DATEN UND FAKTEN - Forschungszentrum Jülich
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30 DATEN UND FAKTEN
2019
Das Forschungszentrum Jülich fokussiert sich auf
nutzeninspirierte Grundlagenforschung. Es stellt
sich den Herausforderungen der Gegenwart und
forscht für eine lebenswerte Zukunft. Als Mitglied der
Helmholtz-Gemeinschaft gehört es zu den großen
AUF EINEN BLICK interdisziplinären Forschungszentren Europas.
davon
731
Erlöse gesamt
415
institutionelle
316
Drittmittel
in Millionen Euro Förderung davon Erträge aus
Projektträgerschaften: 107
2.398
Publikationen
6.446
Beschäftigte
654
Gastwissenschaftler
davon 1.294 aus PtJ 1 aus 59 Ländern
70 16
neue gemeinsame
neue
Patentanmeldungen Berufungen
mit Hochschulen
1) Zum 1. Juni 2020 wurde ETN mit PtJ zusammengeführt.
2 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten
INHALT
FORSCHUNG
06 Information
12 Energie
18 Bioökonomie
24 Strukturwandel
26 Institute und Institutsbereiche
28 Forschungsinfrastrukturen
MENSCHEN
34 juelich_horizons: Den Nachwuchs fördern
38 Personal
39 Rufe und Berufungen
43 Preise und Auszeichnungen
46 Publikationen
NETZWERK
50 Publikationen mit internationalen Partnern
51 Kooperationen
55 Patente und Lizenzen
56 JARA
60 Projektträger ANHANG
62 Außenstellen 64 Organe und Gremien
65 Finanzen
67 Kontakt
68 Impressum
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 3
Der Physiker Prof. Rüdiger Eichel
erforscht am Institut für Energie-
und Klimaforschung zukunftsfähige
Energiespeicher und Energiewandler.
Mit iNEW koordiniert er ein Projekt,
das klimaschädliches Kohlendioxid
als nachhaltigen Rohstoff nutzbar
machen soll.
4 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten
FOR
SCHU
NG Wandel gestalten: Das ist unser
Antrieb im Forschungszentrum
Jülich. Wir erforschen Optionen
für die digitalisierte Gesellschaft,
ein klimaschonendes Energiesystem
und ressourcenschützendes Wirt-
Seite
schaften. Natur- und Technikwissen-
6–31 schaften in den Bereichen Informa-
tion, Energie und Bioökonomie ver-
binden wir mit unserer Expertise im
Höchstleistungsrechnen und setzen
einzigartige wissenschaftliche
Infrastrukturen ein.
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 5
FORSCHUNG SCHWERPUNKT INFORMATION Der Schwerpunkt Information verbindet die Jülicher Forschung in drei Be reichen: den Simulations- und Datenwissenschaften des High-Performance Computing (HPC), der Hirnforschung und der Forschung zu den bio- und nano elektronikbasierten Informationstechnologien der Zukunft. Die verknüpfte Forschung zu technischer und biologischer Informationsverarbeitung eröffnet der Hirnforschung völlig neue Möglichkeiten für die Entwicklung innovativer Neurotechnologien. Davon abgeleitet soll leistungsfähigere Hardware für die Künstliche Intelligenz (KI) entstehen. Die Verbindung der Bereiche ermöglicht einen Multiskalenansatz, der vom einzelnen Molekül und den Eigenschaften lebender Zellen bis zur Beschreibung des menschlichen Verhaltens reicht. Jülich vereint für diesen interdisziplinären Ansatz alle Kompetenzen von der Grundlagenforschung in den Neurowissenschaften über die innovative Analyse großer Datenmengen für die Simulation von komplexen Systemen, beispiels weise in der Klimaforschung, den Neurowissenschaften oder der Materialfor schung, bis hin zum Höchstleistungsrechnen. Um dieses weiter auszubauen, werden modulare Hardware-Architekturen für das Exascale-Computing ent wickelt. Zukünftig werden auch revolutionäre Rechnerkonzepte wie das Quanten- computing oder neuromorphes Computing benötigt. In den Informations technologien werden daher grundlegende Eigenschaften verschiedener Materialklassen mit neuartigen Quanteneffekten untersucht sowie der Einsatz organischer und biologischer Moleküle zur energieeffizienten Informations verarbeitung. 6 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten
FORSCHUNG Im Projekt CroMa werden Strategien entwickelt, um gefährliches Gedränge im Bahnhof zu vermeiden. Simulations- und Datenwissenschaften FÜR DEN BESSEREN BAHNHOF Dichtes Gedränge in Bahnhofshallen, auf Roll- schen mithilfe von Computersimulationen, treppen und Bahnsteigen ist schon im norma- wie sich die Abläufe und die Sicherheit len Berufsverkehr unangenehm und kann zu optimieren lassen. gefährlichen Situationen führen. In Zeiten von Covid-19 bekommt Gedränge nochmal eine Im Projekt CroMa (Crowd Management in besondere Bedeutung. Noch weitaus schlim- Transportinfrastrukturen) geht es darum, im mer könnte es aussehen, wenn Hunderttau- Alltag die Effizienz von Bahnhöfen und sende im Katastrophenfall mit Zügen evaku- U-Bahnhöfen zu steigern. Dazu sollen ver iert werden müssten. Wissenschaftler des besserte Bauvorschriften ebenso beitragen Bereichs Zivile Sicherheitsforschung am Ins- wie Crowd Management und innovative Stra- titute for Advanced Simulation (IAS) erfor- tegien, die Robustheit und Effizienz von FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 7
FORSCHUNG
Bahnhöfen in Spitzenlastzeiten erhöhen und IAS erforschen am Beispiel des Dortmunder
Gedränge bei kritischen Personendichten ver- Hauptbahnhofs, wie sich die Abläufe für einen
meiden. Erforscht wird der Fußgängerverkehr solchen Notfall optimieren lassen. Im Frühjahr
in Verkehrsanlagen und das Fußgängerver- 2019 erfassten sie dort die Personenströme.
halten in dichten Menschenmassen. Ziel der Erhebungen war es, verschiedene Zu-
stände im Bahnhof abzubilden und mit diesen
Um die Evakuierung bei Katastrophen – sei es Eingangsdaten die Simulationssoftware wei-
Hochwasser oder ein nuklearer Störfall – geht terzuentwickeln.
es im Projekt KapaKrit. Wissenschaftler des
Hirnforschung
WAS KI IN HIRNSCANS ERKENNT
Kein Gehirn ist wie das andere. Individuelle Gesichter erkennen oder sich etwas merken.
Besonderheiten lassen sich mittels Künstli- Das Team um Prof. Simon Eickhoff vom Insti-
cher Intelligenz (KI) genauer erfassen, als bis- tut für Neurowissenschaften und Medizin
lang möglich. Subtile Unterschiede betreffen wertete Magnetresonanzscans Hunderter
etwa die Netzwerke aus verschiedenen Hirn- Versuchspersonen aus und bestimmte die
regionen, die sich bei komplexen Aufgaben Aktivität in solchen Netzwerken. Mit den Da-
bilden – beispielsweise, wenn Menschen ten fütterten die Forscher eine selbstlernende
Software und fügten Angaben über den jewei-
ligen Menschen hinzu, etwa das Alter oder
Resultate eines Persönlichkeitstests. Die
Software wurde darauf trainiert, die Informa-
tionen zu verknüpfen. Anhand des Erlernten
konnte sie dann allein auf Grundlage von
Hirnscans Voraussagen über Menschen tref-
fen. So ließ sich beispielsweise das Alter (mit
einer Genauigkeit von fünf Jahren) oder auch
das Abschneiden in bestimmten Persönlich-
keitstests vorhersagen. Die Forscher hoffen,
mittels maschinellen Lernens künftig auch
Krankheitsverläufe, etwa bei Depressionen
oder Parkinson, prognostizieren zu können.
