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KIT

"Modellierung, Simulation und Optimierung für die Energiewende" HEiKAexplore Thema 2018/2019

Das Gelingen der Energiewende ist von gesellschaftlicher Relevanz, denn im Zuge der grundlegenden Transformation der Energieversorgung in Deutschland ist die Versorgungssicherheit zu jedem Zeitpunkt zu garantieren. Die Bundesregierung hat als ehrgeiziges Ziel formuliert, den Energieverbrauch bis 2050 um 50 Prozent im Vergleich zum Jahr 2008 zu reduzieren. Mindestens 80 Prozent des Bedarfes sollen mit Hilfe von erneuerbaren Energien wie Windkraft oder Solarenergie gedeckt werden um 80 Prozent Kohlendioxid einzusparen. Bei gleichzeitiger Abschaltung von Großkraftwerken ist eine steigende Anzahl von Schalteingriffen notwendig, damit die Sicherheit der Energieversorgung gewährleistet ist. Die wachsende Anzahl von Energieerzeugern, die Verteilung und die Speicherung der Energie in dem volatilen, mit Unsicherheit behafteten nichtlinearen Energiesystem stellen die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen, um den zeitabhängigen Bedarf zu decken. Zur Realisierung der Energiewende ist es unabdingbar, dass neue Methoden im Bereich der mathematischen Modellierung, Simulation und Optimierung für Energienetzwerke entwickelt werden. Auch sind gesellschaftswissenschaftliche Methoden voranzutreiben, um die Akzeptanz der Energiewende in der Gesellschaft zu erhöhen.

Die Aktivitäten in der Forschungsbrücke umfassen sowohl die methodische Forschung in Mathematik, Informatik, wissenschaftlichem Rechnen, Energietechnik und Energiewirtschaft als auch den Technologietransfer von der Forschung in die Praxis. Synergien werden in der Forschungsbrücke genutzt, indem die exzellenten Kompetenzen des KIT in Energietechnik und Energiewirtschaft mit der Expertise der Universität Heidelberg in der methodischen Entwicklung effizienter numerischer Ansätze im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens und der mathematischen Optimierung kombiniert werden.

Das Ziel der Forschungsbrücke ist es, ein Umfeld zu schaffen, das die Potentiale des Netzwerkes der beteiligten Arbeitsgruppen in Karlsruhe und Heidelberg nutzt, um den Entscheidungsträgern in Politik und Gesellschaft wissenschaftlich fundierte Argumente zu liefern und der Industrie und den Netzbetreibern die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende durch neu entwickelte Methoden zu ermöglichen.