Batterien: So klappt die Energiewende

„Ich freue mich außerordentlich über die Ankündigung von Ministerpräsident Söder, ein Forschungs- und Entwicklungszentrum für Batterietechnik an der Universität Bayreuth zu fördern“, sagt Prof. Michael Danzer vom Lehrstuhl Elektrische Energiesysteme. Denn damit eröffneten sich neue Chancen für die Erforschung und Weiterentwicklung von Batterietechnologien und Batteriesystemen. Die neue Landesregierung würdige damit die Erfahrungen der Bayreuther Forscher auf dem Feld der Batterietechnik und erkenne ihre Kompetenzen an.

Elektromobilität: Damit der Umstieg gelingt

Warum ist die Batterietechnik ein Zukunftsthema? Danzer ist sich sicher: „Sie ist von höchster Relevanz für die Energiewende, sowohl für den stationären elektrischen Energiesektor als auch für die Elektromobilität. Ohne zuverlässige, leistungsfähige und sichere Batteriespeicher wird ein Umstieg auf Elektrofahrzeuge nicht gelingen.“ Innovative Batterietechnologien würden dazu beitragen, in Städten und Gemeinden Emissionen wie Feinstaub, Stickoxide und Kohlendioxid zu verhindern. Batteriespeicher sind Danzer zufolge ein wesentlicher Bestandteil einer dezentralen Energieversorgung. Ob bei selbsterzeugter Energie aus Solarmodulen, die für den Abend zwischengespeichert werde. Oder für Windparks, die bei Spitzen durch die Zwischenpuffer Netzengpässe vermeiden könnten. Oder für Netzbetreiber, die mit leistungsfähigen Batteriespeichern Spannung und Frequenz garantieren. „Langfristig werden wir kostengünstige und langlebige Speicher benötigen, die Energie speichern für Zeiten, in denen für ein paar Tage kein Wind weht und Wolken die Sonne abschirmen“, erklärt Danzer.

"Universität ist fachlich bestens vorbereitet"

Universitätspräsident Stefan Leible ist von Söders Entscheidung zwar überrascht worden, hält sie aber für weitsichtig: „Die Frage der Energiespeicherung ist eine der essenziellen Zukunftsfragen.“ Denn Deutschland sei in den vergangenen Jahren im Vergleich zu Asien massiv zurückgefallen. Wenn Deutschland und Bayern hier mutig voranschreiten, sei das ein wichtiger Impuls. „Die Universität Bayreuth ist fachlich bestens vorbereitet, ein solches Forschungs- und Entwicklungszentrum aufzubauen, weil das Themenfeld bei uns seit langem schon eine wichtige Rolle spielt“, stellt Leible fest.

Die gesellschaftspolitische Bedeutung der Energiewende und die damit verbundenen Energiefragen sind nach den Worten Leibles vielfältig und interdisziplinär. Deshalb habe die Universität Bayreuth das Profilfeld Energieforschung und Energietechnologie. „Wir sind davon überzeugt, dass sich die Energieprobleme der Zukunft nur dann lösen lassen, wenn alle Disziplinen möglichst eng zusammenarbeiten“, sagt Leible. Gesellschaft und Unternehmen würden auf den technologischen Fortschritt warten. Schon heute werde zusammen mit Kommunen und Unternehmen zum Beispiel aus der Automobilbranche und dem Energiesektor zusammengearbeitet.

Eingebunden ins Zentrum für Energietechnik

Der Lehrstuhl Elektrische Energiesysteme wurde vor zwei Jahren mit Mitteln der Technologie-Allianz Oberfranken (TAO) gegründet und ist an der Universität Bayreuth in das Zentrum für Energietechnik (ZET) eingebunden. Im Fokus der Forschungen liegen die Analyse und Modellierung elektrochemischer Energiespeicher wie Lithium-Ionen-Batterien und deren Weiterentwicklung, den sogenannten Post-Lithium-Technologien, die in einigen Jahren einsatzfähig sein sollen.

Die Gruppe forscht Danzer zufolge an Methoden der Batteriesystemtechnik für mobile und stationäre Anwendungen und entwickelt modellbasierte Algorithmen für moderne Batterie- und Energie-Management-Systeme. Dabei geht es unter anderem um Methoden der Schnellladung von Fahrzeugbatterien. Die Wissenschaftler arbeiten an der Schnittstelle von Elektrochemie, Materialwissenschaften und Ingenieurwissenschaften.

Interdisziplinäre Aufgabe

Am Zentrum für Energietechnik (ZET) wird die fachliche Kompetenz gebündelt, die in der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Bayreuth in den vergangenen Jahren aufgebaut wurden. Die derzeit neun Lehrstühle decken mit ihrer Kompetenz thermische, elektrische, chemische und biologische Aspekte der Erzeugung, Übertragung, Speicherung und Nutzung von Energie ab. Geleitet wird das ZET von Prof. Dieter Brüggemann, Lehrstuhl für technische Thermodynamik und Transportprozesse. Das Bayreuther Motor-Forschungs-Zentrum (BERC), das Bayreuther Materialzentrum (BayMAT) und auch das Bayerische Polymerinstitut erforschen Materialien für die Batterietechnologie. Hier ist zum Beispiel ein Teststand zur Herstellung und Messung von Batterien und Akkumulatoren eingerichtet worden.

„Die Uni Bayreuth ist also hinsichtlich ihrer wissenschaftlichen Kompetenz prädestiniert für das Thema Batterietechnik“, unterstreicht Leible.Details zu Größe, Aufbau, Struktur und Start des Zentrums würden nun von weiteren Gesprächen mit den Ministerien abhängen. „Ich setze mich dabei dafür ein, dass es gemäß dem Bayreuther Weg interdisziplinär aufgestellt sein und damit eine Ergänzung zur bestehenden Forschungslandschaft in Deutschland und insbesondere Bayern darstellen wird.“ Denn diese sei bislang untergliedert in Institute für Batteriematerialien auf der einen und Systemtechnik auf der anderen Seite.