VDI-Fachbereich Betriebliches Sicherheitsmanagement

Im Bereich der

Energiespeicher wurde in den letzten Jahren sehr viel Entwicklungsarbeit

geleistet, was sich in einer Vielzahl an verfügbaren Technologien auf dem Markt

und einer ebenso großen Vielzahl an Technologien in der Entwicklung

widerspiegelt. Die Förderprogramme der Bundesministerien unterstreichen die

Relevanz von Energiespeichern in der Diskussion über den Umbau des

Energieversorgungssystems. 

Der Fachausschuss „Energiespeicher“ begleitet die

Entwicklung der Nutzung von Energiespeichern. Als neutrales Fachgremium

informiert er die interessierte Öffentlichkeit und Politik sachlich in Bezug

auf Bedarf, Stand der Technik, Entwicklungsperspektiven, Eignung und Akzeptanz

von Energiespeichern sowie Anwendungsgebiete von Energiespeichern. Das Gremium

behandelt neben technischen, ökonomischen und ökologischen auch

energiewirtschaftliche, industrie- und wirtschaftspolitische sowie soziale

Aspekte der Nutzung von Energiespeichern in Deutschland, Europa und

perspektivisch weltweit. 

Während in der ersten

Phase nach Gründung des Ausschusses (2016-2018) die Analyse der verschiedenen

Energiespeichertechnologien im Vordergrund stand und der VDI-Statusreport

Energiespeicher erarbeitet wurde, steht für die zweite Phase des Ausschusses

(11/2018-10/2021) zuerst einmal die Rolle von Energiespeichern im Fokus.  Hierzu wird in den Jahren 2019/2020 der

ökonomische, ökologische und systemische Wert von Energiespeichern in

verschiedenen Anwendungen untersucht. Schwerpunkte sind hier Deutschland und

ausgewählte Anwendungen in Exportländern. Die Untersuchungen sollen sowohl der

Bewertung von Energiespeichern und Anwendungen dienen, als auch Hemmnisse

aufzeigen, die vor allem ökonomischer, technischer oder rechtlicher Natur sein

können. Kürzlich sind auch umfangreiche Aktivitäten im Kontext Power2X aufgenommen worden.

Der

Fachausschuss Kraftwerkstechnik im Fachbereich „Energietechnik“ setzt sich für

eine wirtschaftliche, umweltverträgliche und sichere Energieversorgung mit

thermischen Kraftwerken ein.

Fossil befeuerten Kraftwerken kommt eine besondere

Bedeutung zu. Sie können mit Unterstützung von  KWK-, Wasserkraftanlagen und

Biomassekraftwerken, Speichertechnologien sowie Lastmanagementsystemen die

fluktuierende Einspeisung von Wind- und Sonnenenergie ausgleichen und das

erforderliche Leistungsgleichgewicht von Angebot und Nachfrage jederzeit

sicherstellen. Trotz abnehmendem Anteil der fossil befeuerten Kraftwerke an der

Gesamtstrombereitstellung ist dieser Lastausgleich nicht vollständig ohne diese

Kraftwerke zu leisten.  Dezentrale Energieanlagen wie BHKW können einen Teil

des Lastausgleichs übernehmen. Wie hoch ihr Anteil dabei sein wird, hängt

sowohl von den energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen als auch vom

umfassenden Ausbau der Strom- und Wärmenetze ab. 

Ziel des VDI-Fachausschusses ist es, die Nutzung der

Mikro-KWK-Anlagen zu fördern und so eine umweltverträgliche und

ressourcenschonende Energieversorgung zu ermöglichen. Dabei steht die neutrale,

technisch-wissenschaftliche Information der Öffentlichkeit über den Einsatz von

Mikro-KWK-Anlagen im Vordergrund. Der Fachausschuss unterstützt die

Entwicklung, Demonstration, Markteinführung und kommerzielle Anwendung der

Mikro-KWK-Technologie.

