Mehr Gas für die Erneuerbare-Energien-Forschung

„Mit dem Projekt GEL stellt sich das KIT als Forschungsstätte und als Unternehmen für die Zukunft auf“, erläutert Dr. Ulrich Breuer, Vizepräsident für Wirtschaft und Finanzen des KIT.

„Wir können jetzt eine wichtige Brückentechnologie der Energiewende weiterentwickeln und gleichzeitig schon heute unsere eigene Infrastruktur umweltfreundlich und wirtschaftlich aufstellen.“

„Für den Standort Deutschland ist es wichtig, dass Unternehmer und Forscher eng zusammenarbeiten“, findet Heinrich Baas, Leiter Vorentwicklung Systemtechnologien bei Caterpillar Energy Solutions.

„Gemeinsam können wir Innovationen entwickeln, die zur Lösung globaler Herausforderungen wie dem Klimawandel beitragen und die im globalen Wettbewerb bestehen.“

Mit der Kooperation von Caterpillar Energy Solutions und KIT verknüpfen sich zwei traditionsreiche Akteure: Der Gründer des Unternehmens MWM, das seit 2011 Teil von Caterpillar ist, war der Autopionier Carl Benz, Absolvent des Polytechnikums Karlsruhe, einem der Vorläuferinstitute des KIT.

Im Gasmotoren-Erprobungslabor (GEL) stehen zwei großformatige Gasmotoren, die jeweils eine elektrische Leistung von 4,5 Megawatt bringen können. Sie sind jeweils 9,3 Meter lang, 2,75 Meter breit, 3,45 Meter hoch und wiegen 52 Tonnen.

Als Blockheizkraftwerk liefert GEL Strom und Wärme in die Versorgungsnetze des Campus Nord des KIT. Durch die effiziente Technologie spart das KIT rund 600.000 Euro im Jahr an Betriebskosten, senkt seinen Primärenergieverbrauch um rund zwölf Prozent und vermeidet die Emission von 10.000 Tonnen Kohlendioxid im Jahr.

Die Investition des KIT von rund 4,5 Millionen Euro amortisiert sich in acht Jahren. Das KIT als eine der größten Forschungsuniversitäten Europas mit über 9000 Mitarbeitern und rund 25 000 Studierenden hat einen Jahresbedarf von rund 120.000 GWh elektrischer und 80 000 GWh thermischer Energie.

Im Rahmen des Projektes Zukunftscampus werden die Standorte nachhaltig weiterentwickelt – etwa durch einen Solarspeicherpark, die energetische Sanierung von Kollegiengebäuden oder den Bezug von Ökostrom und Fernwärme.

Das GEL als Forschungsstätte ist einer der größten Motorenprüfstände Deutschlands. Statt wie im Labormaßstab üblich das Verhalten eines Zylinders alleine zu untersuchen, stehen im GEL der Forschung Vollmotoren zur Verfügung.

Die langfristige Forschungskooperation zwischen KIT und Caterpillar Energy Solutions profitiert von einzigartigen Rahmenbedingungen, da sie energetisch sinnvoll in den Dauerbetrieb einer realen Infrastruktur eingebettet ist. In der ersten Phase wird in Langzeitversuchen an Abgasreinigung, Effizienz, Motorenkomponenten und Regelungstechnik geforscht.

Forschungsprojekte auf weiteren Gebieten wie alternative Kraftstoffe, Brennverfahren, Materialien und Motorensystemen werden die Partner in Absprache in Zukunft entwickeln. Dazu könnten auch zwei weitere kleinere Gasmotoren bis 1 000 Kilowatt je nach Bedarf an die bestehende Infrastruktur angeschlossen werden. Die Gesamtinvestitionskosten der beiden Partner zum GEL betragen rund 11,8 Millionen Euro.

Gaskraftwerke gelten als ein wichtiger Baustein der Energiewende. Sie sind im Gegensatz zu Kohlekraftwerken flexibel regelbar und im Gegensatz zu Windkraft und Solarenergie grundlastfähig. Daher können sie kurzfristig Lücken zwischen Angebot und Nachfrage von elektrischer Energie schließen, was sie zu einer wichtigen Brückentechnologie bis zur Entwicklung großformatiger, nachhaltiger und wirtschaftlicher Batteriespeicher macht.

Neben klassischem Erdgas lassen sich Gasmotoren auch mit Biogas aus nachwachsenden Rohstoffen und mit regenerativem Methan aus erneuerbaren Energiequellen betreiben, was ihnen auch einen langfristigen Platz in einem klimaneutralen Energiemix sichern wird. hei