Jahresrückblick. Übergang des Forschungscampus FEN in die 2. Förderphase

Seit fünf Jahren erforscht und entwickelt FEN gemeinsam mit seinen Partnern der RWTH Aachen und der Industrie innovative Technologien für effizientere, nachhaltigere und sicherere Stromnetze. Dabei spielt insbesondere die Gleichstrom (DC)-Technologie sowie die Inkludierung dezentraler und erneuerbarer Energiequellen eine wichtige Rolle.

Das zurückliegende Jahr 2019 war dabei in mehrfacher Hinsicht herausragend, da die vier seit 2014 laufenden Projekte, zu denen hier auch die von Mitarbeitenden des UKA durchgeführten Studien mit physiologischen und medizinischen Fragestellungen gerechnet werden, im Herbst zu Ende gehen würden und die Verlängerung der Förderung für den Forschungscampus anstand.

Die Vorbereitungen für den Antrag auf Verlängerung der Forschungscampusförderung begannen bereits Anfang 2018 mit der Erarbeitung der Strategie und Forschungsagenda für eine zweite Förderphase in breit angelegten Workshops unter Einbeziehung aller Partner des Forschungscampus. Ab 2019 wurden daraus zusammen mit interessierten Partnern Projekt-Skizzen erarbeitet. Deren Fernziel sind im Hinblick auf den Innovationsauftrag die Grundlagen für eine mittelfristig realistisch Umsetzung der Forschungsergebnisse in kommerziellen Produkten zu schaffen, d.h. in einem Zeitraum von etwa fünf bis zehn Jahren nach Ende der neuen Projekte.

Ende Juni 2019 war der Stichtag für die Abgabe des sogenannten Fortschrittberichts, tatsächlich der Verlängerungsantrag, an das BMBF, bzw. den Projektträgern, bestehend aus einer Bestandsaufnahme, Strategie und Konzepte für die nächsten fünf Jahre, sechs Projektskizzen und der verbindlichen Zusage einer langfristigen Beteiligung am Forschungscampus FEN der RWTH Aachen mit 16 Professuren, sowie neun wirtschaftlichen Partnern.

Im Juli darauf folgte dann eine Begehung durch unabhängige Fachgutachter, denen der Forschungscampus und seine Aktivitäten mit Vorträgen und einer Besichtigung der verschiedenen Forschungsaktivitäten vorgestellt wurde.

Am 19. November wurde das Forschungsnetz als Ergebnis des Leuchtturmprojektes aus der ersten Förderphase nach fünfjähriger Planungs- und Bauphase schließlich feierlich in Betrieb genommen. Neben dem RWTH- und Industriekonsortium sowie dem WDR Fernsehen, waren auch Manfred Nettekoven, Kanzler der RWTH Aachen, und Frank Schäfer, Leiter des Themengebiets Netze und Speicher der EnergieAgentur.NRW, als Ehrengäste anwesend [Bild]. Gemeinsam mit ihnen sowie unseren Partnern Thierry Belgrand, Senior Expert Strategic Business Development bei thyssenkrupp Electrical Steel, Robert Heiliger, Project Portfolio Manager bei E.ON, und Björn Riemer, Head of Simulation bei der Schaffner Group, eröffnete Professor Rik De Doncker, Direktor des E.ON Energy Research Centers (E.ON ERC) der RWTH und Sprecher des Forschungscampus FEN, die offizielle Inbetriebnahme des MVDC-Netzes auf dem Campus Melaten.

Nur wenige Tage, am 25. November in Berlin, später fand der letzte Schritt zur Erlangung der zweiten Förderphase, der vom Forschungscampus selbst geleistet werden konnte, die Vorstellung von künftiger Strategie und Konzept vor der hochrangig besetzten Jury des BMBF. Dieser Vortrag wurde gemeinsam von Prof. De Doncker (PGS/ISEA), Dr. von Bloh (AixControl) als Sprecher und Prof. Böschen (humtec) und Herr von Bodenhausen (EATON) als „Sekundanten“ bestritten.
Kurz vor Weihnachten traf vom Projektträger Jülich die erhoffte Mitteilung ein, nämlich dass die Jury den Forschungscampus FEN für eine weitere Förderung empfohlen und das BMBF sich der Empfehlung angeschlossen hat.

Im Januar 2020 erhielt der Forschungscampus FEN schließlich die Aufforderung aus den bisherigen Projektskizzen reguläre Vollanträge zu erstellen und bis Ende Januar 2020 einzureichen. Dieser äußerst anspruchsvolle Stichtag ergab sich aus der Zielsetzung, einen Zuwendungsbescheid schon zum 01. April zu erhalten. Für einige der Partner war es die erste Teilnahme an einem solchen Antragsprozess. Durch das enorme Engagement aller Beteiligten konnten schließlich vier der Projektanträge zum Stichtag eingereicht werden, zwei folgten in Abstimmung mit dem Projektträger nur wenige Tage später.

