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Die Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) an der OTH Regensburg ist eine forschungsnahe Hochschuleinrichtung innerhalb der Fakultät für Elektro- und Informationstechnik mit ca. 30 Mitarbeitern. FENES befasst sich auf wissenschaftlicher Grundlage mit energietechnischen, energiewirtschaftlichen und energiepolitischen Fragestellungen im Bereich verschiedener Energiespeicher sowie Strom- und Energieversorgungsnetzen aller Spannungsebenen. Die Kernkompetenzen liegen bei der chemischen Energiespeicherung (Power-to-Gas, Power-to-Liquid, Power-to-Chemicals, Power-to-X), der energiewirtschaftlichen Systemanalyse und Transformationsforschung. Im Fokus bisheriger energiewirtschaftlicher und techno-ökonomischer Analysen und Bewertungen stehen die Systemintegration erneuerbarer Energien anhand eigener Modelle, sowie die Wirtschaftlichkeit von Energiespeichern. FENES beschäftigt sich intensiv mit den Fragen der Systemintegration von Power-to-X, der Wirtschaftlichkeit und aber auch mit den elektrochemischen Grundlagen der Energiewandlungsprozesse. Ergänzt wird das „Know-how“ des FENES durch das umfassende Wissen von Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Rabl (Leiter der Labore Entwicklungsanwendungen sowie Verbrennungsmotoren und Abgasnachbehandlung) über Verbrennungstechnik und von Prof. Dr.-Ing. Belal Dawoud (Leiter der Labore Heizungs- und Klimatechnik sowie Sorptionsprozesse) über thermodynamische Systeme und Energieeffizienz und deren Mitarbeiter.

Rolle im Projekt

FENES ist im Rahmen von QUARREE100 primär an den Arbeitsbereichen „Datenerhebung und Energiekonzepterstellung“ (AB1), „Infrastrukturen und Systeme“ (AB3) und „Speicher- und Konversionstechnologien für Quartiere“ (AB4) beteiligt.

Das deutsche Energiesystem wird inklusive aller vier Energiesektoren unter Einhaltung des Klimaschutzplanes 2050 modelliert. Gleichzeitig wird ein Simulationsmodell für Quartiere aufgebaut, das als Modellierungs- und Planungswerkzeug für Quartiere auf Basis erneuerbarer Energien, Energiespeicher, steuerbare Verbraucher sowie Sektorenkopplung dient und bestehende Tools erweitert. Beide Simulationsmodelle zusammen sollen die Möglichkeiten eines flächendeckenden Einsatzes von Quartieren als systemdienliche Flexibilitätsoption im deutschen Energiesystem zeigen. Der Einsatz verschiedenster Energiespeicher auf Quartiersebene und in der Nahwärmeversorgung wird ebenfalls untersucht.

In AB 4 wird ein neuartiges Speichersystem, bestehend aus einem Elektrolyseur, einem thermochemischen Energiespeicher und einem angepassten Verbrennungsmotor, weiterentwickelt, simuliert und evaluiert. Die einzelnen Systemkomponenten werden modelliert und hinsichtlich Sicherheit sowie technischer, ökologischer und ökonomischer Eigenschaften bewertet. Das Speicherkonzept wird letztendlich als Technikumsanlage realisiert und experimentell untersucht. Darüber erfolgt eine Validierung des Simulationsmodells sowie eine Prüfung des über das HAZOP-Verfahren entwickelten Sicherheitskonzeptes.

Im Projekt wird die Integration von Quartieren als Bestandteil des Strommarktes untersucht. Dazu werden die Auswirkungen von Quartieren als sektorenübergreifende Flexibilitätsoption auf das deutsche Energiesystem sowie die Rolle in der Energiewende analysiert und simuliert.
Das deutsche Energiesystem wird inklusive aller vier Energiesektoren modelliert. Gleichzeitig wird ein Simulationsmodell für Quartiere aufgebaut, das als Modellierungs- und Planungswerkzeug für Quartiere auf Basis erneuerbarer Energien, Energiespeicher, steuerbare Verbraucher sowie Sektorenkopplung dient und bestehende Tools erweitert. 

