Smarte Batchprozesse im Energiesystem der Zukunft

Mit 11 % des Strombedarfs gehört die Prozessindustrie zu den zentralen Verbrauchern elektrischer Energie in Deutschland. Für das Gelingen der Energiewende ist die Umstellung auf eine regenerative Stromversorgung daher von entscheidender Bedeutung. Während bisher der Strombedarf nachfrageorientiert gedeckt war, erfordert eine variable regenerative Stromversorgung eine flexible Anpassung der Prozesse an das Stromangebot. Dafür müssen grundlegend neue Methoden und Verfahren entwickelt und in der realen Anwendung erprobt werden.

Im Projekt wird ein besonderer Fokus dabei auf Batchprozesse und gleichstrombasierte Versorgungsnetze gelegt. Gleichstrombasierte Versorgungsnetze sind insbesondere für die Verknüpfung strombasierter Produktionsverfahren mit regenerativen Erzeugern und Speichern vorteilhaft. Batch- bzw. Chargenprozesse sind sowohl im Mittelstand als auch in Großunternehmen weit verbreitet und tragen damit maßgeblich zum Strombedarf bei. Im Gegensatz zu kontinuierlichen Prozessen sind Batchprozesse (englisch batch: „Stapel“) in Bezug auf eine Flexibilisierung noch weitgehend unerforscht. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass im Laufe eines Zyklus verschiedene Aggregate (Rührer, Pumpen, elektrische Heizungen, usw.) an- und abgefahren werden, um unterschiedliche Prozessschritte nacheinander durchzuführen.

In Demonstratoren werden batchbasierte Produktionsverfahren und gleichstrombasierte Versorgungsnetze im Labormaßstab aufgebaut und untersucht. Das Projekt wird durch einen Industriebeirat begleitet, um die Belange der Anwendungspraxis früh einzubeziehen.

Projektziel ist neben einer Flexibilisierung der Prozesse und der Entwicklung effizienter und flexibler gleichstrombasierter Energiesysteme eine Digitalisierung der Industrie, d.h. die Entwicklung moderner Prozessanalysekonzepte sowie Energie- und Thermomanagementstrategien und die Etablierung nachhaltiger und energieoptimierter Produktionsverfahren.