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Ausgabe 12-2025

Forschung als Fundament der Energietechnik von morgen

Christopher Weßelmann

Forschung ist kein begleitendes Element der Energietechnik, sondern ihr tragendes Fundament. In einer Phase tiefgreifender Transformation entscheidet sie darüber, ob Europas Energiesystem den wachsenden Anforderungen an Klimaschutz, Versorgungssicherheit, Bezahlbarkeit und Resilienz gerecht werden kann. Die Energietechnik von morgen entsteht nicht allein aus politischen Zielbildern oder Marktsignalen, sondern aus systematischer, langfristig angelegter Forschung, die technologische Optionen entwickelt, bewertet und in den industriellen Maßstab überführt.

Europa steht dabei vor einer doppelten Herausforderung. Einerseits müssen bestehende Infrastrukturen weiterbetrieben, modernisiert und sicher beherrscht werden. Andererseits erfordert der Umbau hin zu einem weitgehend treibhausgasneutralen Energiesystem neue Technologien, neue Systemarchitekturen und neue Betriebsregime. Forschung bildet die Brücke zwischen diesen Welten. Sie schafft die Grundlage, um konventionelle Kraftwerks- und Netztechnik flexibler, digitaler und emissionsärmer zu gestalten und zugleich neue Bausteine wie Wasserstofftechnologien, großskalige Speicher, Power-to-X-Prozesse oder CO2-Abscheidung und -Nutzung technisch beherrschbar zu machen.

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Genehmigt oder gestoppt? Warum und wie Kommunikation über den Erfolg von Infrastruktur­projekten mitentscheidet

Lilith Diringer, Björn Fröbe und Ulf Mehner

Die Energieversorgung befindet sich im Umbruch – nicht nur technologisch, sondern auch gesellschaftlich und politisch. Was früher primär als technische Aufgabe verstanden wurde, ist heute zu einer umfassenden Systemfrage geworden. Die Energiewende der Bundesrepublik Deutschland ist dabei mehr als ein Transformationsprogramm im Energiesektor – sie ist ein gesamtgesellschaftliches Projekt mit enormer Tragweite. Industrie und Bevölkerung eint dabei ein gemeinsames Ziel: eine funktionierende, gerechte und zukunftsfähige Energieversorgung. Nur: Beide Stakeholdergruppen verfolgen dieses Ziel aus unterschiedlichen Perspektiven – mit teilweise gegensätzlichen Prioritäten. Infrastruktur benötigt Akzeptanz und Akzeptanz ist kein Zufall, sondern das Ergebnis strategischer Kommunikation, transparenter Prozesse und glaubwürdiger wie auch konformer, effizienter Beteiligung.

Lösungen zur Wirbelschichtverbrennung für Ersatzbrennstoffe

Tero Luomaharju, Risto Eteläaho, Pekka Lehtonen, Jussi Viljanen und Merja Hedman

Wirbelschichtverbrennungstechnologien, insbesondere Wirbelschichtkessel (BFB) und zirkulierende Wirbelschichtkessel (CFB), haben sich als äußerst vielseitige und effiziente Lösungen für die Verwertung verschiedener Arten von Ersatzbrennstoffen erwiesen. Diese Technologien bieten erhebliche Vorteile in Bezug auf Brennstoffflexibilität, Emissionskontrolle und Betriebssicherheit, wodurch sie für eine Vielzahl industrieller Anwendungen geeignet sind. Der Artikel hebt die Bedeutung nachhaltiger Brennstoffoptionen hervor, insbesondere von Reststoffen auf Biomassebasis und wiedergewonnenen Brennstoffen. Die umfangreiche Erfahrung und die innovativen Lösungen von Valmet im Bereich der Wirbelschichtverbrennung haben die effektive Nutzung dieser alternativen Brennstoffe ermöglicht und damit zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zur Förderung einer nachhaltigeren Energiezukunft beigetragen.