Zugleich nehmen sie Sorgen um einem Miss-
brauch ernst und betonen die Notwendigkeit,
Prof. Simon Eickhoff leitet den Institutsbereich
„Gehirn und Verhalten“ am Jülicher Institut für die Möglichkeiten und Grenzen von KI trans-
Neurowissenschaften und Medizin. parent zu machen.
8 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten
FORSCHUNG Elektronenmikroskopische Aufnahme eines einzelnen Nanodraht-Memristors Neuromorphes Computing LERNFÄHIGE KÜNSTLICHE SYNAPSE Leistungsfähig und energieeffizient wie das verbindet, ändert seinen elektrischen Wider- menschliche Gehirn, das bei einem Energie- stand abhängig von der Stärke und Richtung verbrauch von nur 20 Watt schätzungsweise des elektrischen Stroms, der hindurchfließt. 10.000 Milliarden Rechenoperationen pro Se- Anders als in einem herkömmlichen Transis- kunde ausführt – so soll der bioinspirierte tor bleibt der letzte Widerstandswert auch Computer eines Tages sein. Ein Bauteil dafür dann noch erhalten, wenn der Strom abge- haben Jülicher Forscher des Peter Grünberg schaltet wird. Solche Bauteile werden Mem- Instituts gemeinsam mit Kollegen aus Aachen ristoren genannt (aus engl. „memory“ und und Turin hergestellt – ein Schaltelement aus „resistor“). Wegen dieser Einstellbarkeit des Nanodrähten, das sowohl Informationen spei- Widerstandswerts sind sie grundlegend lern- chern als auch verarbeiten und mehrere Sig- fähig. Wenn es einmal gelingt, sie zu einem nale parallel empfangen kann. Darin gleicht es größeren funktionalen Netzwerk zu verknüp- einer biologischen Synapse, der Schaltstelle fen, könnte dieses Daten parallel verarbeiten zwischen Nervenzellen. Und wie diese ist es und speichern. Memristoren gelten als ideale wandlungsfähig: Der Zinkoxid-Nanodraht, der Kandidaten für neuromorphe Computer nach eine Elektrode aus Platin mit einer aus Silber dem Vorbild des Gehirns. FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 9
FORSCHUNG Exascale-Computing BESCHLEUNIGTER RECHENKÜNSTLER Der Jülich Wizard for European Leadership Der Rechenkünstler war von Anfang an für die Science, kurz JUWELS, bekommt ein neues Erweiterung durch zusätzliche Module ausge- Booster-Modul und wird damit noch schneller legt, die auf verschiedene Anforderungen zu- als bisher. Das hat das Forschungszentrum geschnitten sind. Die Modularität berücksich- Jülich Ende 2019 mit den Unternehmen Atos tigt die zunehmend komplexeren und hete- und ParTec vereinbart. Das mit mehreren Tau- rogeneren Anforderungen der Anwendungs- send Grafikprozessoren bestückte Modul ist codes an die Supercomputer. Sie ermöglicht für extreme Rechenleistungen und für Aufga- es, Exascale-Computer kostengünstig zu rea- ben der Künstlichen Intelligenz ausgelegt. Es lisieren und exotische Zukunftstechnologien wird als deutsch-französisches Projekt ge- wie Quantencomputer zu integrieren. Ein meinsam mit den Unternehmen NVIDIA und E xascale-Rechner wird mit einer Trillion (10 18) Mellanox konzipiert. Mit dem Start des Boos- Rechenoperationen pro Sekunde um mindes- ters 2020 wird die Rechenleistung von JUWELS tens eine Größenordnung leistungsfähiger am Jülich Supercomputing Centre von 12 auf sein als die schnellsten Supercomputer heute. über 70 Petaflops erhöht. Dies entspricht der Leistung von über 300.000 modernen PCs – schneller rechnet derzeit keiner in Europa. Der Jülicher Supercomputer JUWELS 10 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten
FORSCHUNG
Sales Director Andy Mason und
CEO Vern Brownell (D-Wave),
Prof. Kristel Michielsen und
Prof. Thomas Lippert (JSC),
Vorstandsvorsitzender des For-
schungszentrums Prof. Wolf-
gang Marquardt, Annette
Storsberg, Staatssekretärin im
Ministerium für Kultur und Wis-
senschaft des Landes NRW (v.l.)
Quantencomputing
EINZIGARTIG IN EUROPA – JUNIQ
Mit der Jülich UNified Infrastructure for werden diese für deutsche und europäische
Quantum computing, kurz JUNIQ genannt, Nutzer verfügbar.
entsteht am Jülich Supercomputing Centre
eine in Europa einzigartige Infrastruktur, die Unter Anleitung von Experten können For-
unterschiedlichen Nutzergruppen Zugang scherinnen und Forscher Quantencomputer
zum Quantencomputing verschafft. Das nutzen – von experimentellen Systemen über
Quantencomputing ist eine innovative Art des Prototypen bis hin zu ersten Produktionssys-
Rechnens mit potenziellen Anwendungen bei temen – und Algorithmen und Anwendungs-
Quantensimulationen in der Chemie, in den programme für sie entwickeln.
Materialwissenschaften, der Optimierung und
dem maschinellen Lernen. Am Forschungszentrum Jülich entsteht zu-
dem mit dem Helmholtz Quantum Center
Mit der offiziellen Unterzeichnung eines Nut- (HQC) eine nationale Forschungsinfrastruktur
zungsvertrages für einen Quantum Annealer für Quantencomputer. Mit dem HQC wird ein
des kanadischen Quantencomputerherstel- zentrales Technologielabor etabliert, welches
lers D-Wave Systems wird JUNIQ der erste das gesamte Forschungsspektrum für Quan-
Standort des D-Wave LeapTM Quanten tencomputing abdeckt – von der Erforschung
Cloud Service in Europa und das vereinheit- von Quantenmaterialien bis zur Prototypenent-
lichte Portal zu einer Reihe von verschiede- wicklung.
nen Quantencomputern sein. Über die Cloud
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 11FORSCHUNG
SCHWERPUNKT
ENERGIE
Die Jülicher Energieforschung setzt auf ein durch erneuerbare Energien
bestimmtes Energiesystem. Dabei erforschen die Wissenschaftler Technolo-
gien in allen Größenordnungen, von der atomaren Ebene bis zur industriellen
Innovation, und decken so die gesamte Wertschöpfungskette zwischen
Grundlagen- und Anwendungsforschung ab. In der Batterieforschung findet
dieser ganzheitliche, systemische Ansatz Anwendung bei elektrochemischen
Prozessen bis zu kompletten Batteriezellen. Auch bei der Erforschung von
Technologien zur Speicherung von Stromüberschüssen in energiereichen
Chemikalien, zum Beispiel zur Verwendung als Kraftstoff, wird in Jülich eine
Wertschöpfungskette verfolgt. Künftig soll auch der Bereich Simulations-
und Datenwissenschaften ausgebaut werden, zum Beispiel um Material
gezielt zu d
esignen. Da die Energiewende zu einem immer stärker dezentra
lisierten Versorgungsnetz führt, ist die Vision, Simulationswerkzeuge für
urbane Energiesysteme zu entwickeln, die sich bis zur Größenordnung von
Städten und sogar Megacitys hochskalieren lassen.
