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Energieeffizienz-Forschung

Vor dem Hintergrund der Neuausrichtung des Energiesystems im Zuge der Energiewende auf mehr Umweltverträglichkeit bei gleichzeitiger Gewährleistung einer zuverlässigen und bezahlbaren Energieversorgung hat die Energieforschung eine hohe Priorität. Die Energieforschung in Deutschland deckt daher ein breites Themengebiet ab. Hauptkategorien des aktuellen Energieforschungsprogramms der Bundesregierung sind Energieeffizienz und Erneuerbare Energien sowie Nukleare Sicherheit und Kernfusion.

Einen hohen Stellenwert in der Energieforschung haben systemorientierte Ansätze, die keine isolierte Betrachtung einzelner Forschungsfragen verfolgen, sondern direkt die Wechselwirkungen mit anderen Bereichen fokussieren. Zu den zentralen systemübergreifenden Themenfeldern der nationalen Energieforschung zählen z.B. Forschungsvorhaben, die sich mit den Themen Netze, Energie-Speicherung oder energetische Optimierung von Industrieprozessen befassen. Zudem gewinnt in der Energieforschung die nationale und internationale Vernetzung der Forschungsvorhaben und Forschungseinrichtungen immer mehr an Bedeutung. 

 
Energetische Optimierung von Gebäuden und Industrieprozessen im Fokus

Energieeffizienz-Themen stehen in vielen Forschungsbereichen als Subthemen auf der Agenda. Gleichwohl gibt es im Energieforschungsprogramm der Bundesregierung einen eigenen Foschungsbaustein zur Energieeffizienz im Gebäudebereich sowie auf dem gewerblich-industriellen Sektor.l


Energieeffizienz in Gebäuden, Quartieren und Städten

Vor dem Hintergrund der Klimaschutzziele von Bund und Ländern ist es das Ziel, gerade die großen Einsparpotenziale im Gebäudesektor zu erschließen. Hier fallen in den Bereichen Heizen, Kühlen, Warmwasser sowie Beleuchtung und Elektrogeräte etwa 40 Prozent des gesamten nationalen Primärenergiebedarfs an.

Zentrale Forschungsfelder zur Erschließung der Potenziale sind die Umstellung auf hocheffiziente Heizungs- und Kühltechniken, Konzepte für multifunktionale Gebäudehüllen, die Weiterentwicklung von Solaraktiv- und Nullenergiehäusern sowie intelligent vernetzte Energieerzeugungseinheiten in Gebäuden und Quartieren mit dezentralen Mini-Kraftwerken und solaren Wärmenetzen.

Eine wichtige Funktion für die Forschung  haben Demonstrationsvorhaben, die als Leuchtturmprojekte die Basis für die breite Anwendung bilden können.

Auf Bundesebene wurde dazu ein spezielles Forschungsnetzwerk initiiert, das sich mit dem Aspekt der Energieeffizienz in Gebäuden und Quartieren beschäftigt. In dem Netzwerk werden die anwendungsorientierten Fördermaßnahmen gebündelt. So sollen neue Innovationen für die Baupraxis entwickelt und bestehende Förderstrategien gezielt und systematisch weiterentwickelt werden.

 

Energieeffizienz im Industrie- und GHD-Sektor

Die zweite zentrale Säule in der Energieeffizienz-Forschung sind als weitere Energiegroßverbraucher der Industrie-Sektor und der Bereich Gewerbe, Handel und Dienstleistungen (GHD). Besonders hohe Einsparpotenziale bestehen hier u.a. im Bereich energieeffizienter Antriebe und  Pumpen, energieeffizienter Beleuchtung sowie bei Lüftungs- und Druckluftsysteme. Einen Schwerpunkt bei der Energieeffizienz-Forschung im Industrie- und GHD-Sektor bildet die Neu- und Weiterentwicklung am Markt noch nicht etablierter Energieeffizienztechniken.

Neben der Erforschung von innovativen technischen Ansätzen für Komponenten, Produktionsprozess und Verfahren sollen Demonstrations- und Leuchtturmprojekte den Transfer in die Praxis beschleunigen. Ein besonderes Demonstrationsprojekt besteht mit der ETA-Fabrik an der TU-Darmstadt. Hier erforscht ein Team von Wissenschaftlern erstmalig in einer eigenen Forschungsfabrik den gesamten Produktionsprozess unter Berücksichtigung der energetischen Wechselwirkungen zwischen Gebäude und Produktion mit dem Ziel der energetischen Optimierung. Neben der reinen Reduzierung des Energieverbrauchs geht es dabei auch um die intelligente Vernetzung von Produktionsschritten. So befassen sich die Wissenschaftlter z.B. mit der Fragestellung, wie  bislang ungenutzte Abwärme wieder gezielt an anderer Stelle in das System eingespeist werden kann.  Die Wissenschaftler gehen davon aus, den Energieverbrauch des Gesamtsystems so um 40 Prozent senken zu können.