selbststän- besteht aus einer mobilen Plattform,
dig ins Parkhaus fährt und voll auf der ein Roboterarm installiert ist,
geladen wieder herauskommt? der den Ladestecker selbstständig
Der fahrerlose Shuttlebus, der an das Elektrofahrzeug anschließt
den Fahrstrom aus der Fahrbahn und nach dem Laden wieder ent-
bezieht? Solche Szenarien könn- fernt. Die Stromversorgung des
ten in Zukunft Wirklichkeit werden. Systems erfolgt über ein Kabel.
Wissenschaft und Industrie tüfteln Geladen wird mit Gleichstrom
bereits an Alternativen zur Ladesäule. und einer Ladeleistung von bis
Im Fokus stehen automatisierte zu 50 Kilowatt (kW).
Technologien, die selbstständig eine
Verbindung zwischen dem Netz und Konduktives Laden
dem Fahrzeug herstellen. Gute Aussich- ist im Kommen
ten versprechen induktive Ladesysteme, Eine völlig andere Interpre-
die ganz ohne physische Verbindung zum tation eines automatischen
Fahrzeug auskommen. „Das Laden erfolgt Laderoboters liefern das
in diesem Fall drahtlos über elektro- Grazer Start-up Volterio
magnetische Felder“, erklärt Andreas und der Fahrzeugzuliefe- Laderoboter
Richter, Ingenieur im DEKRA Kompe- rer Continental. Bei dieser Der mobile Laderoboter
tenzzentrum Elektromobilität. Die dazu Variante des konduktiven der TU Graz bewegt sich
automatisiert und kann
selbstständig den einge-
bauten Ladestecker an das
Elektroauto anschließen
21 DEKRA solutions 1/2023Konduktive Ladesysteme
Ob von der Ladeplatte hin zum
Fahrzeug (oberes Bild) oder umgekehrt
vom Elektroauto hin zum Ladesystem:
Start-ups und Fahrzeugzulieferer tüfteln
an verschiedenen Varianten
aus Watertown bei Boston auf
die Fahne. Die US-Amerikaner
bieten induktive 11-kW-Lade-
stationen für Parkplätze an,
die ebenso schnell laden sollen
wie vergleichbare kabelgebun-
dene Stationen. Weltweit will
Siemens eMobility diese Lade-
möglichkeiten künftig mit einer
Lizenz von Witricity anbieten. Sie-
mens schätzt das Marktvolumen
für kabelloses Laden von E-Autos
in Nordamerika und Europa bis 2028
auf zwei Milliarden US-Dollar.
3@WHAQ@MBGDJņMMSDOQNkSHDQDM
Zu den Nutznießern neuer Entwick-
lungen in der induktiven Ladetechno-
gestattet der Ladearm Abweichungen die ersten Feuerproben hinter sich. Die logie könnte die Taxibranche gehören.
von bis zu 30 Zentimetern von der ide- Braunschweiger Verkehrs-GmbH zum Bei- Ende Mai 2022 hat in Köln die Vali-
alen Parkposition. spiel lädt seit 2015 die Akkus ihrer Elek- dierungsphase des Forschungsprojekts
Den umgekehrten Ansatz zur Verbin- trobusse auf der zwölf Kilometer langen „Taxi-Lade-Konzept für den öffentlichen
dung von Ladeplatte und Elektroauto Ringlinie 419 an zwei eigens eingerichte- Raum“ (TALAKO) begonnen, das unter
verfolgt das österreichische Start-up ten Haltestellen durch induktive Schnell- Federführung des Lehrstuhls für Inter-
Easelink – hier ist das Verbindungs- ladung mit 200 kW auf. nationales Automobilmanagement der
stück in den Fahrzeugboden integriert. Der Pkw-Bereich dagegen steht auch Universität Duisburg-Essen das Poten-
Im Prinzip handelt es sich dabei um eine in internationaler Perspektive noch am zial des induktiven Ladens für elektrisch
Art Laderüssel, der sich auf die Lade- Anfang. „Den aktuellen Stand der Lade- betriebene Taxis untersucht. Dazu wur-
platte absenkt, sobald das Fahrzeug in technik in diesem Segment beschreibt der den auf einer Haltespur vor dem Kölner
Position steht. Das Pad ist so ausgelegt, im Oktober 2020 von SAE International Hauptbahnhof sechs Ladeplätze mit
dass das Verbindungsstück an mehreren vorgestellte Standard SAE J2954, der sich einer Fläche von etwa eineinhalb Qua-
Stellen sicher Kontakt aufbauen kann. auf das kabellose Laden von Elektrofahr- dratmetern und einer Ladeleistung von
Dieses sogenannte Matrix-Charging-Sys- zeugen mit bis zu 11 kW bezieht“, weiß 22 kW eingerichtet. Den automobilen
tem soll eine hohe Leistungsübertragung DEKRA Experte Andreas Richter. Eine der Part übernimmt eine kleine Elektroflotte
möglich machen. Das fahrzeugseitig ersten Anwendungen dieser Technologie des Herstellers LECV, die eigens für den
nötige Equipment soll sich bei Easelink schreibt sich das Unternehmen Witricity Feldversuch umgerüstet wurde. Steht ein
ebenso wie bei Volterio für die meisten
Fahrzeuge nachrüsten lassen.