In Jülich werden Verfahren zur Energieproduktion, -wandlung und -speiche-
rung, zum Energietransport und zur Rückverstromung beim Verbraucher
multidisziplinär erforscht. So ergänzen sich die Jülicher Forschungsthemen,
etwa die Energiemeteorologie der Klimaforscher, die mit atmosphärischen
Messungen und Simulationen untersuchen, wie sich Luftqualität und Klima
bei der Nutzung erneuerbarer Energiequellen verändern und wie lokale
Wettervorhersagen zum Management eines veränderten Energiesystems
genutzt werden können.
12 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG
Noch im
Laborstadium:
Komponenten
der Lithium-
Festkörper-
batterie mit
Hybridelektrolyt
Batterieforschung
ENERGIEREICHE FESTKÖRPERBATTERIE
Vom Elektroauto bis zur Raumfahrt – Festkör- erreichen lassen. Jedoch ist Lithium sehr re-
perbatterien haben großes Potenzial. Sie gel- aktiv. Es neigt dazu, beim Laden unkontrolliert
ten als deutlich sicherer, zuverlässiger und Auswüchse zu bilden. Verhindert wird dies
langlebiger als aktuelle Lithium-Ionen-Batte- nun durch zwei Lagen aus einem neuartigen
rien, denn sie enthalten keine Flüssigkeiten, Polymer. Sie schützen den keramischen Elek-
die auslaufen oder in Brand geraten können, trolyten der Batterie und verhindern, dass
und sind weniger temperaturempfindlich. Zu- sich das Metall ablagert. In Labortests be-
gleich können sie mehr Energie auf demselben währte sich dieser Hybridelektrolyt bereits
Raum bei geringerem Gewicht speichern. Wis- über Hunderte von Ladezyklen.
senschaftler des Instituts für Energie- und Kli-
maforschung und der Universität Münster ha- Allerdings verlängert sich durch die Polymer-
ben 2019 im Journal of Materials Chemistry A schichten die Ladezeit, und noch ist das Her-
eine neue Festkörperbatterie mit einer Anode stellungsverfahren aufwendig. Für Nischen-
aus reinem Lithium vorgestellt. anwendungen könnte diese Batterie jetzt
schon interessant sein, in Zukunft aber auch
Das Metall gilt als ideales Elektrodenmaterial, für kostenkritische Anwendungen wie die
mit dem sich die höchsten Energiedichten Elektromobilität, sind die Forscher überzeugt.
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 13FORSCHUNG
Speicherung
KOPERNIKUS-PROJEKT FÜR
DIE ENERGIEWENDE
Der Abschied von fossilen Energieträgern und Forschungseinrichtungen und Industrieunter-
der Aufbau eines nachhaltigen, zukunftsfähi- nehmen das klimaschädliche Kohlendioxid als
gen Energiesystems hat umfassende techno- Rohstoff zu nutzen. Mit Strom aus Wind- oder
logische und gesellschaftliche Veränderungen Sonnenkraft erzeugen sie daraus Grundstoffe
zur Folge. Die vom Bundesministerium für Bil- für hochwertige Chemikalien. So entsteht in
dung und Forschung geförderten Koperni- der Hochtemperatur-Co-Elektrolyse „grünes
kus-Projekte erarbeiten dafür die wissen- Synthesegas“, aus dem wiederum Bausteine
schaftliche Basis. Eine Schlüsselrolle spielt für Kunstharze, Düngemittel oder Kraftstoffe
dabei die Speicherung von Strom aus erneu- hergestellt werden können.
erbaren Energien.
Mit der Innovationsplattform „Inkubator für
Im Kopernikus-Projekt „Power to X“, kurz P2X, Nachhaltige Elektrochemische Wertschöp-
arbeiten Wissenschaftler des Jülicher Instituts fung“ (iNEW), die vom Forschungszentrum
für Energie- und Klimaforschung daran, ge- Jülich koordiniert wird, soll P2X zugleich den
meinsam mit Kollegen der RWTH Aachen, der Strukturwandel im Rheinischen Revier beför-
Fachgesellschaft Dechema sowie weiteren dern (siehe S. 24).
Kopernikus
Neue Technologien für den Umbau des Energiesystems
Anwendungsfelder
Handlungsfelder Handlungsfelder
Strom Energie Ökologie
Elektrolyse Nachhaltigkeit
Gas Soziales
Material- und Transport
Technologie Gesellschaft
Prozessdesign Verkehr
Kraftstoffe Politik
System
Katalyse
Chemikalien Ökonomie integration
Chemie
Nahtstellen Nahtstellen
14 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG
Simulations- und Datenwissenschaften
KOSTENGÜNSTIG
KLIMANEUTRAL
Beim Klimagipfel der Vereinten Nationen im
September 2019 in New York bekannte sich
Deutschland dazu, bis 2050 treibhausgasneu-
tral zu werden. In einer neuen Studie haben
Wissenschaftler des Instituts für Energie-
und Klimaforschung errechnet, wie diese
Transformation möglichst kostengünstig ge-
lingen kann. Für ihre Berechnungen nutzen
sie eine Familie von neu entwickelten Compu-
termodellen.
Die Studie „Kosteneffiziente und klimage-
rechte Transformationsstrategien für das
deutsche Energiesystem bis zum Jahr 2050“
zeichnet ein detailreiches Bild: Windkraft-
und Photovoltaikanlagen produzieren dann
fast das Sechsfache der heutigen Strom-
menge; Wasserstoff ist mit einem Verbrauch
von 12 Millionen Tonnen pro Jahr ein bedeu-
tender Energieträger; Wärmepumpen sind die
wichtigste Heizungstechnik; unterirdische
Wasserstoffspeicher stellen die kontinuierli-
che Energieversorgung sicher; Strom spielt
eine zentrale Rolle; Biomasse und Biogas de-
Für eine möglichst kostengünstige Energiewende
cken ein Viertel des Energiebedarfs. sollten ab sofort bis 2035 vor allem neue Wind-
kraft- und Photovoltaikanlagen gebaut werden.
Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, die
Treibhausgasemissionen bis 2050 um 80 bis
95 Prozent gegenüber dem Niveau von 1990 BIP. Die jährlichen Kosten liegen damit in der-
zu reduzieren. Die Kosten des Umbaus für das selben Größenordnung wie die derzeitigen
80-Prozent-Ziel betragen den Berechnungen Aufwendungen für Energieimporte (2018
zufolge etwa 1,1 Prozent des dann erwarteten etwa 1,9 Prozent des BIP). Die nachträgliche
Bruttoinlandsprodukts (BIP). Bei einer 95- Anpassung an den Klimawandel dürfte um ein
Prozent-Reduktion wären es 2,8 Prozent des Vielfaches teurer werden.
