2. November 2023
Die Energienetze in Deutschland und Europa stehen vor einem Umbruch. Große fossile Kraftwerke werden zunehmend durch erneuerbare Energien ersetzt. Damit einher geht eine zunehmend komplexere, intelligente Vernetzung, die eine rechenintensive Steuerung sowie erhöhte Cybersicherheit erfordert. Quantentechnologien bieten in diesem Zusammenhang vielversprechende Potenziale. Im NRW-Projekt Qugrids, das vom Forschungszentrum Jülich koordiniert wird, wollen Energie- und Quantenforscher:innen nun gemeinsam untersuchen, inwiefern sich die Zukunftstechnologie nutzbringend für die Planung und den Betrieb von Energienetzen einsetzen lässt.
Quantencomputer versprechen, bestimmte Aufgaben deutlich schneller und effizienter zu lösen, als es mit herkömmlichen Rechnern möglich ist. Die auf quantenphysikalischen Effekt basierende Quantenverschlüsselung, auch Quantenkryptografie genannt, bietet zudem enormes Potenzial, um vertrauliche Kommunikation und digitale Steuerungen zuverlässig vor Cyberangriffen zu schützen.
„Quantencomputing und Quantenkommunikation können zu einem echten Game Changer werden!“
Durch den Ausbau erneuerbarer Energien stehen die Energienetze in Deutschland und Europa vor einem Umbruch. Große, fossile Kraftwerke werden durch eine zunehmende Zahl an kleineren Stromerzeugern ersetzt, die oftmals dezentral organisiert und stärker miteinander gekoppelt sind, was eine komplexere Steuerung und Vernetzung voraussetzt. Gleichzeitig wird der Stromverbrauch in den nächsten Jahren durch den vermehrten Einsatz von Wärmepumpen und die zunehmende Zahl der Elektroautos weiter steigen – es muss noch mehr Strom durch die Netze verteilt werden.
„Der rechnerische Aufwand setzt uns hier tatsächlich Grenzen. Mit unseren bestehenden Infrastrukturlösungen sind wir bisher nicht in der Lage, die Energie- und Stromnetze so flexibel zu gestalten, dass sie eine vollkommen erneuerbare Energieversorgung unterstützen“, erklärt Qugrids-Koordinator Prof. Andrea Benigni vom Forschungszentrum Jülich. „Quantencomputing und Quantenkommunikation können in diesem Fall zu einem echten Game Changer werden“, so der Experte für Energiesystemtechnik und Direktor am Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-10).
Das Projekt Qugrids, in dem Energie- und Quantenforscher:innen des Forschungszentrums Jülich, der RWTH Aachen University, des Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT sowie der Universität Münster miteinander kooperieren, startete am 1. November 2023 und wird mit 3 Millionen Euro durch das Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.
Ziel von Qugrids ist es, die Wertschöpfung an der Schnittstelle von Quantentechnologien und Energiesystemtechnik zu ermöglichen und durch die Zusammenarbeit führender Akteure aus NRW einen verbindenden Knotenpunkt für Hochschulen, Forschungsinstitutionen und private Unternehmen zu etablieren.
Das Vorhaben stützt sich auf drei Säulen. Qugrids wird:
Die Förderlinie „Profilbildung“ ist ein Teil einer übergreifenden, themenoffenen Forschungsförderung, die sich auf einen fach- und disziplinübergreifenden Ansatz stützt und Hochschulen und Forschungseinrichtungen in NRW bei ihrer Profilierung, Schwerpunktbildung und Vernetzung stärken und unterstützen soll. Anknüpfend an vorhandene Stärken sollen Potentialbereiche in NRW ausgebaut werden, damit diese zu einer maßgeblichen Weiterentwicklung der Forschungsprofile der jeweiligen Einrichtung beitragen können. In der Förderrunde 2022 werden insgesamt zehn neue Projekte gefördert, mit einer Gesamtsumme von rund 27 Millionen Euro.
NRW-Wissenschaftsministerin Ina Brandes: „In Nordrhein-Westfalen wird die Zukunft erdacht, erforscht und entwickelt. Mit unserem Förderprogramm schaffen wir Freiräume für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, Themenfelder zu besetzen und sich untereinander über verschiedene Fachdisziplinen hinweg zu vernetzen. So entstehen innovative Ideen, die den Alltag der Menschen leichter machen.“
Director
Director
Head of the division HPC for Quantum Systems Head of the Jülich UNified Infrastructure for Quantum computing (JUNIQ) Group Leader of the Research Group Quantum Information Processing Professor Quantum Information Processing at RWTH Aachen University Spokesperson of Helmholtz Information Program 1, Topic 1, and PI in Topics 1 and 2
Director, Institute for Quantum Computing Analytics PGI-12
Director, Institute for Quantum Control PGI-8