Induktives Ladesystem im ÖPNV
»Das Laden erfolgt drahtlos
Und wie steht es in der Praxis mit den
induktiven Ladetechnologien? Im ÖPNV
über elektromagnetische Felder«
haben entsprechende Systeme bereits Andreas Richter, DEKRA Kompetenzzentrum Elektromobilität
22 DEKRA solutions 1/2023Innovation
Das Taxi-Lade-Konzept
,QHLQHU3LORWDQODJHLQ.ÓOQ
ZHUGHQ7D[LIDKU]HXJHZÁKUHQG
GHU:DUWH]HLWPLWWHOVXQWHU-
LUGLVFKYHUEDXWHULQGXNWLYHU
/DGHVWUHLIHQNDEHOORVJHODGHQ
Aufnahmeplatte
Batterie
TAXI
Schaltschrank
Ladeplatte
Taxi in der Warteschlange, wird das Fahr- von Elektroautos auf dem eigens dafür gie zu verbrauchen. Wohin diese Versuche
zeug automatisch geladen. In der Folge gebauten Rundkurs mit einer Länge von führen sollen? Gut möglich, dass künftig
rückt das Taxi Ladeplatz für Ladeplatz 1.050 Metern. Wie es heißt, sollen die Autobahnen auf speziellen Abschnitten
nach vorn. Bei einer durchschnittlichen Leiterschleifen unter dem Asphalt bis mit der induktiven Technologie ausge-
Wartezeit von 45 Minuten könnte das zu ein Megawatt elektrischer Leistung stattet werden. Lkw, Busse und Pkw könn-
Taxi dann Strom für etwa 75 Kilometer übertragen. ten dann Hunderte Kilometer abspulen,
Reichweite laden. Als Testfahrzeuge kommen ein Fiat ohne dazu einen einzigen Ladestopp ein-
500e sowie ein elektrischer Stadtbus legen zu müssen.
FOTOS: SIEMENS, ROBERT FRANKL, ENIS ZAIMI/ISTOCKPHOTO, CONTINENTAL AG, EASELINK, BLINKBLINK/ISTOCKPHOTO, ELECTREON
Laden auf der intelligenten Straße des Herstellers Iveco zum Einsatz. Erste
Der Königsweg des induktiven Ladens Daten belegen, dass der Fiat mit Auto-
wäre es allerdings, wenn ein Fahrzeug bahngeschwindigkeit fahren kann, ohne Das Prinzip der Smartroads
schon beim Fahren Energie für mehr die in seiner Batterie gespeicherte Ener- ,QGXNWLYHV$XĻDGHQZÁKUHQG
Reichweite erhalten könnte. Genau dies GHU)DKUWLVWGDQNGHUXQWHU
GHP$VSKDOWYHUEDXWHQ
ist das Prinzip der Smartroads, die das
.XSIHUVSXOHQPÓJOLFK
israelische Unternehmen Electreon seit
rund fünf Jahren entwickelt. Die grundle-
gende Bauform dieser intelligenten Stra-
ßen sieht vor, dass etwa zehn Zentime-
ter unter dem Straßenbelag mit einer
Stromquelle verbundene Kupferspulen
ausgelegt werden, die ihre Energie an
das mit einem Empfänger ausgestat-
tete Fahrzeug übertragen.
