© Technische Universität Darmstadt, PTW
EE4InG - Begleitforschung Industrie und Gewerbe
Energieeffiziente Lösungen sind schon da, sie müssen nur in den Markt
Prof. Eberhard Abele und Martin Beck Mission Transfer
Im Interview erklären Professor Eberhard Abele und Martin Beck von der Technischen Universität Darmstadt, wie CO2-Emissionen und Primärenergiebedarf in der Industrie reduziert werden kann und wie sich die Know-How-Unterschiede zwischen Forschung und Praxis auflösen lassen.
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Was macht die Begleitforschung Industrie und Gewerbe?
Abele: Im Forschungsprojekt EE4InG betrachten wir die Industrie in ihrer Breite und ermitteln, wo überhaupt Potenziale liegen, die Energieeffizienz zu verbessern oder CO2 belastete Energiequellen zu ersetzen. Schwerpunkte sind die Branchen chemische Verfahrenstechnik, Metallerzeugung und -verarbeitung und Fertigungstechnik. Weiter betrachten wir dazu Technologien wie Hochtemperatursupraleitung, Tribologie und Abwärmenutzung. Zum einen Top-Down: Das heißt, wir nutzen Studien und leiten daraus (vereinfacht gesagt) ab, wo es sich am meisten lohnt, Energie einzusparen. Und Bottom-up: Wo sind heute schon die größten Potenziale in der Industrie, wo gibt es schon Forschungsergebnisse, wie die Energieeffizienz verbessert werden kann? Warum sind diese Dinge noch nicht Stand der Technik? Welchen Forschungsbedarf gibt es, um diese innovativen Methoden oder Technologien in die Anwendung zu bringen?
Wie machen Sie denn diese Bottom-up-Analyse?
Abele: Das sind Fachgespräche mit Unternehmen, die wir jetzt nach und nach machen. Hier bringen wir Akteure aus Unternehmen zusammen und diskutieren, wie Innovationen identifiziert und der Transfer angegangen werden können. Wir wollen und müssen dieses Spannungsfeld mit Wissen auf der einen Seite und der praktischen Umsetzung auf der anderen Seite auflösen. Es geht darum, die Energiepotenziale allem Entscheidern in Unternehmen, Verbänden und Politik präsent zu machen, in die Köpfe zu bekommen und sich auch gegenseitig zu motivieren: So geht es nicht weiter, mit den Methoden und Technologien, wie wir es vorgestern gemacht haben. Es existieren bereits viele innovative Lösungen und die Herausforderung ist diese Innovationen und das Wissen in den Markt zu bekommen.
© ETA-Solutions GmbH
Die Begleitforschung vernetzt also auch die Akteure untereinander?
Beck: Ja, im Grunde ist ein großer Mehrwert dadurch zu erreichen, dass wir es schaffen, durch unsere Begleitforschung Dinge aufzuzeigen, die möglicherweise Synergien auslösen könnten. Also Synergien zwischen bereits etablierten Technologien und neuen Dingen, die bereits am Horizont ersichtlich sind. Das Forschungsprojekt arbeitet deshalb auch eng mit dem Forschungsnetzwerk Industrie und Gewerbe zusammen, da es hier schon eine gute Basis für eine Vernetzung unter den Akteuren gibt. Das Thema Energieeffizienz ist aufgrund der Systemzusammenhänge eines der komplexesten Themen, die es gibt; Maßnahmen stehen immer in Wechselwirkung. Da müssen wir mit Kooperationen arbeiten, weil eine einzelne Wissenschaft immer nur einen Teilaspekt betrachtet. Und da Energielösungen im Unternehmen oft nur über Abteilungs- oder Betriebsgrenzen ihre volle Wirkung entfalten.
Gibt es Beispiele für Synergien, die genutzt werden könnten, um den Energieverbrauch zu senken?
Beck: Die ETA-Fabrik zeigt die energetischen Zusammenhänge einer gesamten Fabrik und dass die Technologien bereits existieren, um Prozesse energieeffizienter zu fahren. Die industrielle Fertigung wird in ihrer Gesamtheit betrachtet und die energetische Optimierung des Systems im Zusammenspiel von Produktionskette und Gebäude untersucht. Die Maschinen sind mit Energiespeichern, der Gebäudetechnik und der Gebäudehülle vernetzt.
Abele: Wir haben im Darmstadt pro Jahr zwischen 1.500 – 2.500 Personen, die da durch die ETA- Fabrik laufen und für die das zu 98 Prozent neue Information und Innovationen sind. Sie finden hier Inspiration und überlegen für ihr Unternehmen: Warum machen wir das denn nicht genauso? Welche Methoden oder Technologien können wir übertragen? Mit solchen Demonstrationsprojekten wie der ETA-Fabrik bekommen die Akteure einen Perspektivwechsel und es entsteht neue Forschung.
Es geht also vielmehr darum das gesamte System als einzelne Technologien oder Branchen hinsichtlich der Energieeffizienz zu betrachten?
Beck: Jedes Unternehmen hat Potenziale, seine Energieeffizienz zu verbessern. Aber wir sehen auch, dass es gar nicht so einfach ist, in bestehende Strukturen einzugreifen und etwas zu ändern. Nehmen Sie etwa den Bereich Kühl- und Kältetechnik, hier ist sehr viel Technik verbaut. Das wäre sehr aufwendig und teuer, das alles umzubauen. Die Frage ist, in welchem Umfang das überhaupt nötigt ist - und ob bestehende Anlagen nicht deutlich performanter betrieben werden können. Mit der Begleitforschung betrachten wir die einzelnen Branchen und ihr Potenzial sowie die möglichen Auswirkungen neuer Technologien, die den künftigen Bedarf stark beeinflussen können.
Welche Technologien oder Branchen werden denn aus Ihrer Sicht künftig viel Energie brauchen?
Abele: Zum Beispiel die Lithium-Ionen-Batteriefertigung für Elektrofahrzeuge. Das ist ein Industriezweig, der künftig auch in Deutschland wachsen wird. Dahinter stecken sehr energieintensive Prozesse: Da geht es unter anderem um komplexe Beschichtungs- und Trocknungstechnologien; und über Prozesse, um die Batteriezellen zu formieren. Das sind riesige Energiemengen, die in so ein Batteriewerk reingehen. Wenn wir über Forschung und Entwicklung die Potenziale erschließen, die Prozesse energieeffizienter hinbekommen, dann hätte das bald einen sehr schnellen Skalierungseffekt. Weiteres wichtiges Thema ist die Digitalisierung: Das mobile Internet 5G hat zum Beispiel mehr Strombedarf als das heutige 4G. Im Hintergrund brauchen wir viel mehr Rechenleistung und ein Großteil der Leistung eines Rechenzentrums wird für die notwendige Kühl- und Kältetechnik benötigt. Auch die Zukunftsszenarien und Prognosen sind Arbeitspakete der Begleitforschung.
Das Interview führte Annika Zeitler, Wissenschaftsjournalistin beim Projektträger Jülich.
