Der Bereich Forschung und Innovation erschließt entlang unserer gesamten Wertschöpfungskette neue Techniken und Verfahren – inklusive der Anwendungsmöglichkeiten auf Kundenseite. Das heißt, das Themenspektrum umfasst effizientere und CO2-arme Kraftwerke, internationale Klimaschutzprojekte und die Erschließung neuer Energiequellen ebenso wie intelligente Stromnetze (Smart Grids) oder Verbesserungs- und Einsatzmöglichkeiten von Erdwärmeheizung und Brennstoffzellen. Forschung und Innovation bei der EnBW verfolgen einen ganzheitlichen Ansatz, der alle Möglichkeiten auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung abdecken soll.
Im Jahr 2008 erhielten vier unserer Forschungsprojekte Auszeichnungen. Außerdem wurden im selben Zeitraum über zehn Patente angemeldet – allesamt für Erfindungen auf den Gebieten erneuerbare Energien und intelligente Stromnetze.
Der strategische Kernbereich Forschung und Innovation ist in der Holding angesiedelt. Ende 2008 bestand er aus 19 Mitarbeitern – vorwiegend Ingenieure sowie Natur- und Wirtschaftswissenschaftler. Dazu kamen zahlreiche Studierende sowie Werkstudenten, die in diesem Bereich Abschlussarbeiten verfassten. Zu diesem Kernteam gehören dann noch etwa 130 Kollegen aus den EnBW-Tochtergesellschaften, die in ihren jeweiligen Bereichen innovative Projekte und Produkte generieren und vorantreiben. Insgesamt betrug der Forschungsaufwand im Berichtsjahr 28,9 Mio. € ; 2007 lag er – unter anderem wegen Anlaufkosten verschiedener Aktivitäten – bei 32,4 Mio. €.
Wir verzichten auch weiterhin bewusst auf eigene Labors und konzentrieren uns vielmehr auf die eigentliche Innovation – auf den Schritt von der Entwicklung in die Anwendung. Im Rahmen der Grundlagenforschung kooperieren wir mit renommierten wissenschaftlichen Einrichtungen. Und Neuentwicklungen setzen wir gemeinsam mit der Industrie und mit Lieferanten praxisnah im eigenen Haus beziehungsweise bei unseren Kunden und Partnern um.
Unsere wichtigsten externen Forschungs- und Innovationspartner sind die wissenschaftlichen Einrichtungen in Baden-Württemberg, insbesondere in Hohenheim, Karlsruhe und Stuttgart. Darüber hinaus haben wir enge Beziehungen zu Universitäten und Forschungsstätten in Aachen, Berlin, Cottbus, Darmstadt, Düsseldorf, Köln und München. Außerdem hat die EnBW ihre Zusammenarbeit mit dem 2001 von der EDF und der Universität Karlsruhe gegründeten European Institute for Energy Research (EIfER) intensiviert: Im Jahr 2008 waren es insgesamt 29 gemeinsame Vorhaben, vornehmlich auf den Gebieten dezentrale Energieversorgung, Energietechnologie für städtische Ballungsräume sowie Auswirkungen des Klimawandels in der Region.
Mikroalgen zur CO2-Bindung
Die Verringerung der CO2-Emissionen ist ein Weg, die Erderwärmung zu begrenzen. Ein anderer Weg ist es, bereits entstandenes CO2 durch Pflanzen zu binden. Die EnBW und die Subitec GmbH aus Stuttgart erforschen seit März 2008 in einem mehrjährigen Pilotprojekt gemeinsam die Potenziale, CO2 aus Rauchgasen mit Mikroalgen zu binden. In 1 kg Mikroalgen sind etwa 1,8 kg CO2 gebunden. Zudem versprechen Mikroalgen, verglichen mit konventionellen Landpflanzen, bis zu 10-fach höhere Flächenerträge.
Untersucht wird das Algenwachstum in hocheffizienten Algenbioreaktoren neuester Bauart, die Subitec in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik in Stuttgart entwickelt hat. Die Pilotanlage in Eutingen im Gäu, Landkreis Freudenstadt, verarbeitet das CO2 eines Blockheizkraftwerks einer landwirtschaftlichen Biogasanlage. Ziel der EnBW ist es, die Energiebilanz und die Ökonomie der Algenproduktion zu untersuchen, um die Tauglichkeit des Verfahrens für die Bindung von CO2 aus Kraftwerken zu ermitteln.
Die produzierte Algenbiomasse ist in der Industrie begehrt zur Gewinnung von Grundstoffen für Kosmetik, Pharmazie und Nahrungsmittel. Die verbleibende Biomasse kann zur Energieerzeugung oder als Futtermittel verwendet werden. Die Vielzahl der Anwendungen verschafft der Algenzucht wirtschaftliche Perspektiven, zumal diese nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion steht, weil sie keine landwirtschaftlichen Flächen beansprucht.
Das Projekt wurde 2009 in dem von der Bundesregierung ausgerichteten Wettbewerb „Deutschland – Land der Ideen“ ausgezeichnet.
