IWES – Institut für anwendungsorientierte Forschung

Das Fraunhofer IWES wurde 2009 gegründet und ist seitdem kontinuierlich gewachsen. Mit der Zusammenlegung des Fraunhofer IMWS-Kompetenzfeldes mit den Wasserstoffaktivitäten des Fraunhofer IWES betreiben wir neben Bremerhaven auch in Leuna und Görlitz Standorte mit unterschiedlichen Schwerpunkten der Wasserstoffwertschöpfungskette.

Der IWES-Markenkern ist das Testen, Messen und Validieren von Komponenten rund um die Windenergie- und Wasserstofftechnologien sowie die Qualifizierung von Standorten für die zukünftige Gewinnung von Windenergie. Durch unsere Arbeit, Forschung und innovativen Methoden sichern wir die Investitionen unserer Auftraggeberinnen und Auftraggeber in technologische Weiterentwicklungen.

Wir verkürzen Innovationszyklen, beschleunigen Zertifizierungsvorgänge und erhöhen die Planungsgenauigkeit. Im Rahmen unserer »Strategie 2025« erweitern wir unsere Ausrichtung mit Forschungsaktivitäten zu den Themen Digitalisierung, Sektorkopplung und Projektierungsoptimierung sowie zum Betrieb von Windenergieanlagen und -parks.

An neun Standorten beschäftigt das IWES mehr als 300 Wissenschaftlerinnen, Wissenschaftler und Angestellte sowie circa 100 Studierende. Davon sind rund 35 Mitarbeitende im Geschäftsfeld Wasserstofftechnologie aktiv.

Nachhaltigkeit bildet die Klammer um die IWES-Forschung für zukunftsweisende Entwicklungen, Materialien und Produkte. Innerhalb unseres Instituts haben wir entsprechende Schwerpunkte und Maßnahmen definiert, die wir kontinuierlich evaluieren und weiterentwickeln. Wir stärken fortwährend das Bewusstsein unserer Mitarbeitenden für nachhaltiges Handeln.

Geeignete Maßnahmen helfen, den institutseigenen CO₂-Fußabdruck zu verringern. Mit unseren Ressourcen und insbesondere mit gefährlichen Stoffen gehen wir überaus verantwortungsvoll um. Durch unsere Arbeit nehmen wir großen Einfluss auf nachhaltiges Handeln. So reduzieren wir beispielsweise den Wasserverbrauch und die Umweltverschmutzung und minimieren die negativen Auswirkungen unserer Technologien. Unser Ziel ist, Windenergie und Wasserstoff so umweltverträglich wie möglich zu erzeugen und zu verwenden.

Als Teil der Fraunhofer-Gesellschaft betreibt das IWES anwendungsorientierte Forschung zum Nutzen für Wirtschaft und Gesellschaft. Als Brancheninstitut mit Fokus auf Windenergie- und Wasserstofftechnologien ist der Schulterschluss mit Industriepartnern für uns existenziell. Ihre Direktaufträge sind eine tragende Säule der Institutsfinanzierung und Voraussetzung für Erfolg und Wachstum. Unsere Forschungsaktivitäten sind, unter Wahrung größter Vertraulichkeit, konsequent auf die Bedarfe der Industrie und ihre zeitliche Taktung ausgerichtet. Unsere Leistungen und Methoden dienen der Lösung drängender und künftiger Probleme. Das IWES trägt mit zahlreichen angemeldeten Patenten zur Innovationskraft weltweit bei. Zudem leisten wir wesentliche Beiträge zur Energiewende – für eine lebenswerte, globale Zukunft.

Die positive Entwicklung der Windenergie basiert auf einer technologisch hochentwickelten Anlagentechnik als Ergebnis innovativer Forschung. Beispielhaft hierfür steht der durchgängige Prozess der Rotorblattentwicklung. Von der Beschreibung des Windfeldes über die Material- und Bauteilqualifikation bis zum Test kompletter Rotorblätter erforscht und validiert das IWES das gesamte Rotorblattspektrum.