Bislang hat Electreon mit dieser
Technologie vor allem den ÖPNV
im Blick. Hier können die Israelis
bereits ausgezeichnete Referenzen
vorweisen – unter anderem in Tel
Aviv sowie im schwedischen Got-
land und im US-amerikanischen
Detroit mit jeweils einer 1,6 Kilo-
meter langen Teststrecke. Der
jüngste Aufschlag ist dem
innovativen Unternehmen mit
der Arena del Futuro in Nord-
italien gelungen. Dort tes-
tet Stellantis seit Anfang
2022 das induktive Laden
23 DEKRA solutions 1/2023Photovoltaik
So fangen wir
die Sonne ein
Rund 40 Prozent der global installierten Photovoltaik gehen aufs Konto von
Dachanlagen. Wenn das kein Grund zum Träumen ist! Warum beim Ausbau
nicht einen Zahn zulegen, um Treibhausgasemissionen zu reduzieren und mit
der Energiearmut Schluss zu machen? Eine internationale Studie rechnet jetzt
vor, welches Potenzial Aufdachanlagen weltweit wirklich haben.
Text Joachim Geiger
24 DEKRA solutions 1/2023Photovoltaik 25 DEKRA solutions 1/2023
Taihang-Gebirge in China
Auf 1.133 Hektar erstreckt sich
die Solarfarm und versorgt die
anliegenden Landkreise mit
434 MW sauberer Energie
Big Data und KI-Anwendungen
W
äre es denkbar, dass den der Aufdachanlagen. Es könnte sich also
FOTOS: ARTISTGNDPHOTOGRAPHY/ISTOCKPHOTO, LOVEGULI/ISTOCKPHOTO, DEKRA (2)
Menschen auf der ganzen lohnen, den Fragen doch genauer nachzu- Diese wissenschaftliche Erkenntnis be-
Welt genügend Energie zur gehen. Ein internationales Forscherteam ruht definitiv auf einem hochkomplexen
Verfügung stünde, wenn es unter Federführung von Wissenschaftlern Ansatz. Wie aber könnte sie zur Lösung
gelänge, alle Gebäude mit Photovoltaik- des University College Cork (UCC) in Irland der Energieprobleme auf dem Globus
Aufdachanlagen zu bestücken? Wie groß und der Columbia University in den USA beitragen? Tatsächlich plädieren die Stu-
wären überhaupt die weltweiten Dachflä- hat sich diese Aufgabe gestellt. dienautoren nicht dafür, auf jedem Dach
chen? Und wie viel Energie ließe sich auf Ihre im Oktober 2021 veröffent- der Welt eine Solaranlage zu installie-
diese Weise gewinnen? Zugegeben, diese lichte Analyse „Hochauflösende globale ren. Die Motivation ist eine andere. Ers-
Fragen klingen selbst in den Zeiten von raum-zeitliche Bewertung des Potenzials tens stehen PV-Aufdachanlagen für eine
Klimawandel und Energiekrise zunächst der Photovoltaik auf Dächern für die kohlenstoffarme, hoch verfügbare und
hypothetisch. Stromerzeugung aus erneuerbaren Ener- preiswerte Technologie. Zweitens leben
Andererseits hat der Zugang zu bezahl- gien“ kommt zu einer klaren Antwort: weltweit immer noch 800 Millionen Men-
barer, verlässlicher und nachhaltiger Ener- Bezogen auf das Referenzjahr 2018 könn- schen ohne Strom.
gie längst Top-Priorität unter den 17 Zie- ten PV-Aufdachanlagen weltweit auf ins- Genau hier setzt die Studie an. Sie ist
len, die sich die Vereinten Nationen 2016 gesamt 200.000 Quadratkilometer Dach- ein nützliches Tool für alle Regierungen,
auf die globale Nachhaltigkeitsagenda fläche 27 Billionen Kilowattstunden Strom Organisationen und Unternehmen, die
geschrieben haben. Dazu kommt, dass erzeugen. Das ist mehr als der weltweite sich den Aufbau von PV-Infrastrukturen
Marktforscher den PV-Aufdachanlagen Strombedarf in dem genannten Jahr; die auf die Fahne schreiben. Im Prinzip geht
derzeit einen regelrechten Boom attestie- Internationale Energieagentur (IEA) gibt es bei dieser Arbeit um nichts weniger, als
ren. Bereits heute gehen 40 Prozent der glo- dafür eine Größenordnung von 24,7 Billio- 130 Millionen Quadratkilometer Festland,
bal installierten Photovoltaik aufs Konto nen Kilowattstunden an. einschließlich aller bestehenden Gebäude,
26 DEKRA solutions 1/2023Sie können auch lesen