Der Fachausschuss "Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen

(Mikro-KWK) setzt sich mit allen Mikro-KWK-Technologien, von der Entwicklung,

Demonstration bis hin zur Anwendung und optimierten Betriebsweise auseinander.

Mikro-KWK-Anlagen sind Anlagen, die mit Stirlingmotoren, Brennstoffzellen,

Dampfmotoren oder Verbrennungsmotoren gleichzeitig Elektrizität und Wärme bei

einer Brennstoffleistung bis zu 70 kW in Anlehnung an die Gasgeräterichtlinie

erzeugen.

Der Fachausschuss engagiert sich auf den Gebieten

Aufbau und Wirkungsweise der Anlagen und ihrer Komponenten,

Umweltschutzaspekte, Klimarelevanz,Wirtschaftlichkeit und Effizienz,

Einsatzbereiche und Anwendungsbeispiele mit Betriebsanforderungen und

-erfahrungen,  energiepolitische und

-wirtschaftliche Rahmenbedingungen, Integration in vorhandene

Energieversorgungsstrukturen sowie der Unterstützung von F&E-Maßnahmen.

Der Fachausschuss Thermodynamik bereitet das

Thermodynamik-Kolloquium vor und gestaltet die Fachtagung "Fortschrittliche

Energiewandlung und -anwendung".

Er ist zudem aktiv bei der Mitgestaltung von

VDI-Richtlinien sowie in der internationalen Wasserdampfforschung (IAPWS) tätig.

Nicht nur Gebäude, sondern auch technische Anlagen müssen

mit ausreichenden Wärme-  oder Kältedämmungen ausgestattet sein. Die Dämmung

von betriebstechnischen Anlagen in der Industrie und in der Technischen

Gebäudeausrüstung leistet einen wichtigen Beitrag zur Senkung des

Energieverbrauchs und zur Minderung von Treibhausgasemissionen.

Die Richtlinienreihe VDI 2055 unterstützt die Planung

durch Berechnungsunterlagen zur Auslegung von Dämmungen, gibt Hinweise zum

Nachweis der zugesicherten Eigenschaften von Dämmstoffen und Dämmsystemen.

Wasserstoff und Brennstoffzellen bilden einen Energiepfad,

der in zukünftigen Energiesystemen eine wichtige Rolle spielen wird. Die

wichtigsten Vorteile der Brennstoffzellentechnik sind die hohen Wirkungsgrade

der Stromerzeugung (auch bei Teillast), die geringen Emissionen (CO2, NOx, CO

und CH4), Geräuscharmut und Vibrationsfreiheit sowie schnelle Regelbarkeit der

elektrischen Ausgangsleistung (Dynamik). 

Ein Betrieb der Brennstoffzellen mit Wasserstoff bietet

darüber hinaus den Vorteil, dass als "Abgas" nur Wasserdampf

entsteht. Wasserstoff kann nachhaltig mittels Elektrolyse mit Strom aus

erneuerbaren Energien erzeugt werden.  Der

Leistungsbereich von Brennstoffzellen reicht von wenigen Milliwatt für portable

Anwendungen bis hin zu mehreren Megawatt zur Versorgung von Industriebetrieben

mit Strom und Wärme. Einsatzmöglichkeiten für Brennstoffzellen bieten sich

sowohl im stationären Bereich als Anlage zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), im

mobilen Bereich (Fahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge) als auch für portable

Anwendungen. 

Der Fachausschuss beschäftigt sich mit dem Informationsaustausch

zu aktuellen Entwicklungen, der Bewertung von Technologien - Entwicklungstand

und Marktpotenzialen -, der Organisation von themenspezifischen Fachtagungen

oder Workshops, Stellungnahmen zu aktuellen relevanten Fragestellungen, Vorschlägen

für Normen/ Mitwirkung bei der Erstellung von Normen (VDI/DKE), der Erstellung

von Publikationen und Fachartikeln sowie der Kooperation mit anderen

Fachausschüssen von VDE und VDI.

Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) sowie

Informations- und Betriebsmanagementsysteme bilden die Grundlage für die

Digitalisierung der Energieinfrastruktur.

Durch die dezentrale Energieerzeugung im Rahmen der

Energiewende besteht aufgrund der Vielzahl an Anlagen und Datenpunkten die

Notwendigkeit, diese Daten systematisch zu erfassen, zu übertragen und

auszuwerten. Auf Basis umfangreicher Datengrundlagen können so Auswertungen

vorgenommen werden, die es erlauben das Energiesystem mit gezielten

Regeleingriffen jederzeit stabil zu halten. Der Fachausschuss betreibt

Regelsetzung im Bereich der Betriebsmanagementsysteme sowohl in der

konventionellen aus auch in der regenerativen Energieerzeugung. Darüber hinaus

arbeiten die Expert*innen an Fragestellungen in Bezug auf intelligente

Messsysteme / Smart Meter als auch als auch auf die Nutzung künstlicher

Intelligenz in der Energiewirtschaft.

Die Transformation des Energiesystems in Deutschland

erfordert Fortschritte in den drei Verbrauchssektoren Strom, Wärme/Kälte und

Mobilität. Bislang liegt der Fokus der öffentlichen Diskussion und der

politischen Maßnahmen vor allem auf dem Stromsektor. Zur erfolgreichen

Umsetzung der Energiewende und zur Erreichung der Klimagasminderungsziele

müssen jedoch die Maßnahmen im Wärme-/Kälte- sowie im Mobilitätssektor künftig

deutlich verstärkt werden. Das schließt auch eine stärkere Beachtung der

Wechselwirkungen zwischen den Sektoren (z. B. Kraft-Wärme-Kopplung oder

Elektromobilität) und Nutzung von Synergien ein. 

Die Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien auf 80

bis 95 Prozent bis zum Jahr 2050 wird mit den in Deutschland vorhandenen und

potenziell erschließbaren Stromerzeugungspotenzialen zum größten Teil von

Windkraft und Fotovoltaik getragen werden müssen. Beide Stromerzeugungsoptionen

ergänzen sich gut, sodass zusätzliche Maßnahmen zur Dämpfung der fluktuierenden

Erzeugung und die Installation von zusätzlichen Speicherkapazitäten in Grenzen

gehalten werden können. Eine Verbesserung der Versorgungssicherheit und ein

Ausbau von erneuerbaren Energien muss aber in ein europäisches Gesamtkonzept

integriert werden, um die Gesamtsystemkosten zu minimieren und eine europaweit

harmonisierte Entwicklung zu ermöglichen.

Der künftige Wärmemarkt ist mit unterschiedlichen

Infrastrukturen denkbar. Infrage kommen dezentrale Beheizung mit Biogas

(Gasnetz), Wärmepumpen (Stromnetz) oder Holz kombiniert mit Solarwärme sowie

zentrale Wärmeversorgung mit Kraft-Wärme-Kopplung (Nahwärmenetze).

Die wichtigsten Aufgaben des Gremiums sind die neutrale,

technisch-wissenschaftliche Information der Öffentlichkeit über den Einsatz von

Blockheizkraftwerken, Wärmepumpen mit Verbrennungsmotoren, Gasturbinen sowie

die Erarbeitung von Richtlinien in diesem Bereich. 

 Der Fokus liegt auf den naturwissenschaftlich-technischen

Grundlagen, den Begriffsbestimmungen, den Komponenten und Systemen, dem Aufbau

und der Wirkungsweise der Anlagen, Umweltschutzaspekten, der Wirtschaftlichkeit,

den technisch und wirtschaftlich nutzbaren Potenzialen sowie Einsatzbereichen

und Anwendungsbeispielen mit Betriebsanforderungen und -erfahrungen.