Wir betreiben Prüfstände für Rotorblätter, Großlager, Tragstrukturen, Gondeln sowie Materialtestlabore, um neue Designs experimentell zu analysieren und mit Computermodellen abzugleichen. Zudem führen wir Messungen an Anlagen im Betrieb durch und erfassen Wind, Wellen und Strömung mit innovativen Verfahren. Durch technologischen Fortschritt Zukunft gestalten – das Fraunhofer IWES steht für eine nachhaltige Entwicklung zum Wohle der Gesellschaft.

Um konkrete Lösungen zu entwickeln, arbeiten wir eng mit der Industrie zusammen, zum Beispiel für

• die beschleunigte Markteinführung neuer Anlagendesigns,
• die Installation schallarmer Offshore-Anlagen,
• die Verhinderung gegenseitiger Abschirmung in Windparks,
• die Verbesserung der Fertigungsqualität von Rotorblättern,
• die exakte Berechnung des Windpotentials einzelner Standorte.

Grüner Wasserstoff ist ein Schlüsselelement zur nachhaltigen Rohstoffversorgung der Industrie und zum Erreichen der Klimaziele. Mit der Zusammenlegung des Fraunhofer IMWS-Kompetenzfeldes mit den Wasserstoffaktivitäten des Fraunhofer IWES sowie dem Aufbau und Betrieb der drei Hydrogen Labs in Bremerhaven, Leuna und Görlitz bietet das IWES erstmalig eine digital vernetzte Infrastruktur. Aus einer Hand können wir ihre Testkapazitäten und Auslastung optimal steuern und Kundinnen und Kunden Angebote mit optimierter zeitlicher Verfügbarkeit machen.

Wir verfügen über Test- und Qualifizierungskapazitäten der dazu notwendigen Elektrolyse- und Brennstoffzellensysteme von bis zu 26 Megawatt (MW). Das unterstützt den benötigten Markthochlauf von H₂-Technologien, den wir durch Bündelung unserer Wasserstoffaktivitäten im Norden und Osten Deutschlands noch beschleunigen.

Der Wasserstoff-Wertschöpfungsprozess unserer digital verknüpften Hydrogen Labs:

• CO₂-neutrale Stromerzeugung durch Offshore- und Onshore-Energiegewinnung,
• Optimierung der Elektrolyse und der Produktion der dabei eingesetzten Anlagen,
• Nutzung – etwa in der chemischen Industrie – sowie Speicherung und Transport von grünem Wasserstoff.

Der Übergang zu einem dezentralen Energiesystem mit volatiler erneuerbarer Energieerzeugung benötigt besondere Lösungen für den stabilen und sicheren Netzbetrieb. Dieses künftige Energiesystem wird insbesondere von erneuerbaren Energiequellen und Wasserstofftechnologien geformt. Für das Fraunhofer IWES steht dabei die Nutzung von Strom aus Windenergieanlagen zur Erzeugung von Wasserstoff im Fokus.

Windenergie- und Wasserstoffproduktion ergänzen einander: Wasserstoff als Energieträger macht (Wind-)Energie speicher- und transportierbar. Dadurch geht bei hohem Windaufkommen keine Energie durch Abregelung verloren. Insbesondere in der Stahl- und Chemieindustrie, aber auch in anderen Industrien, können grüner Wasserstoff und seine Syntheseprodukte erheblich zur Dekarbonisierung beitragen.

Durch die Zusammenlegung der Windenergie- und Wasserstoffaktivitäten können wir sektorübergreifend an Lösungen für das Energiesystem der nahen Zukunft arbeiten. Von der windbasierten Energieerzeugung über die Wasserstofferzeugung bis zur Netzintegration decken wir das Zusammenspiel großer regionaler Energieerzeugungs-, Speicherungs- und Verbrauchseinheiten kompetent ab.