Forschungsinfrastrukturen
Die Kombination aus systemischer Perspektive, breiter Forschung von den Grundlagen bis zur Anwendung und einzigartigen Forschungsinfrastrukturen ermöglicht es Helmholtz Energy, wesentliche Erkenntnisse zur Lösung der drängendsten gesellschaftlichen Fragen beizutragen – insbesondere zur Erreichung der Klimaneutralität 2045 in Deutschland und darüber hinaus. Dabei bilden die Entwicklung, der Bau und der Betrieb von Forschungsinfrastrukturen für unsere Aktivitäten eine wesentliche Voraussetzung. Sie machen Helmholtz Energy auch zum gefragten Partner für Forschungseinrichtungen aus aller Welt, für Universitäten im regionalen, nationalen und internationalen Umfeld sowie für Unternehmen und Start-ups.
Energy Lab (KIT, DLR, FZJ)
Das Energy Lab ist Europas größte Forschungsinfrastruktur für Technologien im Bereich erneuerbare Energien und arbeitet an vielversprechenden Lösungen für das Gesamtenergiesystem von 2050. Es integriert Forschung zu intelligenten und sektorübergreifenden Energienetzen mit chemischer Energiespeicherung, Wasserstofftechnologien, synthetischen flüssigen Kraftstoffen, gasförmigen Energieträgern und Kohlenstoffrecycling. Das übergeordnete Ziel besteht darin, den Transfer erfolgreicher Forschungsergebnisse zu neuen Energietechnologien vom Labormaßstab zur kommerziellen Anwendung zu beschleunigen, indem die experimentelle Validierung in einer realen Systemumgebung mit Echtzeitsimulationen gekoppelt wird.
High Power Grid Lab (KIT)
Das High Power Grid Lab (HPGL) als Hochleistungs- und Hochspannungslabor für die Entwicklung und Erprobung neuartiger Hardware und Regelungsstrategien für elektrische Energiesysteme wird die Schaffung einer ganzheitlichen Power Hardware in the Loop (PHIL)-Testumgebung ermöglichen und damit die Testkapazitäten des Energy Lab ergänzen.
Living Lab Energy Campus (FZJ)
Der Living Lab Energy Campus (LLEC) ist eine integrierte Infrastruktur zur Untersuchung zukunftsfähiger Energiesysteme auf Basis dezentraler und erneuerbarer Energien. Durch den Einsatz umfangreicher Messtechnik und die Implementierung eines Datenerfassungs- und Steuerungssystems sowie Demonstrationsanlagen verschiedener neuartiger Energietechnologien wie PV-Anlagen, Elektrolyseure oder Batterien ermöglicht er die Echtzeitanalyse, Auslegung und Betriebsoptimierung von Energiesystemen. Es entsteht somit ein komplexes und realistisches Modellsystem für lokale Nachbarschaften und regionale Energiesystemzellen, das zu einer nachhaltigen und resilienten Entwicklung dezentraler Systeme auf der Grundlage von Simulationswerkzeugen für die optimierte Auslegung und den integrierten Betrieb einzelner Komponenten führt.
BESSY II (HZB)
Die Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II mit ihrem Upgrade-Programm BESSY II ist eine der international führenden Quellen für weiche Röntgenstrahlung und spielt eine zentrale Rolle in der Energieforschung, da sie eine gezielte In-situ- und Operando-Charakterisierung von Materialien ermöglicht.
Center for Resource Process Intensification (HZDR)
Das neue Zentrum für Ressourcenintensivierungs- und Grenzflächenforschung (CeRI²) konzentriert sich auf die Erforschung von Mehrphasenströmungen für Ressourcentechnologien und die Wasserstoffproduktion, um die Ressourcen- und Energieeffizienz dieser Prozesse deutlich zu steigern.
Gas Turbine Research Center (DLR)
Das DLR-Testzentrum für Gasturbinenforschung und -validierung ermöglicht die Entwicklung hochflexibler und emissionsarmer dezentraler, industrieller und schwerlastfähiger Gasturbinentechnologien unter Verwendung einer Vielzahl erneuerbarer gasförmiger und flüssiger Brennstoffe, darunter Wasserstoff, für eine zuverlässige, sichere und CO2-neutrale Energieversorgung von morgen. Es besteht aus einem Kompressor, einer Brennkammer, einer Turbine sowie Dichtungs- und Lebensdauertestanlagen.
Geothermisches Labor im Kristallinen Grundgebrige (KIT, GFZ, UFZ)
GeoLaB (Geothermisches Labor im Kristallinen Grundgebirge) ist die Forschungsplattform der Helmholtz-Gemeinschaft für tiefe geothermische Reservoirs über Forschungsbereiche hinweg. Durch die Erfassung von In-situ-Daten in einem Reservoir-Analogon will GeoLaB eine solide Grundlage für die Entwicklung von Technologien zur wirtschaftlichen, sicheren und nachhaltigen Nutzung der größten geothermischen Ressourcen in Deutschland und weltweit schaffen. Es schließt die Lücke zwischen Laborexperimenten und Demonstrationsprojekten wie FORGE (finanziert vom US-Energieministerium) und positioniert Deutschland als wichtigen Akteur in der Tiefengeothermieforschung.
