Energie an der JLU

Energieeffizienz und Klimaschutz haben an der Justus-Liebig-Universität Gießen einen hohen Stellenwert. Die JLU verfolgt dabei einen ganzheitlichen Ansatz: Einerseits werden in Forschungsprojekten innovative Lösungen entwickelt, andererseits werden durch betriebliche Maßnahmen konkrete Einsparungen und Verbesserungen erzielt und kontinuierlich weitergeführt.

Neben diesen betrieblichen Aktivitäten schafft die Universität gezielt wissenschaftliche und organisatorische Rahmenbedingungen, um Energiethemen langfristig zu stärken. Neue Forschungsinfrastrukturen wie das „GC-ElMaR – Giessen Center for Electrochemical Materials Research“ und interdisziplinäre Zentren wie das „Zentrum für Materialforschung (ZfM)“ bieten Raum für Innovation und sorgen dafür, dass Erkenntnisse aus der Forschung auch in der Praxis wirksam werden.

Strukturelle Maßnahmen / Betriebliche Projekte

Ein zentrales Ziel ist der Aufbau eines umfassenden Energiemanagements. Gebäude und Betriebsabläufe sollen durch bauliche, technische und organisatorische Maßnahmen effizienter und ressourcenschonender gestaltet werden. Dabei gilt es, mit teils komplexen Rahmenbedingungen umzugehen – beispielsweise durch die geteilten Zuständigkeiten zwischen dem Land Hessen als bauverantwortliche Stelle und der JLU, sowie durch die enge Abstimmung mit externen Beteiligten.

Im Jahr 2017 wurde mit Mitteln des Landes Hessen ein energetischer Masterplan für den Gebäudebereich der JLU entwickelt und 2022 weiterentwickelt. Darin wurden gebäudespezifische Energie- und CO₂e-Bilanzen erstellt, zentrale Gebäude energetisch bewertet und die Ergebnisse in einen Katalog aus kurz-, mittel- und langfristigen Maßnahmen überführt. Auf dieser Basis wurden im Rahmen des »CO₂-Minderungs- und Energieeffizienzprogramms für Hochschulen« (COME) größere Vorhaben initiiert, die sowohl den Energieverbrauch reduzieren als auch die eigene Stromproduktion stärken sollen.

Zwischen 2019 und 2022 hat die JLU verschiedene Maßnahmen umgesetzt, um den Energiebedarf ihrer Bestandsgebäude zu senken (z.B. hydraulische Abgleiche an Heizsystemen, optimierte Kühlungsanlagen und Einsatz freier Kühlung, Modernisierung von Lüftungsanlagen, Minimierung von Wärmeverlusten durch Fassadensanierung).

LED-Umrüstung in Klimakammern und Gewächshäusern

Für die biologische Forschung sind Klimakammern und Gewächshäuser von zentraler Bedeutung, da sie eine kontrollierte Pflanzenkultivierung unabhängig von äußeren Witterungsbedingungen ermöglichen. In der Vergangenheit kamen dort überwiegend Natriumdampf- und Metallhalogendampflampen zum Einsatz, die jedoch energieintensiv sind und eine starke Abwärme erzeugen. Am Interdisziplinären Forschungszentrum (iFZ) wurden zwischen 2019 und 2022 sieben große und sieben kleine Klimakammern auf moderne LED-Lichtdecken umgerüstet. Dadurch sank der Strombedarf für Beleuchtung um über 50 % und der Kühlaufwand deutlich. Auch in den Gewächshäusern ermöglichen LED-Leuchtmittel die gleiche Lichtleistung bei nur einem Drittel des bisherigen Energieverbrauchs.

Projekte in den Bereichen Energieverbrauchs-Controlling und Energietransformation

Wie viel Energie ein Gebäude tatsächlich verbraucht – und wo Einsparungen möglich sind – wird künftig an der JLU viel genauer sichtbar.

Hierzu wurden zukunftsweisende Projekte an der JLU ins Leben gerufen, gefördert durch das Land Hessen. Diese Vorhaben sind beim Dezernat E (Liegenschaften, Bau und Technik) angesiedelt.

Um den Energieeinsatz transparenter zu machen, baut die JLU seit 2021 eine moderne Zählerinfrastruktur auf. Ziel des Projekts „Effizientes Energieverbrauchscontrolling“ ist ein präzises Energiemonitoring, das Einsparpotenziale sichtbar macht und Effizienzmaßnahmen überprüfbar macht. Eingesetzt werden u. a. Funk-Sensoren und programmierbare Thermostate (s. Foto oben), die die Raumtemperatur außerhalb der Nutzungszeiten automatisch absenken.

Das Projekt „Energietransformation nachhaltig und sicher gestalten“ entwickelt Strategien zur CO₂-Reduktion. Es untersucht Photovoltaik- und Solarthermie-Potenziale, plant den Ersatz fossiler Heizsysteme und bewertet Sanierungsmaßnahmen im Betrieb.

Forschungsinfrastruktur und Organisation

Die JLU investiert nicht nur in betriebliche Maßnahmen, sondern schafft auch Forschungsbedingungen, um Energiethemen wissenschaftlich voranzubringen. Beispiele hierfür finden sich nachfolgend.

GC-ElMaR: Neue Forschungsinfrastruktur für nachhaltige Energiematerialien an der JLU

Mit dem Giessen Center for Electrochemical Materials Research (GC-ElMaR) entsteht bis 2026 ein hochmodernes Forschungsgebäude (3.500 m²). Mit einem Investitionsvolumen von rund 66 Mio. €, zu gleichen Teilen finanziert von Land Hessen (HEUREKA) und Bund, entsteht ein zukunftsweisender Standort für elektrochemische Materialforschung.