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 15FORSCHUNG
Transport und Rückverstromung
WASSERSTOFF- STATT DIESELLOK
Die Bahn, mit Ökostrom angetrieben, ist eine Anders als bei Betankung mit reinem Wasser-
klima- und umweltfreundliche Alternative stoff ermöglicht es die LOHC-Technologie, die
zum Auto. Doch rund 40 Prozent der Strecken bestehende Infrastruktur weitgehend beizu-
in Deutschland sind nicht elektrifiziert. Wis- behalten. Der Wasserstoff würde im Fahrbe-
senschaftler des Helmholtz-Instituts Erlan- trieb an Bord des Zuges freigesetzt und in
gen-Nürnberg (HI ERN), einer Außenstelle des einer Brennstoffzelle verstromt. Außerdem
Forschungszentrums Jülich, arbeiten an einer entwickeln die Forscher eine Direkt-LOHC-
Lösung: Sie wollen Züge mit Wasserstoff Brennstoffzelle für mobile Anwendungen.
betreiben und dafür die sogenannte LOHC- Diese erzeugt elektrische Energie direkt aus
Technologie nutzen. Das Kürzel steht für „Li- beladenem LOHC. Prototypen werden im La-
quid Organic Hydrogen Carrier“. Dabei wird bormaßstab bereits betrieben, 2019 wurden
gasförmiger Wasserstoff an eine Trägerflüs- erste Forschungsergebnisse im Journal
sigkeit gebunden, die sich sicher lagern und „Energy & Environmental Science“ publiziert.
transportieren lässt. Statt Diesel könnten Im Projekt „Emissionsfreier und stark emissi-
Loks den wasserstoffbeladenen LOHC-Träger onsreduzierter Bahnverkehr auf nicht-elektri-
tanken. Damit fahren sie schadstofffrei – und fizierten Strecken“ wird nun mit Förderung
sogar CO2-neutral, wenn der Wasserstoff aus durch das Bayerische Wirtschaftsministerium
regenerativen Quellen stammt. ein Zugdemonstrator entwickelt.
Wasserstofflogistik
Prinzip des Liquid Organic C C
Hydrogen Carriers (LOHC) Speicher
H H
Wasserstofftransport
C C
H H
Hydrierung
des LOHC
C C > C C + H H
H H
Dehydrierung und
• gefahrloser Transport
Wasserstoffnutzung
• bestehende Logistik nutzen
Zum Beispiel an Bord
H H eines Zugs mit
Wasserstofferzeugung LOHC-Technologie
Erzeugung aus
überschüssiger
regenerativer Energie C C
durch Elektrolyse
16 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG Bei einer Messkampagne auf der Zugspitze wurde mit vier Ballonaufstiegen die Verteilung von Wasserdampf und Eiswolken in der Atmosphäre gemessen. Klima- und Atmosphärenforschung WISSENSLÜCKEN SCHLIESSEN Die nächste Satellitenmission der Europäischen Fingerabdrücke von Wasserdampf und Weltraumorganisation ESA zur Erkundung der Eiswolken gemessen, die den menschen Erde soll dem besseren Verständnis der Erd gemachten Treibhauseffekt verstärken. Sie erwärmung dienen. Der Satellit FORUM, spielen eine Schlüsselrolle bei der Regulie- dessen Start für 2026 geplant ist, wird das von rung der Temperatur an der Erdoberfläche. der Erde in den Weltraum abgestrahlte Licht erstmals bei Wellenlängen im sogenannten Eine Studie Jülicher Wissenschaftler des Insti- fernen Infrarot spektral hochaufgelöst mes- tuts für Energie- und Klimaforschung trug dazu sen. Dieser bisher unerforschte Teil der Erd- bei, dass gerade diese Satellitenmission aus- strahlung ist für etwa die Hälfte der Strah- gewählt wurde: Sie bestätigte das klimawis- lungskühlung der Erde und ihrer Atmosphäre senschaftliche Potenzial des Projekts. Auch verantwortlich. Der gleiche Wellenlängen Ballonmessungen bei einer Kampagne auf der bereich trägt außerdem zum Treibhauseffekt Zugspitze im Winter 2019 zeigten, dass die bei, ebenfalls zu etwa 50 Prozent. Darüber Messmethode hervorragend zum Erreichen hinaus werden sogenannte spektrale der wissenschaftlichen Ziele geeignet ist. FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 17
FORSCHUNG ZUKUNFTSFELD BIOÖKONOMIE Die nachhaltige Bioökonomie ist eine moderne Form des Wirtschaftens, mit der biologische Ressourcen effizient und nachhaltig genutzt werden können. In Jülich werden die Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen, Pflanzen und Boden erforscht, um in der Landwirtschaft die Ressourceneffizienz zu verbessern und die Pflanzengesundheit zu erhalten. Die Bioökonomieforschung verbindet sich mit den Forschungsschwerpunkten Information und Energie, zum Beispiel zur Simulation von Boden-Pflanze- Wechselwirkungen oder zur Entwicklung von energieeffizienteren bioöko nomischen Verwertungsmethoden. Die Forschungs- und Technologieplattformen, wie das Bioeconomy Science Center, sind ein Jülicher Alleinstellungsmerkmal. Für die biobasierte Wirtschaft der Zukunft sind die aktuellen Jülicher Ziele die Entwicklung eines konkurrenzfähigen Bioraffinerieprozesses und die Nutzung pflanzlicher Naturstoffe als Quelle für bioaktive Substanzen, aus denen sich wiederum Agrochemikalien und Pharmazeutika herstellen lassen. In der Biotech- nologie werden biologische Katalysatoren genutzt, um pharmazeutische Wirk- stoffe zu erzeugen. Automatisierung, Miniaturisierung und Digitalisierung spielen dabei eine wichtige Rolle, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und planbarer zu machen. Bei der terrestrischen Systemforschung stehen neben der experimentellen Datenerhebung auch digitale Modelle der Simulations- und Datenwissenschaften im Fokus. Eine Vision ist es, Informationen von gesellschaftlicher Relevanz, zum Beispiel für die Wasserwirtschaft oder Landwirtschaft, bereitzustellen. 18 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten
FORSCHUNG Millionenförderung der Bundesregierung für das Projekt BioökonomieREVIER_KOM: (v.l.) Prof. Ulrich Schurr, Forschungsstaatssekretär Thomas Rachel MdB, Prof. Harald Bolt und Dr. Jan-Hendrik Kamlage Biobasierte Wirtschaft LEBENDIG STATT FOSSIL Den Kohleausstieg im Rheinischen Revier als Wirtschaft, regionalen Akteuren und Zivilge- Chance zu nutzen, um eine Zukunftsregion für sellschaft – eine nachhaltige Strategie für die biobasierte Wertschöpfung aufzubauen, das Region entwickelt werden. ist die Idee hinter der Initiative Bioökonomie- REVIER Rheinland. Das Bundesministerium Durch die einzigartige Wissenschaftsland- für Bildung und Forschung fördert in einem schaft in der Bioökonomie, die hochproduk- ersten Schritt das Projekt BioökonomieRE- tive und innovative Landwirtschaft, die vielen VIER_KOM mit rund 3,9 Millionen Euro. Bis starken, Bioökonomie-nahen Wirtschafts- 2021 soll mit allen Beteiligten – Wissenschaft, sektoren wie Lebensmittel-, Chemie- und FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 19
FORSCHUNG
15
Energiewirtschaft bestehen im Rheinischen
Revier beste Voraussetzungen, um hier eine eu-
ropaweit einmalige Modellregion zu schaffen.
Insgesamt 15 Innovationslabore sollen an der
Innovationslabore sollen Schnittstelle zwischen (Land-)Wirtschaft und
an der Schnittstelle Wissenschaft aufgebaut werden und den
zwischen (Land-)Wirtschaft schnellen Transfer neuer Verfahren von der
und Wissenschaft Wissenschaft in die Wirtschaft ermöglichen.
aufgebaut werden. Darüber hinaus wird ein Kommunikationspro-
jekt initiiert, um das Thema Bioökonomie in
die Öffentlichkeit zu tragen und zu diskutieren.
