Im Forschungsfeld „Nachhaltige Energiesysteme“ suchen Forscher:innen der TU Clausthal nach Antworten auf die Frage, wie sich mit den fluktuierenden regenerativen Energiequellen eine sichere Energieversorgung gewährleisten lässt. Dabei kooperieren Professor:innen aus den Bereichen Materialwissenschaften, Physikalische Technologien, Energiesystemtechnik, Verfahrenstechnik sowie den Rechts- und Wirtschaftswissenschaften.

Im Zentrum stehen Konzepte, mit denen sich „grüner“ Überschussstrom wandeln, speichern und wieder abrufen lässt. Dazu zählen die Kurzzeitspeicherung elektrischer Energie für die Stabilität der Stromnetze oder die Konversion in stoffliche Medien wie Druckluft und Wasserstoff zur Langzeitspeicherung in unterirdischen Kavernen. Neue Geschäftsmodelle sollen derartige Szenarien für die Energiebranche attraktiv machen, um die Versorgungssicherheit zu erhöhen.

Die Sektorenkopplung zwischen Strom, Wärme, Verkehr und Industrie spielt dabei eine wichtige Rolle, beispielsweise durch Power-to-Gas Anlagen. Regenerative elektrische Energie wird per Elektrolyse in Wasserstoff oder synthetisches Erdgas konvertiert, gespeichert, transportiert und anschließend wieder zurückgewandelt. Wichtige Aspekte sind die Aufklärung grundlegender Prozesse, die Minimierung von Umwandlungsverlusten, die Systemintegration sowie die ökonomische und ökologische Bewertung.