Unter dem Dach des Norddeutschen Reallabors werden eine Reihe von Forschungs- und Erprobungsvorhaben umgesetzt. Diese Teilvorhaben (TV) der NRL-Partner sind unterschiedlichen Arbeitsgruppen (AG) zugeordnet. Durch diese Struktur wird den Projektpartnern ein gemeinsamer Rundum-Blick auf die Energiewende ermöglicht, um den Transformationspfad zur Klimaneutralität ganzheitlich zu betrachten. Die nachfolgende Übersicht gibt einen Einblick in die NRL-Teilvorhaben, die sich bereits in der Umsetzung befinden.
Die NRL-Arbeitsgruppe „Netze & Infrastrukturen“ (AG 1) setzt sich zum Ziel, die Aufnahme von Energieträgern aus erneuerbaren Energien in die Verteilernetze zu erhöhen, um alle Sektoren mit grüner Energie versorgen zu können. Für die nötige Transformation der Energienetze im norddeutschen Raum soll – beispielhaft anhand einzelner regionaler Hubs – eine Roadmap entworfen werden. Dabei steht insbesondere die Entwicklung einer integrierten Netzplanung von Strom- und Gasnetzen im Fokus, um eine sektorenübergreifende Energiewende möglich zu machen.
Michael Dammann (Gasnetz Hamburg)
Dirk Lembke (WEMAG)
Gasnetz Hamburg, Hamburger Energiewerke, Technische Universität Hamburg (TUHH), Technische Hochschule Lübeck (THL), WEMAG
Stromnetz Hamburg, Helmut Schmidt Universität der Bundeswehr (HSU), Gasunie, HanseGas, Schleswig-Holstein Netz, TenneT, 50hertz, Grenzstrom Bürgerwind
In dem Projekt Integrierte Netzplanung (iNeP) werden eine Planungsmethodik, ein Planungsmodell und ein entsprechendes Planungstool entwickelt, indem eine koordinierte, integrative Netzplanung (Strom-, Gas- und Wärmenetz) einschließlich der Power-to-x Anlagenkopplung für Hamburg dargestellt wird.
Beteiligte Partner
Gasnetz Hamburg, Stromnetz Hamburg, Hamburger Energiewerke, TUHH, HSU/DLAB, TH Lübeck
Dieses Verbundprojekt aus den Teilvorhaben „Stromnetze und Infrastruktur“ & „Systemdienliche Elektrolyse“ zeigt die Wichtigkeit einer ganzheitllich gedachten Sektorenkopplung. Überschussstrom wird für den Betrieb eines Elektrolyseurs genutzt und der daraus gewonnene grüne Wasserstoff für weitere Sektoren zur Verfügung gestellt (Mobilität, Wärme, Gas).
Beteiligte Partner
WEMAG
In der Arbeitsgruppe „Gesamtsystemintegration“ (AG 2) werden die Rückwirkungen der im NRL betrachteten Technologien auf das Gesamtsystem untersucht. In diesem Zusammenhang sollen auch Strategien entwickelt werden, die die stärkere Nutzung von Sektorkopplungstechnologien ermöglichen. Ein wesentlicher Meilenstein der AG 2 ist eine simulative Potenzialanalyse der entwickelten Technologien und ihrer neuartigen Betriebsführungen.
Prof. Dr. Hans Schäfers (CC4E/HAW Hamburg)
Dr. Sebastian Wende-von Berg (Fraunhofer IEE)
CC4E/HAW Hamburg, Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE), Fraunhofer Institut für Windenergiesysteme (IWES), Technische Hochschule Lübeck, Universität Hamburg
Gasunie, Stadtwerke Lübeck, TenneT, 50hertz, Travenetz
Ziel des Projekts „Gesamtsystemsimulation“ ist es, die bestehenden Energieinfrastrukturen und Demonstratoren simulativ und zusammenfassend abzubilden. Hierdurch kann frühzeitig ein Augenmerk auf evtl. Auswirkungen auf das (sich verändernde) Energiesystem gerichtet und es können die notwendigen Konzepte/Szenarien für die Zukunft abgeleitet werden.
