Mit dem Begleitforschungsprojekt sollen Forschung- und Entwicklungsansätze identifiziert werden, welche durch ein erhebliches Potenzial zur Steigerung der Energieeffizienz bzw. zur Reduktion des Primärenergiebedarfs eine Verminderung von CO2-Emissionen mit sich bringen. Das übergeordnete Ziel ist es entscheidende Innovationen energieeffizienter Lösungen zu erkennen und in ihren verschiedenen Anwendungsbereichen zu vernetzen. Hierbei können branchenspezifische Adaptationsentwicklungsarbeiten erforderlich werden (z.B. neue thermische Trennverfahren in der chemischen Industrie, angewandt auf die Trennverfahren in der Nahrungsmittelherstellung oder bei chemischen Reinigern). Im Projekt soll dabei auf Technologien und Methoden im Kontext des Forschungsnetzwerks Energie – Industrie und Gewerbe fokussiert werden:
- vor deren industrieller Einführung noch ein erheblicher Forschungsbedarf besteht, der von Unternehmen alleine nicht gedeckt werden kann, oder
- die zwar schon erfolgreich in einem Zweig der Industrie eingesetzt werden und das Potenzial besteht sie in anderen Bereichen der Industrie einzusetzen, dafür aber noch Aufwand für FuE erforderlich ist.
Zur Erreichung des Ziels „Entscheidende Innovationen erkennen und vernetzen“, ist es erforderlich, Schlüsselthemen aus den Forschungsfeldern und Einzelforschungsprojekten zu verfolgen als auch unabhängig von den Forschungsfeldern Chancen der Energieeinsparung in der Breite des Förderbereichs Eneff:IGHD1 aufzugreifen, um eine zügige und breite Ausnutzung von Innovationschancen zu ermöglichen.
Hierzu muss eine branchen- und technologieneutrale Analyse von Technologie- und Methodenentwicklungen die Basis bilden, basierend auf der Forschungsförderung des BMWi. Darauf aufbauend sind Effizienztechnologien von besonderem Interesse für Industrie und Gewerbe in Deutschland zu
- identifizieren,
- die Innovations- und Diffusionspotenziale zu analysieren,
- die Potenziale zu kommunizieren und zwischen FuE-Teams in Wissenschaft und Industrieforschung zu vernetzen sowie
- Empfehlungen zur Bedeutung von F&E-Maßnahmen und von neuen Energieeffizienz-Technologiebereichen abzugeben.
In die Analyse wird dabei zum einen das klassische Energieeffizienzziel einbezogen, welches sich auf die Reduktion des End- und Primär-Energiebedarfs durch Herabsetzung der Verluste bei Wandlung, Transport, Nutzung und ggf. Speicherung fokussiert. Zum anderen werden Effizienzwirkungen im Kontext des Gesamtsystems in denjenigen Fällen analysiert, wenn ein lokal zum Teil steigender Energiebedarf, z. B. durch Flexibilisierungstechnologien wie Speicher oder zeitlich begrenzte Anlagen- und Maschinenauslastung, zur Synchronisation von Energieangebot und -nachfrage dient und damit den Gesamtwirkungsgrad des Energiesystems (einschließlich der Stromerzeugung) verbessert.
Zur Zielerreichung sollen folgende Schwerpunkte gesetzt werden:
- Identifikation notwendigen FuE-Aktivitäten zur branchenübergreifenden Übertragung von Best-Practice-Ansätzen und Adaption erfolgreicher branchenspezifischer Lösungen auf weitere Branchen.
Hinsichtlich des Umsetzungsstandes von Energieeffizienzmaßnahmen können zwischen einzelnen Branchen erhebliche Unterschiede existieren, die zum Teil durch unterschiedliche, historisch verständliche Wissens- und Erfahrungsstrukturen oder durch unterschiedliche Kostenstrukturen einzelner Branchen und Unternehmensgrößen begründet werden können. Hierbei gilt es, intelligente Lösungen in Einzelbranchen zu identifizieren und diese auf weitere Branchen zu übertragen. Neben der Sichtbarmachung dieser Potenziale sollen hierbei notwendige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten benannt werden.
