Forschung für eine effizientere Industrie

Vor einem Jahr beschlossen die Eidgen?ssischen R?te auf Antrag des Bundesrats, die Energieforschung in der Schweiz finanziell zu st?rken. Dies im Zusammenhang mit der im Nachgang an Fukushima avisierten Energiewende. Als Kernst¨¹ck der F?rdermassnahmen wurden acht Energieforschungs-Kompetenzzentren (SCCER, f¨¹r englisch Swiss Competence Centers for Energy Research) geschaffen. Sechs davon sind bereits aktiv, mit zwei Zentren im Bereich Effizienz nehmen nun die letzten beiden SCCER ihren Betrieb auf. Bei einem davon liegt die Leitung an der ETH Z¨¹rich.

ETH-News: Worum geht es im neuen ?SCCER Effizienz von industriellen Prozessen??
Philipp Rudolf von Rohr: Der Bund m?chte mit seiner Energiestrategie erreichen, dass die verarbeitende Industrie bis im Jahr 2050 zwanzig bis vierzig Prozent weniger Energie verbraucht. Einerseits kann man das ¨¹ber Effizienzsteigerungen bestehender Herstellungsprozesse erreichen, anderseits ¨¹ber v?llig neue energiearme Herstellungskonzepte. Wenn man es beispielsweise schafft, auf einen Teilprozess zu verzichten, muss man ihn nicht mehr optimieren. Forschungs- und Entwicklungsbedarf gibt es da auf verschiedenen Ebenen. An der ETH Z¨¹rich haben mehrere Professuren grosse Erfahrung auf diesem Gebiet. Das d¨¹rfte auch der Grund sein, warum der Bund uns gebeten hat, dieses Kompetenzzentrum zu leiten.

K?nnen Sie weitere Beispiele geben f¨¹r Ans?tze, die verfolgt werden sollen?
Ich kann Ihnen zwei Beispiele von bestehenden ETH-Projekten geben. Rechenzentren sind grosse Energieverbraucher, weil die Computer gek¨¹hlt werden m¨¹ssen. Heute werden in Datenzentren die R?ume gek¨¹hlt. ETH-Professor Dimos Poulikakos arbeitet an der direkten Wasserk¨¹hlung einer neuen Generation von Computerchips, welche effizienter ist. Ein anderes Beispiel ist die chemische und pharmazeutische Industrie, mit der ich mich seit langem befasse. Derzeit laufen in dieser Branche Bestrebungen, auf effizientere Herstellungsmethoden umzustellen. Bisher wurden kleinere Mengen an Chemikalien meist im sogenannten Batch-Verfahren produziert. Dabei m¨¹ssen Reaktionsgef?sse immer wieder erhitzt und abgek¨¹hlt werden. Im Vergleich dazu haben kontinuierliche Herstellungsprozesse nicht nur einen geringeren Energiebedarf, sondern produzieren in der Regel auch weniger Abfall und nutzen die Ausgangsmaterialien besser.

Sind 40 Prozent Energieeinsparung in der Industrie ¨¹berhaupt realistisch?
Ich bin zuversichtlich, dass wir ein Zwischenziel ¨C 10 Prozent Einsparungen bis 2020 ¨C erreichen werden. Doch ich muss zugeben: 40 Prozent Einsparungen sind sehr ambitioniert, denn in den letzten Jahren hat die Industrie ihre Prozesse bereits stark optimiert. Einzelne Prozesse k?nnen daher nur noch beschr?nkt verbessert werden. Betrachtet man die Systeme grossr?umig, ist jedoch mehr Potenzial vorhanden. Auch daran wird an diesem SCCER geforscht. Beispielsweise daran, wie man Industrieabw?rme st?rker in Fernw?rmenetzen nutzen kann oder diese W?rme mit Erdw?rme, Solarenergie oder Biomasse auf h?here Temperaturen bringt, um damit Strom zu erzeugen. Dieses Teilprojekt leitet die EPFL. Neben dieser Hochschule und der ETH Z¨¹rich beteiligen sich an dem SCCER auch die Fachhochschulen Ostschweiz und Luzern.

Urspr¨¹nglich plante der Bund, im Bereich Effizienz ein einziges SCCER zu schaffen, das sowohl die industriellen Prozesse als auch die Geb?udetechnik umfasst.
Ja, aber wir haben erkannt, dass das Feld uneinheitlich ist. Deshalb hat der Bund den Bereich auf zwei Kompetenzzentren aufgeteilt. Ein neues SCCER unter der Leitung der Empa befasst sich mit Effizienzsteigerungen in der Geb?udetechnik, wir leiten jenes zu den industriellen Prozessen. Auch der Bereich unseres SCCER ist sehr divers. Die Ans?tze zur Effizienzsteigerung in verschiedenen Branchen und ihren Prozessen k?nnten unterschiedlicher nicht sein. Erschwerend ist, dass sich die Prozessindustrie schnell wandelt. Wir wissen heute nicht, welche Industriezweige auch in den n?chsten Jahrzehnten in der Schweiz produzieren und ob einige ihre Produktion ins Ausland verlagern werden. Daher ist es nicht einfach zu entscheiden, auf welche industriellen Prozesse wir uns in dem SCCER fokussieren sollen.

Wie gehen Sie damit um?
Einerseits m?chten wir im ersten Teilprojekt, das wir nun mit Hochdruck vorantreiben, detailliert analysieren, welche Industrien besonders energieintensiv sind. In diesen Bereichen m?chten wir in den anderen Teilprojekten Schwerpunkte setzen. Andererseits wird sich ein Teilprojekt des SCCER explizit mit Prozesstechnologien besch?ftigen, die branchen¨¹bergreifend die Energieeffizienz verbessern sollen. Dabei geht es beispielsweise darum, h?ufig verwendete Komponenten wie zum Beispiel W?rmetauscher oder Speichersysteme zu verbessern. Dies sind Komponenten, die praktisch in allen Branchen anzutreffen sind.