Beteiligte Partner
CC4E/HAW Hamburg, Fraunhofer IEE, Fraunhofer IWES, TH Lübeck
ResIKT plant und befasst sich mit verschiedenen Bedrohungsszenarien im Bereich der informationstechnischen Sicherheit im Kontext der Wasserstofferzeugung und Sektorenkopplung. Die Digitalisierung des Energiesektors bietet die Chance, Sicherheitsaspekte von Beginn an einzuplanen.
Beteiligte Partner
Universität Hamburg
Im Teilvorhaben „Datenintegration und -analyse“ werden sowohl die Datenanforderungen der geplanten Simulation als auch die projektweit vorhandenen Daten der relevanten Anlagen zusammengeführt und bewertet.
Beteiligte Partner
CC4E/HAW Hamburg
Die Arbeitsgruppe „Industrielle Transformation, gesellschaftliche Teilhabe & Transfer“ (AG 3) erforscht, welche Wirkungsfaktoren die industrielle Transformation beschleunigen. Auf Basis von Szenarien über die Marktentwicklungen von Sektorenkopplungstechnologien werden hier insbesondere Leitstrategien zur Beschleunigung des Markthochlaufs im norddeutschen Raum entwickelt. Auch der Wissenstransfer in Netzwerke und Fach-Communities ist in der AG 3 angesiedelt.
Pia Arndt (CC4E/HAW Hamburg)
Hubert Grimm (Industrieverband Hamburg)
CC4E/HAW Hamburg
Erneuerbare Energien Hamburg Clusteragentur (EEHH), Industrieverband Hamburg (ivh), Handelskammer Hamburg, Energieküste, Deutscher Gewerkschaftsbund (DGB) Nord, egw:wirtschaftsförderung
Das Teilvorhaben begleitet die technologischen Vorhaben des NRL mit gesellschaftlich-sozioökonomischen Fragestellungen. Es wird erforscht, wie die industrielle Nutzung und damit der Markthochlauf von Sektorkopplungstechnologien am Beispiel der NRL-Erprobungsvorhaben durch eine gezielte Beteiligung der relevanten Stakeholder bis 2030 in der Projektregion beschleunigt werden kann.
Beteiligte Partner
CC4E/HAW Hamburg
Die NRL-Arbeitsgruppe „Volkswirtschaft, Arbeitsmarkt & Qualifizierung“ (AG 4) betrachtet die volkswirtschaftlichen Potenziale der im Norddeutschen Reallabor entwickelten Technologien. Dabei werden unter anderem Auswirkungen auf die Arbeitsnachfrage in der Modellregion modelliert und Finanzierungspotenziale für nachhaltige Geschäftsmodelle identifiziert.
Prof. Dr. Jens-Eric von Düsterlho (HAW Hamburg)
Andreas Lagemann (Hamburgisches WeltWirtschaftsInstitut (HWWI))
CC4E/HAW Hamburg, Hamburgisches Weltwirtschaftsinstitut (HWWI)
Deutscher Gewerkschaftsbund (DGB) Nord
Die ökonomischen Auswirkungen einer Power-to-Gas-Infrastruktur für den norddeutschen Raum werden in diesem Projekt analysiert. Einen Schwerpunkt bildet die modellgestützte Bewertung der volkswirtschaftlichen Potenziale, den zweiten Schwerpunkt die Bewertung der aktuellen Marktsituation im Finanzsegment „Sustainable Finance“. Hieraus werden Finanzierungspotenziale identifiziert.
Beteiligte Partner
CC4E/HAW Hamburg, HWWI
Die Untersuchung der innovativen Markt- und Geschäftsmodelle im Norddeutschen Reallabor ist Aufgabe der Arbeitsgruppe „Neue Märkte, Geschäftsmodelle & Regulatorik“ (AG 5). Auch die rechtlichen Rahmenbedingungen sind hier von Interesse. Aus der Analyse sollen konkrete Handlungsoptionen zum Abbau regulatorischer Hemmnisse abgeleitet werden.
Dr. Thorsten Müller (Stiftung Umweltenergierecht)
Prof. Dr. Jens-Eric von Düsterlho (HAW Hamburg)
Stiftung Umweltenergierecht, CC4E/HAW Hamburg, Hochschule Flensburg, Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE)
Nur wenn ein wirtschaftlich ausreichend attraktiver Betrieb möglich erscheint, werden zukünftig auch außerhalb eines Reallabors die für die Erreichung der Transformationsziele erforderlichen Investitionen getätigt werden. Dieses Teilprojekt befasst sich daher mit den Herausforderungen der Regulatorik und neuer Markt- und Geschäftsmodelle. Handlungsempfehlungen werden hierbei abgeleitet.