Ziel ist hier die Beschreibung der Auswirkungen zellularer und teilautonomer Quartiere auf größere Versorgungsstrukturen, insbesondere die vorgelagerten Netze und welche Rolle dabei Energiespeicher einnehmen. Dabei verfolgt die OTH Regensburg das Ziel, der Entwicklung, Analyse und Optimierung eines neuartigen thermochemischen Fe/FeOx-Speichers sowie dessen sicherheitstechnische Bewertung und simulatorische Einbindung auf Quartiersebene.

Dazu soll eine vergleichende Einordnung und Bewertung der Hochfrequenzelektrolyse zu gängigen Elektrolyseverfahren (z.B. AEL, PEM) sowie zu anderen Konkurrenztechnologien durchgeführt werden. Weiterhin wird das Potenzial für den Technologieeinsatz auf Quartiersebene abgeschätzt.

Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner arbeitet als Professor für Energiespeicher und Erneuerbare Energiesysteme an der Ostbayerischen Technischen Hochschule (OTH) Regensburg. Er lehrt die Themengebiete Energiespeicher, Energiewirtschaft und Solarenergie und leitet die Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) mit 30 Angestellten. Davor war er Leiter der Forschungsgruppe Energiewirtschaft und Systemanalyse am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik. Während dieser Zeit entwickelte er zusammen mit Kollegen die neue Speichertechnologie Power-to-Gas. Bis zum heutigen Zeitpunkt haben verschiedene Unternehmen das Konzept angenommen und Demonstrationsanlagen im MW-Bereich gebaut. Michael Sterner leitete verschiedene EU Projekte und hat seinen Fokus vor allem auf der Energiespeicherung.

Prof. Dr.-Ing. Belal Dawoud arbeitet als Professor für Thermodynamik, Wärmeübertragung und thermo-chemische Umwandlungsprozesse an der OTH Regensburg. Er leitet die Labore Heizungs- und Klimatechnik sowie Sorptionsprozesse. Vor dieser Tätigkeit war er u.a. Leiter der Abteilung „Forschung und Entwicklung; Thermisch betriebene Sorptionswärmepumpen“ bei der Viessmann Werke Allendorf GmbH und Leiter des Forschungs- und Entwicklungsbereiches „Thermische Anwendung der Solar- und Sorptionstechnologien“ am Lehrstuhl für Technische Thermodynamik der RWTH Aachen. Er hat 41 Patente und veröffentlichte mehr als 60 Fachbeiträge in renommierten Fachzeitschriften und Konferenzen. Belal Dawoud hat mehrere vom BMWI geförderte FuE-Projekte zur Entwicklung von gasbetriebenen Sorptionswärmepumpen erfolgreich geführt.

Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Rabl arbeitet als Professor für Verbrennungsmotoren und Fahrzeugtechnik an der OTH Regensburg. Er leitet die Labore Verbrennungsmotoren und Abgasnachbehandlung sowie Entwicklungsanwendungen. Vor seiner Professur an der OTH Regensburg war er bereits bei der Siemens AG im Bereich Funktions- und Systemintegration Motorsteuerung und Abgasnachbehandlung und am Lehrstuhl für Energie- und Umwelttechnik an der TU München-Weihenstephan tätig.

Bernd Gamisch hat an der OTH Regensburg den Bachelor „Maschinenbau“ und anschließend den Master „Applied Research in Engineering Science“ mit Fokus auf der multiphysikalischen Simulation eines Angiographie-Systems absolviert. Er ist an der OTH als wissenschaftlicher Mitarbeiter angestellt und beschäftigt sich hierbei mit der Simulation und Auslegung eines thermo-chemischen Energiespeichersystems.

Michael Heberl hat an der OTH Regensburg den Bachelor „Erneuerbare Energien und Energieeffizienz“ und Master „Applied Research in Engineering Science“ mit dem Kernthema Energiespeichertechnologien absolviert. Bereits während seines Bachelorstudiums und insbesondere der Bachelorarbeit lag sein Fokus im Bereich der Wasserelektrolyse und der Synthese neuartiger Katalysatoren für die Wasserspaltung. Im Rahmen seines Masterstudiums und der parallelen Anstellung an der FENES verlagerte sich der Forschungsschwerpunkt zu elektrochemischen Speichertechnologien und der Herstellung von erneuerbarem Synthesegas. Michael Heberl ist an der FENES als wissenschaftlicher Mitarbeiter angestellt und beschäftigt sich dort mit neuartigen Speichertechnologien und der Dekarbonisierung verschiedener Industrieprozesse.