Fachhochschule Lippe und Höxter Fachbereich Maschinentechnik und Mechatronik Labor Thermodynamik und Energietechnik. Prof. Dr.-Ing.

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1 Fachhochschule Lippe und Höxter Fachbereich Maschinentechnik und Mechatronik Labor Thermodynamik und Energietechnik Prof. Dr.-Ing. Joachim Dohmann Lemgo,

2 2 Abstract Die Fachhochschule Lippe und Höxter führt zur Zeit konkrete Planungen durch, einen Studiengang "" einzurichten. Geplant ist ein Beginn des Studienbetriebs für September 2008 (Wintersemester 2008/2009). Die Einführung dieses Studiengangs ist ein sehr komplexes Projekt. Es ist erforderlich, eine Stiftungsprofessur einzurichten, es müssen optimale Trainingsmöglichkeiten im Sinne einer praktischen Ausbildung geschaffen werden. Es sind Voraussetzungen zu schaffen für die Durchführung von Forschungsvorhaben, usw. Im vorliegenden Text werden einige wesentliche Details dieses Projektes beschrieben Energiequellen Vor dem Hintergrund knapper werdender Ressourcen ist die Versorgung mit Energie eine der herausragenden Aufgaben, der sich die Gesellschaft stellen muss. Die Anforderungen an zukünftige Energieversorgungskonzepte sind durch die Forderung nach Nachhaltigkeit geprägt. Die Ressourcen an fossilen Energien sind zu schonen, die konventionellen Energieträger sparsam und effizient einzusetzen. Nach Möglichkeit sind erneuerbare Energieträger einzusetzen. Zur Zeit wird eine intensive Suche nach geeigneten Energiequellen betrieben. Die Techniken, die zukünftig zum Einsatz kommen dürfen, müssen umweltverträglich und auch klimaverträglich sein. Dies schließt einen geringen Ausstoß von Luftschadstoffen (Stickoxide, Ruß, etc.) und einen geringen Ausstoß der das Klima beeinflussenden Gase Kohlendioxid und Methan mit ein. Der Begriff der Nachhaltigkeit ist unbedingt um die Bedeutungsebene der finanziellen Nachhaltigkeit zu erweitern. Die Versorgung mit Energie darf zwar teuer sein, muss aber prinzipiell bezahlbar bleiben. Zukünftige Generationen dürfen nicht unter dem heutigen Bedarf an Energie und der heutigen Form der Gewinnung leiden. Bei der Umstrukturierung nationaler Energieversorgungskonzepte darf es auch nicht zu zwischenstaatlicher Unausgewogenheit kommen. Nutzung fremder Energiequellen darf nicht zur Ursache für Konflikte werden. sind nachhaltige Energien, die sich wirtschaftlich darstellen lassen und eine auch langfristige Nutzung ermöglichen. 1.2 Energiekonzepte Neben der Suche nach Energiequellen ist aber auch die Entwicklung besonders effizienter Konzepte der Energienutzung erforderlich. Länger bekannt ist beispielsweise das zukunftsweisende Konzept der Kraft-Wärme-Kopplung. Leider wird es noch nicht überall konsequent angewendet. Wegen seiner überaus wichtigen Rolle bei zukünftigen Energieversorgungen sei das Konzept der Kraft-Wärme-Kopplung an einem Beispiel erläutert. Der Bedarf an Nutzenenergie in Deutschland beträgt etwa 1500 TWh/a als Wärme und ca. 600 TWh/a an Strom. Unter Berücksichtigung eines Wirkungsgrades von 92% bei der Wärmeerzeugung und eines Wirkungsgrades von 30% bei der Stromerzeugung führt dies auf