Beteiligte Partner
Stiftung Umweltenergierecht, CC4E/HAW Hamburg, Hochschule Flensburg, Fraunhofer IEE
Herzstück der Wasserstoff-Aktivitäten des Norddeutschen Reallabors ist die Arbeitsgruppe „Wasserstofferzeugung“ (AG 6). Die beteiligten NRL-Partner arbeiten an der Wasserstofferzeugung in der norddeutschen Modellregion als Basis für die regionale Grundversorgung mit grünem Wasserstoff. Neben der Errichtung von Elektrolyseuren geht es auch um die Bündelung von Erzeugung, Verteilung und Nutzung von Wasserstoff. So sollen lokale Wertschöpfungsketten aufgebaut und die regionale Wirtschaft gestärkt werden.
Marleen Marks (HanseWerk/HAzwei)
Prof. Dr. Jan Wenske (Fraunhofer IWES)
HanseWerk, Flughafen Hamburg, Aurubis, Stadtreinigung Hamburg
Fraunhofer Institut für Windenergiesysteme (IWES), KMW Wind2Gas energy, Grenzstrom Bürgerwind, E.ON, Stadtwerke Lübeck, Energie des Nordens
Die NRL-Arbeitsgruppe „Mobilität“ (AG 7) zielt darauf zu zeigen, wie eine vollständig „grüne“, also emissionsfreie Mobilität durch den Einsatz von Wasserstoff als Energieträger möglich wird. Dazu werden Vorhaben entlang der gesamten Wertschöpfungskette umgesetzt – von der Beschaffung von H2-Linienbussen über den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Abfallsammelfahrzeugen bis hin zum Betankungskonzept. Die Förderpartner werden durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördert.
Peter Lindlahr (hySOLUTIONS)
Martin Kalla (hySOLUTIONS)
Hamburger Hochbahn, Flughafen Hamburg, Alphabet Fuhrparkmanagement, Schweriner Abfallentsorgungsgesellschaft (SAS), WEMAG, Stadtreinigung Hamburg, Volker Rumstich Transport, Nahverker Schwerin, hySOLUTIONS
Entsorgungsbetriebe Lübeck, Verkehrsbetrieb Hamburg-Holstein (vhh), Stadtwerke Schwerin, Clean Logistics, Lübecker Hafengesellschaft
Ziel des Teilvorhabens ist die Umsetzung und Demonstration vollständig „grüner“, d.h. treibhausgasfreier, Mobilität im ÖPNV. Dafür sollen emissionsfreie Fahrzeuge beschafft und eingesetzt werden. Diese Fahrzeuge werden im Regelbetrieb eingesetzt um so die Alltagstauglichkeit grüner Mobilität zu demonstrieren. Die daraus gewonnen Erkenntnisse fließen in die Untersuchung der spezifischen Anforderungen an Geschäfts- und Betreibermodelle des ÖPNVs und dessen Marktreife ein.
Beteiligte Partner
Hamburger Hochbahn, Verkehrsbetrieb Hamburg-Holstein GmbH, Nahverkehr Schwerin GmbH
Ziel des Teilvorhabens ist die Umsetzung und Demonstration vollständig „grüner“, d.h. treibhausgasfreier, Mobilität im Individualverkehr. Dafür sollen emissionsfreie Fahrzeuge beschafft und eingesetzt werden. Diese Fahrzeuge werden im Rahmen einer Leasingvereinbarung eingesetzt um so die Alltagstauglichkeit grüner Mobilität zu demonstrieren. Die daraus gewonnen Erkenntnisse fließen in die Untersuchung der spezifischen Anforderungen an Geschäfts- und Betreibermodelle des Individualverkehrs und dessen Marktreife ein.