Die Novellierung der 17. BImSchV – Neue Anforderungen an Abfallverbrennungs- und Abfallmitverbrennungsanlagen

Thorsten Noll

Am 12. November 2019 wurden im Amtsblatt der Europäischen Union die Schlussfolgerungen zu den besten verfügbaren Techniken (BVT) für die Abfallverbrennung veröffentlicht. Die dort aufgeführten BVT sind innerhalb von vier Jahren nach der Veröffentlichung im EU-Amtsblatt in die Genehmigungsanforderungen zu übertragen und in der Anlage umzusetzen. Die nationale Umsetzung der Schlussfolgerungen erfolgt durch eine Novellierung der 17. Bundes-Immissionsschutzverordnung (17. BImSchV) vom 13. Februar 2024, wodurch neue Anforderungen an den Betrieb und die Überwachung der Emissionen von Abfallverbrennungs- und Abfallmitverbrennungsanlagen gelten. Eine Rechtsverordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (hier: 17. BImSchV) gilt kraft Gesetzes und bedarf keines weiteren Umsetzungsaktes durch die zuständige Überwachungsbehörde.

Dampfturbinen für die Sektorkopplung Strom und Wärme

Andreas Gebhardt und Patrick Hoffmann

Traditionelle wärmegeführte KWK-Anlagen mit Dampfkessel und Dampfturbine zeichnen sich durch einen hohen Brennstoffnutzungsgrad aus. Der erzeugte Strom ist jedoch oft nur ein Nebenprodukt, wodurch das System nicht flexibel genug ist, um auf Strompreisschwankungen zu reagieren. Statt bei hohen Strompreisen am Spotmarkt mehr Strom einzuspeisen, orientiert sich die Einspeisung ausschließlich am Wärmebedarf der Verbraucher, wie beispielsweise eines Fernwärmenetzes. Durch die Integration von Wärmespeichern kann die Flexibilität solcher Anlagen erheblich gesteigert werden. In Zeiten niedriger Strompreise wird vermehrt Dampf ausgekoppelt, um neben der Versorgung der Wärmeverbraucher gleichzeitig einen thermischen Speicher zu füllen. Für die Umsetzung dieser Strategie sind flexible, schnellstartfähige Dampfturbinen mit leichten Rotoren erforderlich, die bei häufigem An- und Abfahren keine Verschleißerscheinungen oder andere Schäden aufweisen.

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Optimierung der Lernmuster von neuronalen Netzen aus der Praxis am Beispiel der Vorhersage von verfahrenstechnischen Messwerten in thermischen Anlagen sowie in der Fertigungsindustrie

Frank Gebhardt

Die Anwendung künstlicher Intelligenz hält Einzug in den praktischen Betrieb von verfahrenstechnischen Anlagen, hier speziell Müllverbrennungsanlagen und jetzt auch in die Fertigungsindustrie. Der Beitrag umfasst Praxiserfahrungen bezüglich der Optimierung der neuronalen Netze von vertrauenswürdiger, deterministischer KI. Es werden Beispiele gezeigt, in denen diese Maßnahmen eine Praxisanwendung überhaupt erst möglich machen. Im Beitrag werden die praxisnahe Erstellung und Optimierung der Lernmuster (LM) für die neuronalen Netze (NN) von praktischen KI-Anwendungen gezeigt.

Das Biomassekraftwerk E-Wood – flexible Wirbelschichttechnologie für anspruchsvolle Brennstoffe

Johannes Gernert, Sebastian Zimmer und Detlef Simon

Mit dem Biomassekraftwerk E-Wood wurde in Doel, Belgien eine hochmoderne Biomasse-Kraftwerksanlage realisiert, die auf die thermische Verwertung von rund 150.000 Tonnen Altholz und biogenen Reststoffen pro Jahr ausgelegt ist. Hauptsächlich sind das Altholz der Klassen A-3 und A-4 (B-/C-Category) sowie kleinere Mengen Übergrößen aus der Kompostierung sowie Landschaftspflegeholz. Der Beitrag beschreibt das neue Biomasse-HKW mit seinen wesentlichen Komponenten Feuerung, Dampferzeuger und Rauchgasreinigung. Im Zentrum der Anlage steht die stationäre Wirbelschichtfeuerung, die durch ihre gleichmäßige Temperaturverteilung, hohe Durchmischung und extensive Luftstufung eine besonders stabile und emissionsarme Verbrennung gewährleistet. In Kombination mit dem hängenden Wasserrohrkessel in vertikaler Zuganordnung ermöglicht sie eine zuverlässige Dampferzeugung bei hoher Effizienz.