3 3 einen Primärenergiebedarf in Höhe von 1630 TWh/a für die Wärmeerzeugung und 2000 TWh/a bei der Stromerzeugung. Der Primärenergiebedarf beträgt damit 3630 TWh/a. Ein Teil der Energiedienstleistung kann durch Verwendung der Kraft-Wärme-Kopplung bedient werden. Dabei handelt es sich um Maschinen, die gleichzeitig Wärme und Strom liefern können. Werden beispielsweise 1000 TWh/a Primärenegie in KWK-Anlagen eingesetzt, so können hieraus ca. 500 TWh/a Wärme und 400 TWh/a Strom erzeugt werden. Zur Deckung des verbleibenden Wärmebedarfs sind 1100 TWh/a, und zur Deckung des verbleibenden Strombedarfs etwa 666 TWh/a Primärenergie einzusetzen. In dieser Variante summiert sich der Primärenergiebedarf auf 2766 TWh/a. Ohne Einschränkung des Komforts läßt sich mit dem KWK-Konzept etwa 1/4 der Primärenergie einsparen. Abb. 1: Primär- und Endenergieaufkommen für Deutschland. Berechnet nach Daten des BMWi, Die gemeinsame Erzeugung von Wärme und Strom, also die Kraft-Wärme-Kopplung, ist das Kennzeichen zukünftiger, moderner Energieversorgungskonzepte. Diese Tatsache stellt für die Einführung eines Studiengangs an der Fachhochschule Lippe und Höxter auf dem Campus Lemgo einen Standortvorteil dar: Lemgo verfügt über eines der modernsten Energiekonzepte mit einem überdurchschnittlich hohen Anteil an KWK-Energie.

4 4 2. Studiengang Dem Studiengang wurde eine maschinenbauliche Ausprägung gegeben. Die Werbeformel " " = 60% Maschinenbau, 20% konventionelle Energietechnik und 40% erneuerbare Energien verschafft den Studierenden zunächst ein solides maschinenbauliches Rüstzeug. Berücksichtigt werden sowohl konventionelle Energiegewinnungen (z.b. Kraftwerkstechnik) als auch modernere erneuerbare Energien (z.b. Energie aus Biomasse). Die genannten Zahlen betreffen die Angebotsseite. Die Überzeichnung bei den erneuerbaren Energien rührt daher, dass besonders hier moderne Entwicklungen in der Lehre zu berücksichtigen sind. Für die Studierenden entsteht hier eine gewisse Auswahlmöglichkeit, was die Attraktivität des Studienangebots steigert. Alle aktuellen und zukünftigen Energieformen werden im Studium abgebildet. Durch die Einführung des neuen Studiengangs soll die Anzahl der Studienplätze an der FH Lippe und Höxter wachsen. Der Studiengang führt zum Abschluss Bachelor. Die Studiendauer beträgt 6 Semester inkl. der Abschlussarbeit. Zur Verbesserung des Praxisbezugs wird ein optionales Praxissemester in einem einschlägigen Unternehmen unmittelbar vor der Abschlussarbeit ermöglicht und empfohlen. Im Studium werden aktuelle Themen aus der Praxis eine Berücksichtigung finden. Hierzu wird eine Kooperation mit Unternehmen angestrebt, teilweise bestehen diese Kooperationen bereits. 3. Bildungsallianz Drei Partner Fachhochschule Lippe und Höxter, Lüttfeld-Berufskolleg Lemgo und Stadtwerke Lemgo haben zu einer interessanten Kooperation gefunden. Das Lüttfeld-Berufskolleg hat einen thematisch passenden Fachoberschulzweig eingerichtet mit der Bezeichnung "Höhere Berufsfachschulklasse für Umweltschutztechnik". Dieser Schulzweig hat im Herbst 2007 den Betrieb bereits aufgenommen. Absolventen dieses Schulzweiges erlangen die Fachhochschulreife und damit eine Zugangsmöglichkeit zum Studiengang. Die Kombination von Fachoberschule und Fachhochschule stellt ein durchgängiges Ausbildungskonzept dar. Die Stadtwerke Lemgo unterstützen das Projekt. Eine wesentliche Kooperation besteht darin, dass Studierenden der Zugang zu bestimmten Energieanlagen ermöglicht werden soll. Hierdurch wird die Qualität der Ausbildung sehr stark verbessert. Zur Zeit finden Gespräche mit anderen regionalen Hochschulen statt über Möglichkeiten der Kooperation in dieser Bildungsallianz.

