Energiewende und Mensch-Maschine-Interaktion werden in Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft erforscht
Wissenschaftler der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) sind mit mehreren Forschungsprojekten am millionenschweren Förderprogramm des Bundes für Ostdeutschland „ZWANZIG20 – Partnerschaft für Innovation“ beteiligt. Die hier vorgestellten Projekte befassen sich mit Zukunftsthemen wie Energiewende und Interaktion von Mensch und Maschine.
Zwei Teams um die Verfahrenstechniker Prof. Dr.-Ing. Ulrich Krause und Prof. Dr.-Ing. Kai Sundmacher von der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik sowie eine Gruppe von Forschern um Prof. Dr.-Ing. Edmund Burte von der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik und der Lehrstuhl für Logistik unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Hartmut Zadek an der Fakultät für Maschinenbau werden innerhalb des Projektes HYPOS Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany Verfahren zur Nutzung von Elektrizität aus regenerativen Energien entwickeln, die nicht in das Netz eingespeist werden kann.
Wie Strom aus regenerativen Energien gespeichert werden kann, ist derzeit eine der drängendsten Fragen der in Deutschland umzusetzenden Energiewende, für die das aus 92 Partnern bestehende Konsortium HYPOS einen vielversprechenden Lösungsansatz vorschlägt. Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien soll in Wasserstoff umgewandelt werden und kann dadurch mittels der vorhandenen Infrastruktur von Gaspipelines und Gasspeichern dem Energiesystem erhalten bleiben. Der so entstehende „grüne“ Wasserstoff kann für den Bedarf der chemischen Industrie, für Elektromobilität und als Energiequelle genutzt werden.
„Jede neue Technologie kann nur dann erfolgreich sein, wenn die damit verbundenen Risiken erkannt und auf wissenschaftlicher Basis bewertet werden“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Ulrich Krause vom Institut für Apparate- und Umwelttechnik der Universität Magdeburg. „Diesen Beitrag wird das Institut für Apparate- und Umwelttechnik im HYPOS-Projekt leisten. Das Projekt hat schon jetzt zu einer starken Vernetzung der regionalen Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen geführt, die sich in der Projektlaufzeit zwangsläufig verstärken wird und aus der gewiss zahlreiche ‚Spin-offs’ hervorgehen werden.“
Das OVGU-Institut für Apparate- und Umwelttechnik hat die Federführung für das Querschnittsthema „Sicherheit“ übernommen und ist außerdem an der Themengruppe „Wasserstoffspeicherung“ beteiligt.
Partner, mit denen Prof. Krause zudem enger zusammenarbeiten wird, sind der TÜV Süd, der TÜV Thüringen, die TU Dresden, das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Magdeburg und das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM Halle.
Prof. Kai Sundmachers Team ist zum einen über eine Lehrstuhlkooperation mit der FuelCon AG Barleben zum Thema „Wasserstoffelektrolyse“ an den Forschungen zu den wichtigen Grundlagen der Wasserstofferzeugung beteiligt. Zum anderen ist die unter seiner Leitung am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg agierende Forschergruppe um Dr. Liisa Rihko-Struckmann (u.a. Lehrstuhlbeauftragte für die Vorlesung BioFuels an der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik der OVGU) mit dem Thema „Methanisierung“ in das Forschungsprojekt HYPOS integriert.
Mitteldeutschland ist besonders prädestiniert für das HYPOS-Projekt, da es hier sowohl eine starke stoffwandelnde Industrie (Mitteldeutsches Chemiedreieck), eine Wasserstoffpipeline als auch unterirdische Kavernenspeicher gibt. Bereits jetzt verfügt Sachsen-Anhalt über ein sehr hohes Aufkommen von Wind- und Solarenergie. Der hohe Anfall an „Überschussstrom“ steht kostengünstig zur Verfügung und löst bei Abnahme durch die Elektrolyseure und die Methanerzeuger keine Netzregulierungsmaßnahmen aus. Nur in Sachsen-Anhalt existieren diese Standortfaktoren in dieser Kombination.