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Flexiblere Biomasseheizkraftwerke durch Biomasse-Vergaser

Hellmuth Brüggemann, Martin Käß und Ingo Dreher

Gemäß den Bestrebungen der EU, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren, sind ihre europäischen Mitgliedsländer dabei, die Energiewirtschaft auf eine ökologische und nachhaltige Erzeugungsstruktur umzuwandeln. Eine wichtige Rolle für die Bereitstellung von nachhaltig erzeugter Energie spielen dezentrale Heizkraftwerke, die oft bereits schon mit lokalen Biomassen, wie Holz-Hackschnitzel, Stroh, Energiepflanzen aus der Landwirtschaft oder Restholz aus der forstwirtschaftlichen Nutzung als Brennstoff versorgt werden. In diesem Beitrag soll über die wichtigen Aspekte der Verfügbarkeit von Biomassen für die thermische Nutzung in Kraftwerken berichtet und ein Ausblick auf die Wirtschaftlichkeit der gesamten Kette von der Biomasseernte, Transport, Lagerung und Aufbereitung berichtet werden. Außerdem wird ein Beispiel für ein flexibles Anlagenkonzept vorgestellt.

Das Wachstum der Gasnachfrage in den USA aufgrund von LNG-Exporten und Rechenzentren wird durch den Ausbau der Pipelines unterstützt

GECF Gas Exporting Countries Forum

Die Bedeutung von Erdgas in den USA gewinnt zunehmend an Dynamik. Der Anteil von Erdgas am Primärenergieverbrauch stieg von 30 % im Jahr 2015 auf 35 % im Jahr 2024. Es wird erwartet, dass der Stromerzeugungssektor der Haupttreiber für das Wachstum des inländischen Gasverbrauchs bleiben wird, vor allem aufgrund der energieintensiven Rechenzentren, insbesondere der auf KI spezialisierten. Das Wachstum der Gasnachfrage in den USA aufgrund von LNG-Exporten und Rechenzentren wird durch den Ausbau der Pipelines unterstützt

Review: vgbe-Workshop | Betriebsöle in Energie- und Industrieanlagen

vgbe energy

Veranstaltungsbericht zum vgbe-Workshop Betriebsöle in Energie- und Industrieanlagen 2025 im November in Siegburg.

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Review: vgbe-Fortbildungsveranstaltung für Immissionsschutz- und Störfallbeauftragte 2025

vgbe energy

Veranstaltungsbericht zur vgbe-Fortbildungsveranstaltung Immissionsschutz- und Störfallbeauftragte 2025 im November in Höhr-Grenzhausen.

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Review: vgbe-Fachtagung | Thermische Abfall-, Klärschlammbehandlung und Wirbelschichtfeuerungen 2025

vgbe energy

Veranstaltungsbericht zur vgbe-Konferenz Thermische Abfall-, Klärschlammbehandlung und Wirbelschichtfeuerungen 2025 im November in Hamburg.

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Editorial

Wess2000

Christopher Weßelmann

Chefredakteur vgbe energy

Forschung als Fundament der Energietechnik von morgen

Liebe Leserinnen und Leser,

Forschung ist kein begleitendes Element der Energietechnik, sondern ihr tragendes Fundament. In einer Phase tiefgreifender Transformation entscheidet sie darüber, ob Europas Energiesystem den wachsenden Anforderungen an Klimaschutz, Versorgungssicherheit, Bezahlbarkeit und Resilienz gerecht werden kann. Die Energietechnik von morgen entsteht nicht allein aus politischen Zielbildern oder Marktsignalen, sondern aus systematischer, langfristig angelegter Forschung, die technologische Optionen entwickelt, bewertet und in den industriellen Maßstab überführt.