Das interdisziplinäre Zentrum vernetzt Chemie und Physik und bietet modernste Infrastruktur, um leistungsfähige, langlebige und nachhaltige Energiematerialien zu erforschen. So werden dort Festkörperbatterien, elektrochemische Grenzflächen und weitere Energiespeicher erforscht – Schlüsseltechnologien für Elektromobilität, Netzstabilität und Energiewende. So leistet das GC‑ElMaR einen entscheidenden Beitrag zu CO₂-Reduktion und Dekarbonisierung.

Innovative Materialforschung für die Energiewende

Als interdisziplinäres Zentrum bündelt das ZfM die materialwissenschaftliche Expertise der JLU. Ein Schwerpunkt liegt im Spitzenforschungsbereich „Material und Energie“. Hier arbeiten Forschende an Batteriematerialien, molekularen Energiespeichern, Photovoltaik, Photoelektrochemie und Katalyse. Zudem baut das ZfM Kooperationen mit Industrie- und internationalen Partnern auf und fördert den wissenschaftlichen Nachwuchs.

https://www.uni-giessen.de/de/fbz/zentren/lama

Forschungsbezogene Projekte / Initiativen im Bereich Energie

Darüber hinaus engagiert sich die JLU in zahlreichen Initiativen, die wissenschaftliche Erkenntnisse im Bereich Energie erweitern und in die Praxis übertragen. Eine Auswahl aktueller Projekte wird im Folgenden vorgestellt.

Exzellenzcluster POLiS: Post Lithium Storage

Das Physikalisch-Chemische Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen beteiligt sich am einzigen deutschlandweiten Exzellenzcluster für Batterieforschung, der unter der Federführung der Universität Ulm und des Karlsruher Instituts für Technologie umgesetzt wird. Der Exzellenzcluster »POLiS: Post Lithium Storage« wird seit 2019 im Rahmen der Exzellenzstrategie von Bund und Ländern gefördert und ist für weitere sieben Jahre bis 2033 bewilligt. Ziel ist die Entwicklung neuer Batteriematerialien und Technologiekonzepte, um elektrische Energie leistungsfähig und nachhaltig speichern zu können.

Im Fokus steht die Erforschung sogenannter Post-Lithium-Batterien, die auf Elementen wie Natrium, Magnesium, Calcium, Aluminium oder auch Chlorid-Ionen basieren. Diese Alternativen sollen ermöglichen, ohne Lithium und andere kritische Rohstoffe auszukommen. Von Anfang an fließen auch Recycling-Aspekte in die Entwicklung ein, um die gesamte Wertschöpfungskette ressourcenschonend zu gestalten.

Das JLU-Forschungsteam war von 2018 bis 2025 als externe Gruppe eingebunden und zählt in der zweiten Förderphase (2026 bis 2033) zu den Antragstellenden. Mit POLiS II rückt die Realisierung kompletter Vollzellen in den Mittelpunkt. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis der Wechselwirkungen zwischen den Batteriekomponenten innerhalb der gesamten Zelle.

Besonders macht POLiS die große Vielfalt an untersuchten Materialien und Shuttle-Ionen: Sowohl organische als auch anorganische Substanzen, Festkörper wie Flüssigkeiten werden betrachtet. Dabei steht Nachhaltigkeit stets im Zentrum – unterstützt durch Lebenszyklus-Analysen, Sustainability Screenings und die frühzeitige Identifikation von möglichen Engpässen bei Rohstoffen.

Die elektrochemische Energiespeicherung gilt als Schlüsselelement einer nachhaltigen Energietechnologie. Mit seiner langfristigen Forschung leistet POLiS einen entscheidenden Beitrag, um praxistaugliche und zugleich ökologisch tragfähige Speicherlösungen für die Energiewende bereitzustellen.

https://www.postlithiumstorage.org/de/

Forschungsgruppe für molekulares Management von Sonnenenergie

Sonnenenergie ist ein wichtiger Baustein für die Energieversorgung, ihre schwankende Verfügbarkeit stellt jedoch hohe Anforderungen an die Speicherung. Die Forschungsgruppe FOR 5499 „Molekulares Management von Sonnenenergie – Chemie von MOST-Systemen“ widmet sich unter Federführung der Universität Gießen der Entwicklung neuer molekularer Materialien: Fotoschaltbare Moleküle werden durch Licht in einen energiereichen Zustand versetzt und können diese Energie später durch einen Auslöser wie Wärme oder Licht wieder abgeben. Um Moleküle mit hoher Speicherkapazität, Stabilität und Wiederverwendbarkeit zu entwickeln, arbeiten Forschungsteams aus Chemie, Modellierung und Anwendungsforschung eng zusammen. Erste Tests in Demonstrationsgeräten sind Teil des Konzepts.

Beteiligt an der Forschung sind neun Arbeitsgruppen an sechs Universitäten:

• Justus-Liebig-Universität, Gießen
• Eberhard-Karls-Universität, Tübingen
• Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg
• Friedrich-Alexander-Universität, Erlangen-Nürnberg
• Goethe-Universität, Frankfurt am Main
• ICMAB-CSIC Barcelona, Spanien

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert die Gruppe über einen Zeitraum von zunächst vier Jahren mit rund 4,8 Millionen Euro.

https://www.youtube.com/@YTFORMOST5499

Weitere Projekte aus dem Bereich Materialforschung siehe https://www.uni-giessen.de/de/fbz/zentren/lama/Platt/projekte