Biotechnologie
BEVORZUGTE ORTE FÜR
BIOSYNTHESEGENE ENTDECKT
Manche Bakterien produzieren wertvolle Na- Gencluster“ aus dem Bakterium Serratia
turstoffe, wie beispielsweise Antibiotika oder marcescens, das für die Biosynthese des
Krebstherapeutika, jedoch oft nur in geringen roten Naturstoffs Prodigiosin verantwortlich
Mengen. In den natürlichen Produzenten lässt ist. Es wurde in das Genom von Pseudomonas
sich dieser Prozess nicht immer mit biotech- putida integriert. Anhand der roten Farbe
nologischen Mitteln optimieren. Forscher ar- konnten die Forscher diejenigen Bakterienzel-
beiten daher daran, die biochemische Produk- len identifizieren, bei denen der Einbau ins
tionskette in andere, im Labor gut handhab- Genom und das Umsetzen der genetischen In-
bare Bakterien zu verlagern. Ziel ist eine mög- formation in das Genprodukt („Expression“)
lichst hohe und stabile Produktion des ge- besonders erfolgreich waren. Es handelt sich
wünschten Stoffs. um Regionen im Genom, die mit dem RNA-
Stoffwechsel verknüpft sind. Diese genomi-
Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düs- schen Bereiche zeichnen sich durch eine be-
seldorf und des Forschungszentrums Jülich sonders starke Expression aus. Davon können
fanden im Erbgut des Bakteriums Pseudo offenbar auch die an dieser Stelle eingebau-
monas putida besonders geeignete Orte für ten fremden Gene profitieren. Die Ergebnisse
eine stabile Integration solcher Biosynthese- wurden im Fachjournal „Scientific Reports“
gene. Für ihre Suche nach geeignete Positio- veröffentlicht.
nen nutzten die Forscher ein „Reporter-
20 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG
Terrestrische Systemforschung
UNWETTER MIT WEITREICHENDER WIRKUNG
Extreme Wetterereignisse wie Gewitter oder MOSES (für „Modular Observation Solutions
starke Regenfälle dauern meist nur relativ for Earth Systems“) beteiligt. Sie nutzen ver-
kurze Zeit und sind regional begrenzt. Doch schiedene mobile und modular einsatzfähige
darauffolgende Überflutungen können Erd- Beobachtungssysteme, um die Auswirkungen
und Umweltsysteme langfristig beeinflussen. dynamischer Ereignisse, wie extremer Nie-
Schon ein einzelnes Starkregenereignis kann derschlags- und Abflussereignisse, auf die
schwerwiegende Folgen für ein ganzes Fluss- langfristige Entwicklung von Erd- und Um-
system haben – von Landveränderungen weltsystemen zu untersuchen.
durch Überflutung über Nährstoff- und
Schadstofftransporte bis hin zu Veränderun- Bei der ersten gemeinsamen Intensiv-Mess-
gen im Ökosystem. 2019 startete eine Initia- kampagne im Müglitztal in Sachsen ließen
tive der Helmholtz-Gemeinschaft, die solche Wissenschaftler des Jülicher Instituts für
Zusammenhänge genauer untersucht: begin- Energie- und Klimaforschung Ballonsonden
nend mit dem Niederschlag über das Versi- bis in 35 Kilometer Höhe steigen. Sie unter-
ckern im Boden und den Abfluss bis zum Ein- suchten den Spurengastransport durch das
trag ins Meer. Gewitter, um unter anderem zu ermitteln,
wie sich Gewitter langfristig auf das Klima
Insgesamt neun Forschungszentren der auswirken.
Helmholtz-Gemeinschaft sind an der Initiative
Die unterschiedlichen
mobilen Forschungs
geräte gemeinsam
auf den Prüfstand zu
stellen, ist ein wichti-
ges Ziel der MOSES-
Testkampagnen.
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 21FORSCHUNG
Digitale Modelle
FÜR EINE WETTER- UND KLIMARESILIENTE
LANDWIRTSCHAFT
Von alten Bauernregeln bis zu modernen Kli- anagements der aktuellen landwirtschaft
M
maprojektionen an Großrechnern – wie das lichen Produktion, wie Bewässerungs- und
Wetter wird, ist in der Landwirtschaft ein zen- Düngebedarfe sowie Aussaat- und Erntezeit-
trales Thema. Neben ohnehin vorhandenen punkte, durch stündliche, nahezu parzellen-
Wetterschwankungen wird der Klimawandel scharfe, flächendeckende Vorhersagen rele-
die Landwirtschaft in den kommenden Jahr- vanter Parameter für 10 bis 15 Tage. Neben
zehnten vor große Herausforderungen stellen.
Angesichts steigender Temperaturen, länger
anhaltender Hitzeperioden und veränderter
Verteilung von Niederschlägen benötigen
Landwirte und andere Akteure in der Agrar-
wirtschaft in Zukunft bessere Informatio-
nen – zu kurzfristigen Wetteränderungen,
Wetterextremen, Wasserressourcen und zum
regionalen Klimawandel – als Voraussetzung
für Anpassungsmaßnahmen. Diese Expertise
soll das im Frühling 2019 gestartete Wissens
transferprojekt ADAPTER („ADAPT tERrest-
rial systems“) liefern, in dem das Forschungs-
zentrum Jülich und das Helmholtz-Zentrum
Geesthacht – Zentrum für Material- und Küs-
tenforschung (HZG), gefördert von der Helm-
holtz-Gemeinschaft, zusammenarbeiten.
Ziel ist es, eine breitere Informationsbasis
für die Landwirtschaft zu schaffen, und so
besser fundierte Entscheidungen hin zu
einer nachhaltigeren, wetter- und klimare
silienteren Landwirtschaft zu ermöglichen.
Ein Schwerpunkt ist die Optimierung des
Laut Weltklimarat ist die Zahl der
Dürren infolge des Klimawandels
global angestiegen.
22 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG den üblichen Wettervorhersagen sind vor al- Es sollen interaktive Werkzeuge entwickelt lem Größen des Wasserhaushalts wie Boden- werden, die Ergebnisse aus der Wissen- feuchte, Grundwasserneubildung, pflanzen- schaft – etwa regionale Klimaprojektionen – verfügbares Wasser aus täglichen Simulatio- mit dem Praxiswissen vor Ort verbinden und nen verfügbar. Zugleich erhalten die Nutzer im die die Entwicklung geeigneter Handlungsop- Rahmen eines Citizen-Science-Ansatzes Bo- tionen und Anpassungsstrategien fördern. denfeuchtesensoren, deren Daten in die Prog- nosen einfließen und diese präziser machen. Xxxxxxxxx FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 23
FORSCHUNG
MIT FORSCHUNG DEN WANDEL GESTALTEN
Das Rheinische Revier ist eine Region im Um- soll damit zu einem Vorbild für neues Wirt-
bruch – weg von der klimaschädlichen Braun- schaften werden. Gefördert aus dem Sofort-
kohlenutzung, hin zu nachhaltigen Wert- programm der Bundesregierung für den
schöpfungsketten. Das Forschungszentrum Strukturwandel und gemeinsam mit regiona-
Jülich gestaltet den Strukturwandel aktiv len Partnern aus Unternehmen, Wissen-
mit. Mit wissenschaftlicher Exzellenz trägt es schaft und Zivilgesellschaft werden Vorha-
dazu bei, Innovationen und marktreife Pro- ben in der Informationstechnologie, der
dukte zu entwickeln, neue Kooperationspart- Energietechnik und der Bioökonomie ent
ner in die Region zu ziehen und Arbeitsplätze wickelt und umgesetzt.