Beteiligte Partner
Alphabet Fuhrparkmanagement GmbH
Ziel des Teilvorhabens ist die Umsetzung und Demonstration vollständig „grüner“, d.h. treibhausgasfreier, Mobilität in der Abfallentsorgung & Stadtreinigung. Dafür sollen emissionsfreie Fahrzeuge beschafft und eingesetzt werden. Diese Fahrzeuge werden im Regelbetrieb eingesetzt um so die Alltagstauglichkeit grüner Mobilität zu demonstrieren. Die daraus gewonnen Erkenntnisse fließen in die Untersuchung der spezifischen Anforderungen an Geschäfts- und Betreibermodelle der Abfallentsorgung & Stadtreinigung und dessen Marktreife ein.
Beteiligte Partner
Schweriner Abfallentsorgungsges. mbH (SAS), Entsorgungsbetriebe Lübeck, Stadtreinigung Hamburg
Ziel des Teilvorhabens ist die Umsetzung und Demonstration vollständig „grüner“, d.h. treibhausgasfreier, Mobilität auf dem Vorfeld des Flughafens. Dafür sollen emissionsfreie Fahrzeuge beschafft und eingesetzt werden. Diese Fahrzeuge werden im Regelbetrieb eingesetzt um so die Alltagstauglichkeit grüner Mobilität zu demonstrieren. Die daraus gewonnen Erkenntnisse fließen in die Untersuchung der spezifischen Anforderungen an Geschäfts- und Betreibermodelle für Vorfeldverkehr der Flughäfen und dessen Marktreife ein.
Beteiligte Partner
Flughafen Hamburg GmbH
Ziel des Teilvorhabens ist die Umsetzung und Demonstration vollständig „grüner“, d.h. treibhausgasfreier, Mobilität im Schwerlastverkehr (40t LKW). Dafür soll ein emissionsfreies Fahrzeug beschafft und eingesetzt werden. Dieses Fahrzeug wird im Regelbetrieb eingesetzt um so die Alltagstauglichkeit grüner Mobilität zu demonstrieren. Die daraus gewonnen Erkenntnisse fließen in die Untersuchung der spezifischen Anforderungen an Geschäfts- und Betreibermodelle des Schwerlastverkehrs und dessen Marktreife ein.
Beteiligte Partner
Volker Rumstich Transport GmbH
Innovative Lösungen zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung werden in der Arbeitsgruppe „Wärme/Quartiere“ (AG 8) umgesetzt. Neben der Erprobung neuer Heizkonzepte durch industrielle Abwärme geht es in der AG 8 auch darum, mögliche Synergien zwischen den Vorhaben zu erschließen, um die Wärmewende voranzutreiben. Ein wichtiges Element dabei ist der Bau eines Aquiferspeichers zur saisonalen Speicherung von Wärme.
Burkhard Warmuth (Hamburger Energiewerke)
Mike Blicker (CC4E/HAW Hamburg)
Hamburger Energiewerke, CC4E/HAW Hamburg, Aurubis, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), Technische Universität Hamburg
Contitech, Stadtwerke Schwerin, Müllverwertung Borsigstraße (MVB)
Ein Aquiferspeicher ist ein unterirdischer Speicher, der Wärme aufnimmt, hält und wieder abgeben kann. In den Sommermonaten kann so für die Wintermonate CO₂-neutral vorgesorgt werden. Dieses Speichermodell wird in diesem Teilvorhaben des Norddeutschen Reallabors umgesetzt und erprobt.
Beteiligte Partner
Hamburger Energiewerke, CAU, TUHH
Die Arbeitsgruppe „Industrie“ (AG 9) erschließt Innovationspotenziale für die Sektorenkopplung und erprobt den Einsatz von grünem Wasserstoff im industriellen Maßstab. Dabei geht es auch um die Identifikation technischer Grenzen der Substitution fossiler Brennstoffe durch Wasserstoff und um die Stärkung der regionalen Industrie durch gezielten Kompetenzaufbau im Bereich der Sektorenkopplung.
Christian Hein (Aurubis)
Simon Brinkmann (Covestro)
Aurubis, CC4E/HAW Hamburg
trimet, H&R Ölwerke Schindler, ArcelorMittal, Contitech, Covestro, Holborn Europa Raffinerie
In diesem innovativen Industrie-Projekt wird der Einsatz von Wasserstoff in der Kupferproduktion erprobt. Auf dem Aurubis-Werksgelände wird zudem ein Elektrolyseur die Steigerung der Sektorenkopplung zwischen Energiewirtschaft und Industrie unterstützen.
Beteiligte Partner
Aurubis, CC4E/HAW Hamburg