Leider wurden danach die administrativen Prozesse durch die Pandemie in Mitleidenschaft gezogen, so dass nach Abarbeitung typischer Nachforderungen des Projektträgers schließlich am 01. Mail die Zuwendungsbescheide aller sechs beantragten Projekte mit nur geringen Anpassungen vom Projektträger übermittelt wurden.
In den nächsten fünf Jahren werden neben davon unabhängigen Aktivitäten, sechs Projekte mit einem Gesamtvolumen von rund 11 Mio. EUR am Forschungscampus FEN über die Förderinitiative „Forschungscampus – Öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen“ des BMBF mit insgesamt 10 Mio. EUR gefördert, wovon 8.9 io. EUR auf die RWTH entfallen. Die Themen dieser Projekte sind:

• DC-Sozio-Ökonomik (03SF0592): Niche Readiness und Marktdiffusion von DC-Technologien.Verkürzt gesagt werden in diesem Projekt sozio-ökonomische Faktoren und Mechanismen betrachtet, die für die Entstehung zunächst von Nischen relevant sind, in denen sich geeignete DC-Technologien für elektrische Netze ökonomisch sinnvoll und sozial einbettungsfähig etablieren können und wie eine Marktdiffusion solcher Technologien entstehen kann und zu weitreichenden Transformationsprozessen führt.
• FlexGrids (03SF0593): Planung und Betrieb von flexiblen elektrischen Verteilnetzen der Zukunft.FlexGrids verfolgt die optimierte Planung von DC-Netzen unter gleichzeitiger Einbeziehung der Mittel- und der Niederspannungsebene, sowie unter dieser Voraussetzung eine Gegenüberstellung der DC-Netztechnologie und der AC-Technologie für eine Bewertung und Abschätzung von künftigen Entwicklungsschwerpunkten.• DC-Sek (03SF0594): Regelung und Automatisierung von hybriden AC/DC Verteilnetzen, unter Berücksichtigung cyberphysikalischer Sicherheitsaspekte. In diesem Projekt werden neuartige Regelungsstrukturen und -strategien für verschiedene Steuerungsebenen von lokalen hybriden AC/DC Verteilnetzen entwickelt, die isoliert oder in Verbindung mit dem Hauptnetz betrieben werden. Darüber hinaus werden künftig immer stärker digitalisierten Netze zu cyberphysikalischen Infrastrukturen, für deren Sicherheit Automatisierungslösungen nach dem „secure-by-design“-Prinzip entwickelt werden sollen.
• ESCape (03SF0595): Einheitliche Schutzarchitektur für DC-Netze auf System- und Komponentenebene.ESCape befasst sich mit einer allgemeingültigen Schutzarchitektur für DC-Netze und unter Nutzung von geregelter Fehlerstrombegrenzung sowie Hybridleistungsschalter für DC-Netze.
• ScaLE (03SF0596): Systematischer und applikationsweiter Vergleich leistungs-elektronischer Wandler und Komponenten für DC-Netze.ScaLE hat sich die Erforschung eines Multi-Application-Multi-Objective-Optimization-(MAMOO)-Algorithmus für einen applikationsübergreifenden und systematischen Vergleich verschiedener Wandler-Topologien zum Ziel gesetzt, der zu direkt zu optimalen Designentscheidungen bei der Entwicklung leistungselektronischer Wandler für DC-Netze in Abhängigkeit von Anwendung und Spezifikation führen soll.
• InEEd-DC (03SF0597): Integrative Kopplung von Energieträgern im netzgebundenen Endversorgungsbereich mit Fokus auf Mobilität und gleichstrombasierten Applikationen.In InEEd-DC wird eine ganzheitliche Betrachtung der Sektorenkopplung im Umfeld von Quartieren, industriellen Anlagen, Elektromobilität mit neuartigen Vernetzungsmöglichkeiten der verschiedenen Sektoren mit Hilfe der DC-Technologie durchgeführt, wobei unterschiedliche Pro- und Consumer-Klassen sowie Wechselwirkungen zwischen multisektoral gekoppelten Quartieren untersucht werden.

Mittlerweile sind die sechs Forschungsprojekte angelaufen und die Teams haben in den Rhythmus der regelmäßigen Besprechungen für die nächsten fünf Jahre gefunden. Auf dem kommenden Konsortialtreffen am 15./16. September wird dem Forschungskonsortium erstmals über den Zwischenstand berichtet.