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Forscher untersuchen in welchen Industrieprozessen sich solare Prozesswärme am besten einsetzen lässt. Im Bild zu sehen sind großformatige Flachkollektoren.
© Universität Kassel
Solare Prozesswärme
22.06.2016

Kollektoren heizen der Autoindustrie ein

Die Solarthermie hat bis 250 Grad Celsius großes Potenzial. Abseits von Raumwärme und Trinkwarmwasser wird davon jedoch nur ein Bruchteil für andere Zwecke genutzt. Daher wollen Forscher solare Prozesswärme in der Autoindustrie nutzbar machen. Nun startete ein deutsch-österreichisches Gemeinschaftsprojekt.

Etwa die Hälfte des deutschen Wärmeverbrauchs entfallen auf die Heizungsunterstützung, knapp 40 Prozent auf die Prozesswärme, der Rest wird für Trinkwarmwasser benötigt. Bisher beträgt der Solarthermie-Anteil an der regenerativen Wärmebereitstellung lediglich knapp über fünf Prozent. Bis 2020 will die Bundesregierung 14 Prozent der gesamten Wärmebereitstellung mit erneuerbaren Energien erreichen. Dafür müssen alternative Technologien, wie die Solarthermie, in größerem Umfang Anwendung finden.

Der Niedertemperaturbereich mit Temperaturen bis zu 100 Grad Celsius macht rund 21 Prozent des industriellen Wärmebedarfs aus. Zusammen mit dem Mitteltemperaturbereich bis 250 Grad Celsius – etwa zehn Prozent – ergibt sich ein technisches Potenzial von rund 16 TWh für die solare Prozesswärme. Es können demnach mehr als drei Prozent des gesamten Wärmebedarfs in der Industrie durch CO2-freie Solarwärme gedeckt werden. Bisher wird dieses Potenzial jedoch bei weitem nicht ausgenutzt. Entscheidend sind hauptsächlich die bisher noch sehr geringen Erfahrungen mit dem Einsatz solarer Prozesswärme und der damit einhergehenden Unsicherheit von Solarplanern und -beratern sowie die komplexen Fragestellungen bei Planung und Installation, die zu relativ hohen Systemkosten führen. 

Hier setzt ein neues Forschungsprojekt an. Wissenschaftler wollen innerhalb des deutsch-österreichischen Forschungsprojekts SolarAutomotive die solare Prozesswärme in der Automobil- und Zulieferindustrie einsetzen. „Das Vorhaben soll dazu beitragen, Umsetzungsbarrieren solarer Prozesswärme abzubauen sowie die Leistung zu steuern und diese Anwendung attraktiver zu machen“, sagt Dr. Bastian Schmitt, Leiter Prozesswärme an der Universität Kassel. Die Forscher untersuchen an 20 Standorten – davon 12 von deutschen Unternehmen – für welche Prozesse sich Solarwärme am besten eignet und wie sich die Anlagen effizient und wirtschaftlich umsetzen lassen. Dazu werten die Wissenschaftler alle Prozesse aus, die in der Automobil- und Zulieferindustrie anfallen und entwickeln daraus resultierend Konzepte zur Nutzung solarer Wärme.

Ergebnisse fließen in wegweisende Projektideen

Die Standortuntersuchungen können dazu genutzt werden, allgemeingültige Integrationskonzepte für solare Prozesswärme abzuleiten, welche dann für Forschung und Entwicklung sowie die Solarindustrie genutzt werden können. „Aus den 20 firmenspezifischen Integrationskonzepten sollen dann schließlich allgemeingültige Konzepte zur Integration von Solarwärme in bestehende Prozesse abgeleitet werden, die dann in beliebigen Branchen genutzt werden können“, erklärt Schmitt. Zudem fließen die Ergebnisse in die Entwicklung computerunterstützter Werkzeuge, die sowohl Planungsdauer und -kosten erheblich verkürzen als auch die Qualität und Effizienz der umgesetzten Anlagen erhöhen sollen. Das soll Solarfirmen, Ingenieurbüros und Energieberater dabei helfen die Planungsdauer als auch Kosten zu reduzieren.

Zusätzlich werden bis zu acht sogenannte Leuchtturmprojekte angestoßen – bis zu fünf davon bei deutschen Unternehmen. Bastian Schmitt ist zuversichtlich: „Das stärkt zum einen die solare Prozesstechnik als verlässliche Technologie und erhöht zum anderen die nachhaltige Wärmebereitstellung in der Industrie.“

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