Die Gruppe von Forschern um Prof. Dr.-Ing. Edmund Burte, Lehrstuhl Halbleitertechnologie am Institut für Mikro- und Sensorsysteme der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, ist mit den Themen „Methanisierung“ und „Abwärmenutzung“ in das HYPOS-Projekt eingebunden. Aufbauend auf den Kompetenzen des Lehrstuhls Halbleitertechnologie in der Entwicklung und Herstellung von ALD-Schichten (Atom Layer Deposition) und deren Einsatz in Mikrostrukturen werden gemeinsam mit den Projektpartnern neuartige Katalysatoren und Reaktorkonzepte entwickelt, die einen hohen Wirkungsgrad und einen wartungsarmen Einsatz in Wasserstoff- und Methan-Reaktoren ermöglichen. Weitere wichtige Forschungen der Gruppe am Institut für Mikro- und Sensorsysteme befassen sich mit der dezentralen Energieversorgung sowie -speicherung, auch im Zusammenhang mit Erzeugung von Methan aus dem durch Elektrolyse hergestellten Wasserstoff. Partner der Magdeburger Forscher werden das Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) an der Universität Rostock, die Sigmar Mothes Hochdrucktechnik GmbH Berlin, die CRI Catalyst Leuna GmbH Leuna, die ATI Küste GmbH Rostock, die Siegert Elektronic GmbH Cadolzburg und die Angaris GmbH Halle sein.
Der Beitrag des Lehrstuhls für Logistik an der Fakultät für Maschinenbau unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Hartmut Zadek am Institut für Logistik und Materialflusstechnik soll Forschungs- und Entwicklungsleistungen für die Wasserstoffanwendung umfassen. Zum einen soll die flächendeckende Anwendung des im Zuge der HYPOS-Evaluierung erzeugten Wasserstoffs gefördert werden und zwar in der innerbetrieblichen Logistik wie zum Beispiel die Nutzung von Flurförderzeugen an Flughäfen sowie die Güterfeinverteilung in Ballungsräumen. Zum anderen geht es um die Wasserstoffverteilung als Kraftstoff für die zukünftige Mobilität und insofern um die Gestaltung der „Tankstelle von morgen“, wobei auch hier Aspekte der Methanisierung aus Wasserstoff und Biogasnutzung als alternativer Treibstoff betrachtet werden sollen.
Während der Projektlaufzeit bis 2019 wird HYPOS mit insgesamt etwa 45 Millionen Euro gefördert. Für die Projekte des Instituts für Mikro- und Sensorsysteme und des LIKAT mit den weiteren Partnern sind etwa 2,2 Millionen Euro eingeplant.
Mehr Informationen zum HYPOS-Projekt unter www.hypos-eastgermany.de
Ein weiteres gefördertes Konsortium ist die Innovationsallianz 3Dsensation mit Beteiligung der Arbeitsgruppe Neuro-Informationstechnik an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der OVGU unter Leitung von Jun.-Prof. Dr.-Ing. Ayoub Al-Hamadi, der zum Kernteam des Konsortiums gehört.
Die Innovationsallianz 3Dsensation ist in ihren geplanten Forschungsarbeiten fokussiert auf Fragestellungen der „Mensch-Maschine-Interaktion“. Sie verfolgt das Ziel, die Interaktion von Mensch und Maschine grundlegend zu verändern. In einem transdisziplinären und intersektoralen Forschungsansatz wird deshalb die Entwicklung einer neuen Generation von 3D-Technologien zur Bildaufnahme, Bildverarbeitung und Visualisierung sowie Interpretation komplexer Szenarien in Echtzeit vorangetrieben. Unter anderem soll die Sicherheit des Menschen in Fertigungsprozessen steigen, die Mobilität in urbanen und ländlichen Räumen unabhängiger von gesundheitlichen und altersbedingten Beeinträchtigungen werden und sich die Möglichkeiten zur Gesundheitsversorgung durch Identifikation von Auffälligkeiten und Gefahren verbessern. Integriert werden Forschungsarbeiten in den Kognitions- und Neurowissenschaften, Sozial- und Arbeitswissenschaften sowie Informationswissenschaften.