Die Diversität der verschiedenen Branchen in Industrie und Gewerbe resultiert in branchenspezifischen Lösungen, deren Umsetzung in weiteren Branchen nicht ohne weitere Forschung und Innovation möglich ist. Ziel ist daher, entsprechende Lösungen zu identifizieren, die mithilfe weiterer FuE eine breite Anwendung finden können. - Technologie-Neu- und Methodenentwicklung
Ziel der FuE zur Energieeffizienz in Industrie und Gewerbe ist neben möglichen Verbesserungsinnovationen auch immer die Entwicklung gänzlich neuer Lösungen. Die Grundlagenforschung sowie die Ergebnisse und Empfehlungen des Förderkonzepts Eneff:IGHD liefern hierzu die Basis für neue FuE-Anstrengungen und Innovationen, deren Potenzial regelmäßig neu bedacht und auf ihre Realisierungschancen im technischen und ökonomischen Sinne bewertet werden. Die Zielstellung der Aktivitäten ist daher, entsprechende Forschungsergebnisse der Grundlagenforschung zu erkennen, die jeweiligen Anwendungsoptionen zu bewerten und (bei aussichtsreicher Bewertung) diese für ein beschleunigtes Verfahren zu FuE-Aktivitäten zu empfehlen. - Empfehlungen zur Unterstützung der Realisierung bestehender Potenziale mit verfügbaren Methoden und Technologien unter besonderer Berücksichtigung der bisherigen FuE-Aktivitäten im Energieforschungsprogramm
Die zunehmende Anzahl von bekannten technischen und methodischen Energieeffizienz-Ansatzpunkten in Industrie und Gewerbe führen zu einer Erhöhung der Komplexität für Planer und Entscheider, die sich aber zunehmend auf Branchen oder Technik-Bereich spezialisieren und daher einen Gesamtüberblick der Effizienz-Möglichkeiten vermindern. Ziel ist es daher, das Know-how Defizit zu mindern und steigenden Transaktionskosten bei der Informationsbeschaffung, durch z.B. verbesserte Aus- und Fortbildungsansätze sowie die langfristige Einbindung hochqualifizierten Personals im Themenschwerpunkt, entgegenzutreten.
Aufgrund der herausragenden Bedeutung bzgl. Des Energiebedarfs der drei Branchen-Forschungsfelder
- Fertigungstechnik,
- Chemische Verfahrenstechnik sowie
- Eisen und Stahl,
wird hier ein besonderer Fokus gelegt. Ergebnisse, die in diesem Rahmen erarbeitet werden, sollen beispielhaft übertragen werden. Hierzu werden alle Forschungsfelder regelmäßig in Workshops und darüber hinaus abschließend im Rahmen eines Gesamtworkshops in die Resultate einbezogen.
Zielkatalog
- Zusammenfassend ergibt sich folgender Zielkatalog für das Begleitforschungsprojekt:
- Als Untersuchungsgegenstand stehen im Fokus:
- Individuelle Effizienzpotenziale der Fokus-Branchen-Forschungsfelder:
- Fertigungstechnik
- Chemische Verfahrenstechnik
- Eisen- und Stahl-Erzeugung
- Effizienzpotenziale der weiteren vier Forschungsfelder (Abwärmenutzung, Tribologie, Industrie- und Gasmotoren sowie HT-Supraleitung) und weitere Einzelbranchen und -FuE-Projekten
- Übergreifende Effizienzpotenziale unter Einbeziehung aller Forschungsfelder und Einzelforschungsprojekte
Die Untersuchungsebenen sind:
- Verfügbare Technologien und Methoden zur Energieeffizienz,
- Entwicklung neuer energieeffizienter Technologien