Neue Werkstoffe für eine nachhaltige Energieversorgung

Quelle: Cluster Neue Werkstoffe

80 Prozent weniger Treibhausgasemissionen gegenüber 1990 und eine Reduktion des Primärenergieverbrauchs um 50 Prozent gegenüber 2008 bis zum Jahr 2050, der Ausbau der Erneuerbaren Energien auf 60 Prozent bis 2035 – dies sind die energie- und klimapolitischen Ziele der Bundesregierung.

 

Bildquelle: Siemens AG

 

Nicht nur in Deutschland, auch weltweit ist die Debatte um den Treibhauseffekt, die Erderwärmung und die Erzeugung von Energie in vollem Gange. Die gesellschaftliche, wirtschaftliche und politische Tragweite dieser Themen ist sehr komplex und so bedarf es vieler innovativer und intelligenter Ideen.

Ein wesentlicher Schlüssel sind Neue Werkstoffe im Zusammenspiel mit neuen Produkt- und Verfahrensinnovationen. So lassen sich durch die ganzheitliche Betrachtung von Material, Wärmebilanz und Herstellungskette energieeffiziente Prozesse, beispielsweise in der Keramikproduktion, entwickeln und industriell umsetzen. Es zeigt sich, dass zur Erschließung der Potenziale Neuer Werkstoffe und ihrer Herstellungsprozesse der Austausch entlang von Wertschöpfungsketten und über Branchengrenzen hinweg erforderlich ist.

Ein erfolgversprechender Ansatz im Bereich der Energie- und Ressourceneffizienz ist das Recycling. So können mittels geschlossener Werkstoffkreisläufe Rohstoffe optimal genutzt werden oder der Einsatz von Sekundärrohstoffen zu signifikanten Energieeinsparungen führen. Mit Sekundäraluminium kann beispielsweise einerseits eine zusätzliche Rohstoffquelle erschlossen und zum anderen ein großer Teil an Primärenergie eingespart werden, da die zur Herstellung von Primäraluminium eingesetzte Energie im Sekundäraluminium noch „gespeichert“ ist. Dadurch können Energieeinsparungen von bis zu 95 Prozent erreicht werden. Auch die Systeme der Energiegewinnung profitieren von Werkstoffentwicklungen. So ist die effektive Nutzung des Windes als Energiequelle nur durch den Einsatz von Neuen Werkstoffen möglich, seien es verschleißarme Metalle im Bereich der Getriebe und Gondeln oder faserverstärkte Kunststoffe bei Rotorblättern.

Ähnliche Beispiele finden sich bei der Nutzung der Sonnenenergie durch den Einsatz von optimierten Halbleitermaterialien oder organischen Funktionswerkstoffen in den Solarzellen. Auch Hightech-Gläser in den Modulen tragen deutlich zur Effizienz bei. Ebenso kommen bei der Energiegewinnung aus Biomasse Neue Werkstoffe, beispielsweise als Korrosionsschutzschichten, zum Einsatz.

 

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