Europa steht dabei vor einer doppelten Herausforderung. Einerseits müssen bestehende Infrastrukturen weiterbetrieben, modernisiert und sicher beherrscht werden. Andererseits erfordert der Umbau hin zu einem weitgehend treibhausgasneutralen Energiesystem neue Technologien, neue Systemarchitekturen und neue Betriebsregime. Forschung bildet die Brücke zwischen diesen Welten. Sie schafft die Grundlage, um konventionelle Kraftwerks- und Netztechnik flexibler, digitaler und emissionsärmer zu gestalten und zugleich neue Bausteine wie Wasserstofftechnologien, großskalige Speicher, Power-to-X-Prozesse oder CO2-Abscheidung und -Nutzung technisch beherrschbar zu machen.

Besonders im europäischen Kontext kommt der Systemforschung eine Schlüsselrolle zu. Die hohe Durchdringung mit fluktuierenden erneuerbaren Energien, die Kopplung nationaler Strommärkte und Netze sowie die wachsende Abhängigkeit von elektrifizierten Industrie- und Verkehrsprozessen verlangen nach einem ganzheitlichen Blick. Forschung muss nicht nur einzelne Komponenten optimieren, sondern ihr Zusammenspiel im Gesamtsystem analysieren. Fragen der Netzstabilität, der Regelbarkeit, der Schwarzstartfähigkeit oder der Resilienz gegenüber Störungen – ob technisch, klimatisch oder Cyber-bedingt – lassen sich nur auf dieser Ebene fundiert beantworten.

Gleichzeitig verschieben sich die Schwerpunkte der energietechnischen Forschung. Neben Wirkungsgraden und Materialfragen rücken Betriebsstrategien, Datenverfügbarkeit und -auswertung, Automatisierung und Künstliche Intelligenz stärker in den Fokus. Digitale Zwillinge, simulationsgestützte Entscheidungsunterstützung und prädiktive Instandhaltung eröffnen neue Möglichkeiten für einen sicheren und effizienten Anlagenbetrieb. Forschung liefert hier die methodischen Grundlagen, um Daten vertrauenswürdig zu nutzen und komplexe Systeme auch unter unsicheren Randbedingungen stabil zu führen.

Für Europa ist Forschung zudem ein strategischer Faktor im internationalen Wettbewerb. Technologische Souveränität entsteht dort, wo Know-how entlang der gesamten Wertschöpfungskette vorhanden ist – von der Grundlagenforschung über Pilotanlagen bis zur industriellen Umsetzung. Gerade in der Energietechnik, die stark investitionsgetrieben und langfristig ausgelegt ist, braucht es verlässliche Forschungsstrukturen und eine enge Verzahnung von Wissenschaft, Industrie und Betreiberpraxis. Nur so lassen sich Innovationen rechtzeitig in marktfähige Lösungen überführen.

Der Blick in die Zukunft zeigt, dass die Anforderungen weiter steigen werden. Der Strombedarf wächst, die Systeme werden komplexer, die Toleranz für Ausfälle sinkt. Forschung wird damit noch stärker zum Risikomanagement der Energiewende. Sie reduziert Unsicherheiten, schafft Entscheidungsgrundlagen und ermöglicht es, technologische Pfade fundiert zu vergleichen. In diesem Sinne ist Forschung nicht nur Motor des Fortschritts, sondern Voraussetzung für Handlungsfähigkeit.

Die Energietechnik von morgen wird in Europa heute entwickelt – bei allen Beteiligten von Forschung & Lehre sowie Unternehmen, in Laboren, Testfeldern und Demonstrationsanlagen, aber auch im laufenden Betrieb realer Systeme. Forschung sorgt dafür, dass dieser Weg nicht experimentell, sondern verantwortungsvoll beschritten wird. Sie ist das Fundament, auf dem ein leistungsfähiges, resilientes und zukunftsfähiges Energiesystem aufbauen kann.