„Clean Diesel“-Partikelfiltersystem
Seit dem 1. Januar 2005 ist die neue EU-Richtlinie mit strengeren Grenzwerten für Feinstäube eingeführt. Als kommunaler Dienstleister wurde die EnBW Regional AG (REG) Anfang 2007 angefragt, ob Partikelfiltersysteme für Nutzfahrzeuge verfügbar seien. Ausführliche Marktrecherchen zeigten, dass es zu diesem Zeitpunkt keine zuverlässigen und umwelteffizienten Systeme gab. Dies veranlasste die EnBW, mit Unterstützung durch den TÜV Hessen und den Kooperationspartner H. Daugbjerg (Filterfertigung) sowie Clean Diesel Technologies (Patentinhaber Regenerationsadditiv) ein entsprechendes Partikelfiltersystem für Nutzfahrzeuge zu entwickeln.
Ziel der EnBW war es, eine technologische Vorreiterrolle zur Reduzierung der gesundheitsschädlichen Partikelemissionen und Abgaskomponenten aus Nutzfahrzeugen einzunehmen. Als Partner der Kommunen wollten wir so einen entscheidenden Beitrag zum Umweltschutz und zur Verbesserung der Luftqualität leisten.
Das Produkt wurde zur Serienreife entwickelt und hat seit Ende August 2009 alle erforderlichen Zulassungen. Es soll nun verkauft werden, da die EnBW nicht in den bundesdeutschen Vertrieb einsteigen möchte.
Dem System wurde in ausführlichen Testreihen, unter anderem durch den TÜV Hessen, eine Reduzierung der Partikelemissionen von über 99 % bestätigt, ohne dabei die schädlichen NO2-Emissionen zu erhöhen. Diese können bei Partikelminderungssystemen als ungewünschtes Nebenprodukt entstehen. Mit dem „EnBW Clean Diesel-Partikelfiltersystem“ (ECDPF 1) können Nutzfahrzeuge, die nur die Abgasnormen nach EURO 1, 2 und 3 erfüllen, auf PMK 2 (PM EURO 4) umgerüstet werden. Bezogen auf die Partikelemission erfüllt das System sogar EURO 6 Standard. Bundesweit sind rund 170.000 Nutzfahrzeuge zugelassen, die damit nachgerüstet werden könnten. Dadurch würden jährlich zirka 490 t Partikelemissionen vermieden werden. Zuletzt haben wir den Mannschaftsbus des Bundesligisten Karlsruher SC nachgerüstet. Ausgestattet mit der grünen Plakette hat er jetzt freie Fahrt durch alle Umweltzonen in Deutschland.
Messfahrzeug checkt Beleuchtungsstärke
Die Stadtwerke Düsseldorf AG, eine EnBW-Beteiligung, haben zusammen mit der Fachhochschule Südwestfalen 2008 ein Beleuchtungsmessfahrzeug entwickelt, das während der Fahrt die Beleuchtungsstärke und die Leuchtdichte ermittelt. Auf Grundlage der Messdaten von „Autolux“ kann die Straßenbeleuchtung bewertet und deren Zustand beschrieben werden. Die Ergebnisse werden in Form von „Beleuchtungsstärke-Karten“ visualisiert. Schwachstellen lassen sich so effektiv ausmachen und beheben. Außerdem können auch zu stark beleuchtete Bereiche in der Straßenbeleuchtung erkannt und damit Einsparpotenziale identifiziert werden.
Dieses Verfahren ermöglicht die Messung großflächiger Areale in kurzer Zeit. Eine vergleichbare Messung anhand von Einzelmessungen ist vom personellen und finanziellen Aufwand her in einer Stadt nicht wirtschaftlich. Mit der neuen Methode liegt den verantwortlichen Planern für die Stadtbeleuchtung eine detaillierte Planungsgrundlage vor, auf der Entscheidungen auch für Dritte nachweisbar dokumentiert werden können. Dies ist deutschlandweit für das Kommunalabgabengesetz (KAG) von Bedeutung, da belegbare Verbesserungen des Beleuchtungsniveaus respektive die damit verbundenen Kosten anteilig an die Anwohner weiterberechnet werden können.
Umweltverträgliche Beleuchtungstechnik
Der Einsatz von künstlicher Beleuchtung im Freiraum ist heute ein fester Bestandteil unserer Umwelt und wird durch die stetige Ausdehnung der Siedlungsflächen weiter zunehmen. Viele Kommunen sind sich dieser Problematik seit Jahren bewusst und versuchen, primär unter Beachtung energetischer Aspekte, ihre Straßenbeleuchtung auf energiesparende Lampentechnik umzustellen. Dabei wurde in der Vergangenheit meist übersehen, dass die Optimierung der Straßenbeleuchtung auch einen wichtigen Beitrag zum Naturschutz und zur Artenvielfalt leistet. In diesem Zusammenhang wurde durch die Stadtwerke Düsseldorf AG gemeinsam mit dem Institut für Zoologie der Universität Mainz und dem Umweltamt Düsseldorf die Studie „Straßenbeleuchtung und Umwelt“ durchgeführt. Thema war die Insektenfreundlichkeit der verschiedenen im Freiraum eingesetzten Lampentypen. Es konnte nachgewiesen werden, dass eine LED- Beleuchtung, hier vor allem das warmweiße Licht, in hohem Maße insektenfreundlich und damit umweltverträglich ist. Diese wissenschaftliche Studie wird in Zukunft bei Genehmigungen im Rahmen von FFH-Vorhaben (Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie der EU) eine wichtige Grundlage darstellen. Uns bestärkt sie darin, den Einsatz von LED in der Straßenbeleuchtung weiter voranzutreiben.