zu schaffen. Das ehemalige Braunkohlerevier
BIOÖKONOMIEREVIER – NACHHALTIGE
KREISLAUFWIRTSCHAFT
Das Rheinische Revier soll von einer besonders stark
von fossilen Rohstoffen abhängigen Region zu einem
25
Vorbild für biobasierte Wertschöpfung werden, zur
Modellregion BioökonomieREVIER Rheinland. Das For-
schungszentrum Jülich versteht sich als Vorreiter etwa
bei der Erforschung nachhaltig erzeugter Lebensmittel,
nachwachsender Rohstoffe und anderer biobasierter
Produkte. 15 Innovationslabore an der Schnittstelle Millionen Euro
z wischen (Land-) Wirtschaft und Wissenschaft sollen BMBF-Fördermittel
den schnellen Transfer neuer Verfahren von der Wis-
senschaft in die Wirtschaft ermöglichen. So soll es ge-
lingen, regionale Stoffkreisläufe im Sinne einer nach
haltigen Kreislaufwirtschaft zu schließen und durch
intelligente Verzahnung von Wirtschaft und Forschung
neue Geschäftsmodelle in der Region zu etablieren.
24 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG
INEW – WERTSCHÖPFUNG AUS TREIBHAUSGAS
CO2-Emissionen in Industrieprozessen zu reduzieren
und das Treibhausgas als Rohstoff zu nutzen – darum
20
geht es im von Jülich aus koordinierten „Inkubator für
Nachhaltige Elektrochemische Wertschöpfung“ (iNEW).
Mithilfe regenerativ erzeugten Stroms wird CO2 in der
Co-Elektrolyse zum Grundstoff für die Chemieindustrie.
iNEW ist eine offene Innovationsplattform, die Entwick-
ler und Anwender der Technologien zusammenbringt Millionen Euro
und einen beschleunigten Transfer in die Praxis ermögli- BMBF-Fördermittel
chen soll. Sie bietet die Möglichkeit, neue Technologien
frühzeitig unter Betriebsbedingungen zu testen. Dabei
werden von Beginn an regionale Firmen und Industrie
unternehmen eingebunden. So arbeiten neben der
RWTH Aachen unter anderem die Unternehmen Coves-
tro Deutschland AG sowie die RWE Power AG an dem
Projekt mit.
NEUROTEC – DAS GEHIRN ALS VORBILD
Mehr Leistung als jeder Computer beim Energiever-
brauch einer Glühbirne – damit ist das Gehirn unschlag-
13
bares Vorbild für „neuromorphe Computer“. Deren Ent-
wicklung orientiert sich an der Funktionsweise des
menschlichen Gehirns. Im Projekt „Neuro-inspirierte
Technologien der künstlichen Intelligenz für die Elektro-
nik der Zukunft“ (NEUROTEC) geht es darum, diese Er-
kenntnisse in neuartige Hardware umzusetzen und kon- Millionen Euro
krete Anwendungen der Künstlichen Intelligenz zu BMBF-Fördermittel
ermöglichen. Jülicher Forscher entwickeln dafür ge-
meinsam mit der RWTH Aachen und regionalen Unter-
nehmen neue Materialien und elektronische Bauele-
mente. Ziel ist die Attraktivitätssteigerung des
Rheinischen Reviers als Wirtschaftsstandort. Langfristig
soll dessen Sichtbarkeit auf dem Gebiet der neuromor-
phen Technologien durch internationale Vernetzung
weiter ausgebaut werden.
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 25FORSCHUNG
INSTITUTE UND INSTITUTSBEREICHE
1 Ernst Ruska-Centrum für Mikroskopie 4 Institut für Biologische
und Spektroskopie mit Elektronen Informationsprozesse
• Physik Nanoskaliger Systeme • Molekular- und Zellphysiologie
• Materialwissenschaft und • Mechanobiology
Werkstofftechnik • Bioelektronik
• Strukturbiologie • Biomakromolekulare Systeme
• Koordination und technische und Prozesse
Infrastruktur • Theoretische Physik der Lebenden
Materie
• Zelluläre Strukturbiologie
2 Institute for Advanced Simulation
• Strukturbiochemie
• Jülich Supercomputing Centre
• Neutronenstreuung und biologische
• Quanten-Theorie der Materialien
Materie
• Theorie der Weichen Materie
• Technische und Administrative
und Biophysik
Infrastruktur
• Theoretische Nanoelektronik
• Theorie der starken Wechselwirkung
• Computational Biomedicine 5 Institut für Energie- und Klimaforschung
• Theoretical Neuroscience • Werkstoffsynthese und
• Zivile Sicherheitsforschung Herstellungsverfahren
• Datenanalytik und Maschinenlernen • Werkstoffstruktur und -eigenschaften
• Techno-ökonomische Systemanalyse
• Plasmaphysik
3 Institut für Bio- und Geowissenschaften
• Photovoltaik
• Biotechnologie • Nuclear Waste Management and
• Pflanzenwissenschaften Reactor Safety
• Agrosphäre • Stratosphäre
• Bioinformatik • Troposphäre
• Grundlagen der Elektrochemie
• Modellierung von Energiesystemen
• Systemforschung und Technologische
Entwicklung
• Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg
für Erneuerbare Energien
• Helmholtz-Institut Münster
26 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG
• Modellierung und Simulation von
8 Jülich Centre for Neutron Science
Werkstoffen in der Energietechnik
• Neutronenstreuung und
• Elektrochemische Verfahrenstechnik
biologische Materie
• Quantenmaterialien und kollektive
6 Institut für Kernphysik Phänomene
• Experimentelle Hadronenstruktur • Neutronenanalytik für die
• Experimentelle Hadronendynamik Energieforschung
• Theorie der starken Wechselwirkung • Neutronenmethoden
• Kernphysikalische Großgeräte • Technische und administrative
Infrastruktur
7 Institut für Neurowissenschaften
und Medizin 9 Peter Grünberg Institut
• Strukturelle und funktionelle • Quanten-Theorie der Materialien
Organisation des Gehirns • Theoretische Nanoelektronik
• Molekulare Organisation des Gehirns • Quantum Nanoscience
• Kognitive Neurowissenschaften • Quantenmaterialien und kollektive
• Physik der Medizinischen Bildgebung Phänomene
• Nuklearchemie • Mikrostrukturforschung
• Computational and Systems • Elektronische Eigenschaften
Neuroscience • Elektronische Materialien
• Gehirn und Verhalten • Quantum Control
• Ethik in den Neurowissenschaften • Halbleiter-Nanoelektronik
• Computational Biomedicine • JARA-Institut Energy-efficient
• JARA-Institut Brain structure-function information technology
relationships • JARA-Institut Quanten Information
• JARA-Institut Molecular neuroscience • Technische und administrative
and neuroimaging Infrastruktur
• Quantum Computing Analytics
10 Zentralinstitut für Engineering,
Elektronik und Analytik
• Engineering und Technologie
• Systeme der Elektronik
• Analytik
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 27FORSCHUNG
FORSCHUNGSINFRASTRUKTUREN
Wissenschaftlern stehen am Forschungszen- In ACTRIS-D arbeiten nahezu alle bedeutenden
trum Jülich umfangreiche hochspezialisierte Akteure der deutschen Atmosphärenfor-
Forschungsinfrastrukturen zur Verfügung. schung zusammen. Das Forschungszentrum
Einrichtungen wie die Helmholtz Nano Facility Jülich ist mit dem Institut für Energie- und
(HNF), das Ernst Ruska-Centrum für Mikrosko- Klimaforschung, Troposphäre (IEK-8) daran
pie und Spektroskopie mit Elektronen (ER-C) beteiligt.
oder das Jülich Centre for Neutron Science
(JCNS) ergänzen einander und stehen als In
frastrukturen von Weltklasse auch externen
Forschern zur Verfügung.