Helmholtz-Innovationslabor HYSPRINT
Das Helmholtz-Innovationslabor HySPRINT ist eine einzigartige Forschungs- und Entwicklungsinfrastruktur am HZB, deren Schwerpunkt auf der Herstellung, Erprobung und Verbesserung hocheffizienter, stabiler und skalierbarer Perowskit-basierter Solarzellen und -module in Zusammenarbeit mit Industriepartnern liegt.
Membranzentrum (FZJ)
Membransysteme sind für die Entwicklung neuer energieeffizienter Technologien im Rahmen der Energiewende von entscheidender Bedeutung. Sie bilden die Grundlage für neuartige Brennstoffzellen, katalytische Membranreaktoren und Batterien. Das Membranzentrum am Forschungszentrum Jülich mit einer Nutzfläche von rund 1.550 m² befasst sich mit der Herstellung anorganischer Membranen unter Anwendung von Technologien wie Tape Casting, physikalischer Gasphasenabscheidung und Tauchbeschichtung, einschließlich einer Reinrauminfrastruktur für die Beschichtung in staubfreier Umgebung. Es werden Operando-Charakterisierungen von Materialien und Komponenten durchgeführt.
Solarturm-Testanlage (DLR)
Die Solarturm-Testanlage des DLR in Jülich bietet eine einzigartige Infrastruktur für die Erprobung von Komponenten für konzentrierte Solarenergie in einer MW-Systemumgebung. Mit Synlight betreibt das DLR darüber hinaus die weltweit größte Forschungsanlage zur Erzeugung von künstlichem Sonnenlicht.
Forschungspark Windenergie WiValdi (DLR)
Der Forschungspark Windenergie WiValdi in Krummendeich ist eine groß angelegte Forschungseinrichtung mit einer weltweit einzigartigen Sensorik, die wissenschaftliche Untersuchungen unter realen Umweltbedingungen in bisher unerreichter Detailgenauigkeit ermöglicht.
ASDEX Upgrade (IPP)
ASDEX Upgrade ist ein mittelgroßer Tokamak und weltweit eines der wichtigsten Geräte für die Vorbereitung des Betriebs von ITER und DEMO.
Internationale Anlage zur Bestrahlung von Fusionswerkstoffen DEMO-orientierte Neutronenquelle (KIT)
Die europäische Anlage IFMIF-DONES ist eine beschleunigergetriebene Neutronenquelle (im Bau in Granada, Spanien), die ein Fusionsneutronenspektrum bis zu 14,1 MeV simuliert, um neutronenbeständige Materialien für den Einsatz in Fusionskraftwerken zu testen, zu validieren und zu qualifizieren.
Tritiumlabor Karlsruhe (KIT)
Das Tritiumlabor Karlsruhe (TLK) verfügt über eine der weltweit höchsten zivilen Lizenzen für den Umgang mit Tritium und beschäftigt sich seit Jahren mit der Entwicklung und Demonstration des sicheren Umgangs mit diesem radioaktiven Isotop. Das TLK entwickelt Technologien für den Tritiumkreislauf zukünftiger Fusionskraftwerke, darunter die hochpräzise Detektion von Tritium, die nicht nur für Sicherheitsfragen, sondern auch für die gesetzlich vorgeschriebene Bestandskontrolle von zentraler Bedeutung ist.
Wendelstein 7-X (IPP)
W7-X ist das größte und fortschrittlichste supraleitende Fusionsversuchsexperiment vom Typ Stellarator und hat zum Ziel, die physikalischen und technologischen Grundlagen optimierter Stellaratoren zu untersuchen und ihre Eignung für den Einsatz in Kraftwerken nachzuweisen.
HOVER (KIT, FZJ, HZDR)
Die Helmholtz-Forschungs- und Testplattform für radioaktive Abfälle und die Stilllegung kerntechnischer Anlagen (HOVER), die sich derzeit im Aufbau befindet, ist für die Forschungsaktivitäten im Bereich der nuklearen Abfallentsorgung von größter Bedeutung und wird in der zweiten Hälfte dieses Jahrzehnts vollständig verfügbar sein.
Zentrum für Strahlenforschung und Radioökologie (CARE) (HZDR)
Das geplante Zentrum für Strahlenforschung und Radioökologie (CARE) untersucht mit Hilfe modernster Techniken die Auswirkungen von Radionukliden auf biologische Prozesse auf molekularer und zellulärer Ebene. Es befasst sich mit offenen wissenschaftlichen Fragen zur Freisetzung, zum Transport, zur Toxizität und zu den Wechselwirkungen von Radionukliden auf verschiedenen Ebenen, von Biomolekülen bis hin zu komplexen Systemen wie mikrobiellen Gemeinschaften und Pflanzen, und ist daher von großer gesellschaftlicher Relevanz für die Gefahren- und Risikobewertung für die menschliche Gesundheit und die Umwelt.