Heat is half – Wärme als Schlüssel der Energiewende: Mehr als die Hälfte des Energiebedarfs in Deutschland entfällt auf Wärme und Kälte. Genau diesen Bereich adressiert das Forschungselement HeatLab. Hier werden thermische Energiesysteme über ein weites Temperaturspektrum hinweg untersucht – von sehr tiefen Temperaturen wie bei Flüssigwasserstoff bis hin zu hohen Temperaturen, wie sie beispielsweise in thermischen Kraftwerken auftreten.
Im Mittelpunkt steht die effiziente Nutzung von Wärmeenergie: ihre Bereitstellung und Verteilung, die Anhebung oder Absenkung des Temperaturniveaus etwa durch Wärmepumpen und Kältemaschinen, die Integration in industrielle Prozesse sowie die Umwandlung in andere Energieformen im Sinne der Sektorkopplung. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung und Bewertung von Konzepten der Kraft-Wärme-Kopplung.
Die Forschungsschwerpunkte des ITES liegen in den Bereichen Wasserstoff, Wärme und Resilienz. Das HeatLab bildet dabei ein wichtiges Bindeglied, insbesondere zwischen Wasserstoff- und Wärmeanwendungen. Es bietet die Möglichkeit, an verschiedenen, untereinander vernetzten Prüfständen gemeinsam mit externen Partnern zu forschen. Durch bereitgestellte Wärme- und Kühlsysteme lassen sich realistische Szenarien aus der Praxis nachbilden. So kann beispielsweise die Einbindung von Wärmepumpen, Organic-Rankine-Kreisläufen (ORC), Wärmespeichern oder Kältemaschinen in ein Modellsystem systematisch untersucht werden.
Die enge Kopplung der Anlagen und Komponenten ermöglicht es, Methoden zum Wärmemanagement und zur Nutzung von Niedertemperatur-Abwärme experimentell zu erforschen. In Kombination mit Simulationsmodellen und KI-Verfahren werden die Ergebnisse in praxistaugliche Lösungen überführt. Das Testfeld erlaubt darüber hinaus, Fragestellungen an der Schnittstelle von Wärme- und Wasserstofftechnologien zu bearbeiten.
Bestehende und geplante Technikumsprüfstände decken unterschiedliche Technologiereifegrade (TRL) ab. Dadurch lässt sich das HeatLab flexibel an verschiedene Fragestellungen aus Forschung und Entwicklung anpassen – von grundlegenden Untersuchungen bis hin zu anwendungsnahen Demonstratoren im Verbund des Energy Lab.