FORSCHUNGSINSTRUMENTE
UND -ANLAGEN
In enger Zusammenarbeit mit Partnern aus
Wissenschaft und Wirtschaft werden Metho- • Ernst Ruska-Centrum (ER-C)
den und Instrumente als Nutzereinrichtungen • Jülich Synchrotron Radiation Laboratory
entwickelt, aufgebaut und betrieben. (JSRL)
• Jülich Supercomputing Centre (JSC)
16
• Jülich Centre for Neutron Science (JCNS)
• Helmholtz Nano Facility (HNF)
• Jülicher Multi-Methoden-Plattform
• ESS-Kompetenzzentrum
• Imaging Core Facility (ICF)
große Forschungsinstrumente • JuStruct: Jülich Centre for Structural
und -anlagen stellt das Biology
Forschungszentrum auch
externen Wissenschaftlern • Teilchenbeschleuniger COSY
zur Verfügung. • SAPHIR und SAPHIR-PLUS
• Jülicher Technologieplattform für die
Pflanzenphänotypisierung (JTPP)
Das Ernst Ruska-Centrum 2.0 gehört zu den • Biomolekulares NMR-Zentrum
großen Infrastrukturprojekten, die in der vom • Membranzentrum
Bundesministerium für Bildung und Forschung • Helmholtz Energy Materials
2019 vorgelegten Nationalen Roadmap für For- Characterization Platform (HEMCP)
schungsinfrastrukturen strategisch und for- • ENVRI-FAIR
schungspolitisch priorisiert werden. Ebenfalls • Helmholtz Quantum Center
in die Nationale Roadmap aufgenommen
wurde der deutsche Beitrag der Europäischen
Forschungsinfrastruktur für Aerosol, Wolken
und Spurengase (ACTRIS-D).
28 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG
ERNST RUSKA-CENTRUM (ER-C)
Das Ernst Ruska-Centrum (ER-C) ist ein Kom- beherbergt einige der weltweit modernsten
petenzzentrum für atomar auflösende Elek Elektronenmikroskope und Werkzeuge für die
tronenmikroskopie und -spektroskopie auf in- Charakterisierung auf Nanoebene.
ternational höchstem Niveau. Das ER-C
89
Vergebene Messzeit in Tagen 2019
an den elektronenmikroskopischen Instrumenten des ER-C
Tage
Forschungszentrum Jülich 874
individuelle
RWTH Aachen 249 Nutzerprojekte
Externe Nutzer 544 im Jahr 2019
Service und Wartung 733
Summe 2.400
JÜLICH SYNCHROTRON RADIATION LABORATORY (JSRL)
Das Jülich Synchrotron Radiation Laboratory verschiedenen Synchrotronstrahlungsquellen.
(JSRL) bietet Zugang zu fortschrittlichen pho- Es stellt den Rahmen und das Fachwissen für
tonenbasierten Spektroskopie- und Mikrosko- die Entwicklung von neuen Beamlines und ex-
pietechniken. Zu diesem Zweck betreibt das perimentellen Konzepten zur Verfügung und ist
JSRL dedizierte Instrumente und Beamlines an Partner für Synchrotronlabore weltweit.
JSRL als Photonenplattform
Nutzung 2019
Instrumentierungen Eigenforschung externe Gruppen
BESSY (Berlin) 100 % –
Elettra (Trieste) 1)
33 % 67 %
PETRA-3 (Hamburg) 80 % 20 %
1) über Proposalsystem, d. h. >50 % externe Nutzer
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 29FORSCHUNG
JÜLICH SUPERCOMPUTING CENTRE (JSC)
Das Jülich Supercomputing Centre (JSC) entspricht 70 Billiarden Rechenoperationen
stellt Wissenschaftlern am Forschungszen pro Sekunde oder der Leistung von über
trum Jülich, an Universitäten und Forschungs- 300.000 modernen PCs.
einrichtungen in Deutschland und in Europa
sowie der Industrie Rechenkapazität der
höchsten Leistungsklasse zur Verfügung und
unterstützt sie bei ihrer Anwendung. Rund
Mit dem Start eines Booster-Moduls im Jahr
2020 wird die Rechenleistung von JUWELS
von 12 auf über 70 Petaflops erhöht. Dies 200
Publikationen in Peer-Review-
Zeitschriften aus den auf den HPC-Systemen
am JSC laufenden Projekten
Relative Zahlen nach Nutzern
in Prozent, 2019
30 John von 70 Forschungs
Neumann zentrum Jülich
Institute for
Computing
JURECA
national Basis sind die GCS-Bewilligungszeiträume
11/2018–10/2019 und 5/2019–4/2020,
Anteile sind über das JURECA-Cluster-
und JURECA-Booster-Modul gemittelt
20 Earth 80 Gauss Centre for
System Supercomputing und
Modelling JUWELS Partnership for
Advanced Computing
in Europe Tier-0
Basis sind die GCS-Bewilligungszeiträume
11/2018–10/2019 und 5/2019–4/2020
30 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenFORSCHUNG
JÜLICH CENTRE FOR NEUTRON SCIENCE (JCNS)
Das Jülich Centre for Neutron Science (JCNS) nitz Zentrum (MLZ) in Garching, dem Hoch-
betreibt Instrumente für die Forschung mit flussreaktor des ILL in Grenoble und der ers-
Neutronen an Spitzenquellen in Deutschland, ten MW-Spallationsquelle SNS in Oak Ridge,
Europa und weltweit: am Heinz Maier-Leib- USA.
Vom JCNS vergebene Strahlzeit
Tage, gerundet, 2019
1 Ausbildungs-
aktivitäten 279 durch Review-
Verfahren vergeben,
davon:
28 Instandhaltung/
Entwicklung
Gesamt 178 Nutzer aus
394
Deutschland
86 Interne Nutzer
43 Nutzer
aus der EU
57 Nutzer aus
der restlichen Welt
HELMHOLTZ NANO FACILITY (HNF)
Die Helmholtz Nano Facility (HNF) ist eine in Produktion, Synthese, Charakterisierung
Reinraumfacility mit 1.000 Quadratmeter und Integration von Strukturen, Geräten und
Reinraum der Klassen ISO 1-3. Sie bietet Zu- Schaltungen im Nanobereich.
gang zu Fachwissen und liefert Ressourcen
HNF in Zahlen Service- und Dienstleistungssektor
Stichtag: 31.12.2019 Stichtag: 31.12.2019
Nutzer intern 203 Dienstleistungsaufträge 7.000
Nutzer extern 47
Gesamte Nutzungszeit 39.628
aller Geräte in Stunden
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 31Prof. Nicolas Brüggemann vom Institut für Bio- und Geo wissenschaften will extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen besser verstehen. Er und sein Team untersuchen deren Auswirkungen zum Beispiel auf die Emission von Wasser- dampf und Treibhausgasen. 32 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten
MEN
SCH
EN Forschung für eine Gesellschaft im
Wandel: Mit dieser Mission arbeiten
im Forschungszentrum Jülich mehr
als 6.000 Menschen Hand in Hand.