Das Konsortium wird koordiniert von der Friedrich-Schiller-Universität Jena und dem Fraunhofer-Institut für angewandte Optik und Feinmechanik Jena (Prof. Andreas Tünnermann als Sprecher der Allianz).
Die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg ist ein wichtiger Partner im Konsortium. Die Magdeburger Arbeitsgruppe wird im Bedarfsfeld „Automotive und Mobilität“ mit 3D-Umgebungserfassung und -modellierung sowie 3D-Fahrererfassung beteiligt sein. Im Bedarfsfeld „Sicherheit“ werden Forschungen zur Mensch-Maschine-Interaktion, die sich auf Erfahrungen aus den aktuellen Arbeiten im SFB-Transregio 62 Eine Companion-Technologie für kognitive technische Systeme in Magdeburg stützt, einfließen. Qualitätssicherung und Oberflächeninspektionen, wobei die 3D-Messwerterfassung eine Schlüsselrolle spielt, tragen die Magdeburger Forscher zum Bedarfsfeld „Produktion und Maschinenbau“ bei. Am Bedarfsfeld „Gesundheit“ beteiligen sie sich mit Arbeiten zur Gesichtsanalyse, Schmerzerkennung, Blickdiagnostik, Endoskopie und Rehabilitation.
Den im Rahmen des Programms Zwanzig20 bereitgestellten Fördermitteln für die Innovationsallianz 3Dsensation in Höhe von 45 Millionen Euro stehen nach derzeitiger Planung Eigenmittel der mehr als 40 Industriepartner in Höhe von rund 35 Millionen Euro gegenüber. Die Innovationsallianz erreicht damit ein Gesamtvolumen von ca. 80 Millionen Euro. Die interdisziplinär besetzte Innovationsallianz beabsichtigt, mit dem Vorhaben einen Beitrag zum prognostizierten Umsatzanstieg der 3D-Branche von 8 Mrd. Euro heute auf bis zu 35 Mrd. Euro in 2019 zu leisten.
„Während der Antragsvorbereitung wurde bereits die Möglichkeit der Einrichtung einer universitätsübergreifenden Graduiertenschule zu 3D-Technologien und eines Masterstudiengangs Ambient Intelliegence diskutiert, die die komplementären Kompetenzen von Jena und Magdeburg zusammenführen“, informiert Junior-Professor Al-Hamadi. „Die inhaltliche Verzahnung der beiden Universitäten wird in der Innovationsallianz als große Chance betrachtet, das Zukunftsfeld Neuro-Informationstechnik, das sich in den zurückliegenden Jahren mit dem SFB-TRR 62 insbesondere zu Aspekten der Mensch-Maschine-Interaktion an der Universität Magdeburg etabliert hat, erfolgreich weiter zu entwickeln.“
ZWANZIG20
Mit „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“ sollen die in den Neuen Ländern aufgebauten herausragenden wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Kompetenzen durch überregionale und interdisziplinäre Kooperationen systematisch für die Zukunft ausgebaut werden. Dabei gilt es, Grenzen im Denken zu überwinden. Aber auch Grenzen von Technologien, wissenschaftlichen Disziplinen, Branchen, Märkten und Organisationskulturen. Über neue Formen der Vernetzung, über offene, transparente und reflexive Prozesse des Netzwerkmanagements bei der Projektumsetzung sollen neuartige Innovationsstrukturen entstehen. Im Mittelpunkt stehen dabei das gemeinsame Identifizieren von Zukunftsthemen und künftigen Bedarfsfeldern sowie die entsprechende Erarbeitung konkreter, wirtschaftlich tragfähiger Lösungen. „Zwanzig20“ ist ein Programm von Unternehmen Region. Bis 2019 werden eine halbe Milliarde Euro in Forschungs- und Entwicklungsprojekte in Ostdeutschland fließen.
Mehr Informationen unter www.unternehmen-region.de/zwanzig20
Quelle: Universität Magdeburg