Das Forschungszentrum will ein
Magnet sein für herausragende
Seite
Wissenschaffende, für talentierten
34– 47 Nachwuchs und für professionelle
Unterstützende der Forschung in
Administration und Infrastruktur.
Offen, verantwortungsbewusst und
mit Weitblick ist unser Campus ein
guter Ort für den inspirierenden
Austausch zwischen Menschen
aus der ganzen Welt.
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 33MENSCHEN
JUELICH_HORIZONS:
DEN NACHWUCHS FÖRDERN
Wir wollen junge Menschen für die Wissen- wir Einstiegsmöglichkeiten und Förderpro-
schaft begeistern. Unser Ziel ist es, in allen gramme für junge Talente. Von Angeboten des
Bildungs-, Ausbildungs- und Karrierestufen Schülerlabors JuLab über zukunftsweisende
Exzellenz zu fördern und im internationalen Ausbildungsberufe und duale Studiengänge
Wettbewerb die besten Köpfe zu gewinnen. bis hin zu individuellen Förderprogrammen für
Unter dem Dach von juelich_horizons bieten den wissenschaftlichen Nachwuchs.
INTERESSE WECKEN BEI KINDERN UND JUGENDLICHEN
Mehr als 3.400 Schülerinnen und Schüler der findungspraktika teil. Damit waren es seit der
Jahrgangsstufen 4 bis 13 kamen 2019 mit ih- Gründung des JuLab 2005 rund 58.000 Schü-
ren Klassen und Kursen ins Schülerlabor Ju- lerinnen und Schüler, die auf dem Jülicher
Lab, um hier zu experimentieren. Weitere 230 Campus erlebten, wie spannend Forschung
Jungen und Mädchen nahmen an Forscher- sein kann.
wochen, Wissenschafts-, Labor- und Berufs-
Etwa 320 Lehrkräfte, Erzieher und Erzieherin-
nen sowie Eltern besuchten 2019 Fortbildun-
gen im JuLab. Dazu gehörte das im Septem-
ber 2019 erstmalig durchgeführte innovative
Format „Fokus Forschung“ zum Thema Ge-
hirnforschung, das mit dem Zentrum für
schulpraktische Lehrerausbildung in Jülich
entwickelt wurde. 35 angehende Lehrkräfte
setzten sich einen Tag lang mit Aspekten der
Am Tag der Neugier im Juli 2019 konnten die Hirnforschung und damit verbundenen ethi-
jüngsten Besucher viel entdecken. schen Fragen auseinander.
BERUFLICHE ORIENTIERUNG
Unter dem Motto „Talente erkennen, Wei- Jülicher Konzept für Berufsfindungspraktika
chenstellungen begleiten“ bietet das For- „JuBOP“ eröffnet flexible, frühzeitige und
schungszentrum vielfältige Möglichkeiten der strukturierte Orientierungsangebote unter-
Berufsorientierung. Ein besonderes Anliegen schiedlicher Dauer für Schülerinnen und Schü-
ist es dabei, die Chancengleichheit von Jun- ler der Jahrgangsstufen 8 bis 13.
gen und Mädchen zu fördern. Das neue
34 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenMENSCHEN
BERUFSAUSBILDUNG UND DUALES STUDIUM
In der Ausbildung von jungen Fachkräften ist Ausbildungsplätze
das Forschungszentrum ein erfolgreicher und Neueinstellungen 2019
in der Region gut vernetzter Partner. Seit sei-
ner Gründung haben hier weit über 5.000 junge Beruf Ge- davon mit
samt Studium
Menschen ihre Ausbildung absolviert. Damit
sichert das Forschungszentrum zugleich sei-
Laborantenberufe 27 5
nen Bedarf an qualifizierten Fachkräften.
Elektroberufe 7 –
Aktuell gibt es rund 310 Auszubildende in Metallbearbeitende Berufe 12 1
über 20 verschiedenen Berufen. 90 Auszubil- Techn. Produktdesigner – –
dende machten 2019 ihren Abschluss, oft mit
Kaufmännische Berufe 13 1
überdurchschnittlichem Erfolg: 21 mit „sehr
gut“, 43 mit „gut“. Volker Lauterbach, Florian Math.-techn. Software- 29 29
entwickler
Mispelbaum, Natalie Schmitz und Daniel Todt
gehörten zu den Landesbesten, die im Novem Sonstige 10 –
ber 2019 in Hagen ausgezeichnet wurden. Summe 98 36
Etwa ein Drittel der Jülicher Auszubildenden
verfolgt ein duales Studium. Dabei ist die Aachen duale Studiengänge in den Bereichen
praktische Ausbildung am Forschungszen Wissenschaftliches Programmieren, Ange-
trum mit einem Hochschulstudium, das zum wandte Chemie, Physikingenieurwesen, Ma-
Bachelorabschluss führt, kombiniert. Derzeit schinenbau, Elektrotechnik und Betriebswirt-
werden gemeinsam mit der Fachhochschule schaft angeboten.
65 Auszubildende des Forschungszentrums Jülich konnten Ende August mit bestandenem Abschluss
feierlich verabschiedet werden.
FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und Fakten 35MENSCHEN
Teilnehmende und Organisatoren der 50. IFF-Ferienschule
STUDIUM UND PROMOTION
Das Forschungszentrum bietet Studierenden aus Kanada und den USA durch das Pro-
die Möglichkeit, frühzeitig an interessanten gramm des Deutschen Akademischen Aus-
Forschungsprojekten mitzuarbeiten. Sie wer- tauschdienstes DAAD-RISE gefördert. Das
den beispielweise im Rahmen von Praktika Stipendienprogramm des China Scholarship
oder auch längerfristig im praktischen Teil der Council (CSC) förderte 20 neue Doktoranden.
Abschlussarbeiten betreut. Ferienschulen, wie die IFF Spring School für
Festkörperforschung, die 2019 mit mehr als
Internationale Studierende erhalten über För- 200 Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus
derprogramme die Gelegenheit, in Jülich zu 24 Ländern zum 50. Mal stattfand, sind inter-
arbeiten. So wurden 2019 acht Stipendiaten national nachgefragt.
DOKTORANDENPLATTFORM JUDOCS
Im Jahr 2019 arbeiteten auf das ganze Jahr ded“ für die gezielte Ansprache international
gesehen 1.062 junge Wissenschaftler und Promovierender erleichtert die D oktoranden-
Wissenschaftlerinnen im Rahmen ihrer Pro- plattform JuDocs den Einstieg. JuDocs bietet
motion eigenständig an einem Forschungs- zudem für alle Promovierenden fachübergrei-
thema. Davon waren rund 36 Prozent Frauen, fende englischsprachige Trainings. Einige
45 Prozent kamen aus dem Ausland. Unter- Kurse sind obligatorisch, wie zum Beispiel
stützung erhielten sie durch die wissen- „Good Scientific Practice“, weitere wie „Team
schaftlichen Betreuer und Betreuerinnen in Communication“ oder „Preparing for Defence“
Jülich sowie die Doktorväter und -mütter, ins- können zusätzlich belegt werden. Ab 2020
gesamt rund 460 Personen. Mit Einführungs- wird für fortgeschrittene Promovierende und
veranstaltungen wie „JuDocs Introduction“ Early Postdocs ein Zertifikatskurs „Innovation
mit 190 Teilnehmenden 2019, oder „Just Lan- & Entrepreneurship“ angeboten.
36 FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH Daten und FaktenSie können auch lesen