5 5 Die Aktivitäten werden ergänzt durch eine weitere Kooperation im Bereich der Forschung. Zu diesem Zweck wurde ein interdisziplinärer Forschungsschwerpunkt gegründet, in dem sich Lehrende der Fachhochschule Lippe und Höxter und der Fachhochschule Münster zusammengeschlossen haben. In diesem Forschungsschwerpunkt steht die stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse im Vordergrund. Der Forschungsschwerpunkt Biomasse wird Drittmittel zur Durchführung von Forschungsvorhaben einwerben und damit einen Beitrag leisten zur materiellen Ausstattung der Hochschule. 4. Stiftungsprofessur Zur Bereitstellung der Lehrkapazität in diesem zusätzlich geschaffenenen Studienangebot ist die Bereitstellung einer Stiftungsprofessur erforderlich. Die Bezeichnung der Professur lautet "Energiesysteme erneuerbarer Energiequellen und Anlagenplanung". Fachliche Kompetenzen und umfassende Erfahrungen sollten auf mindestens einem der Gebiete Brennstoffzellen, Biogasanlagen, thermische Prozesstechnik oder einem Sondergebiet der Energiesystemtechnik vorliegen. Die Stiftungsprofessur umfasst eine Stelle für eine Professorin bzw. einen Professor, eine Mitarbeiterstelle sowie Mittel für eine Grundausstattung der Arbeitsplätze. Die Professur wird durch eine Neuberufung besetzt. Der Mittelbedarf zur Schaffung der Stelle beträgt in den ersten drei Jahren ca. 450 T Euro. Zum Teil sollen diese Mittel durch eine Stiftung des Kreises Lippe aufgebracht werden, zum anderen Teil durch Unternehmen. Es liegen Zusagen zur finanziellen Beteiligung vor. Nach Ablauf der genannten drei Jahre wird die Stelle durch Mittel der Hochschule verste

6 6 tigt. Die finanzielle Beteiligung der Stiftung und der Unternehmen ist damit als Anschubfinanzierung zu verstehen. 5. Hochschulkraftwerk / Technikum Zur besonders attraktiven Gestaltung des Studiums ist die Beschaffung von technischen Einrichtungen zur Energiegewinnung erforderlich. Diese können im Bereich von vorlesungbegleitenden Praktika, im Bereich von Projekt oder Abschlussarbeiten eingesetzt werden. Es wird angestrebt, alle relevanten Techniken, die heute und zukünftig eine Bedeutung bei der Energieerzeugung haben, auf dem Campus Lemgo oder zumindest möglichst in der Nähe aufzubauen. Hierzu zählen Kraft-Wärme-Kopplung auf Erdgas- oder Biogas-Basis, die Nutzung von Diesel-BHKW, auch unter Verwendung von Pflanzenöl, die Verwendung haustechnischer Geräte, die Nutzung der Solarthermie, z.b. in Kombination mit elektrischen Wärmepumpen, etc. Der Campus Lemgo verfügt über einen sehr guten Standortvorteil. Alle Versorgungsleitungen eines modernen Energiesystems verlaufen direkt durch die Hochschule. Zur Verfügung stehen Fernwärme, Gas und Strom. Durch die Bereitschaft der Stadtwerke Lemgo zur maßgeblichen Mitwirkung an diesem Projekt besteht nicht nur die Möglichkeit der Entnahme, sondern auch der Einspeisung. Es ist vorgesehen, diese Einrichtungen nicht nur sporadisch zu benutzen, sondern mit maximal möglicher Laufzeit. Dies stellt sicher, dass die Beschaffungen einen wirtschaftlichen Nutzen erbringen. Speziell wirtschaftlich betreibbare Einrichtungen tragen sich in finanzieller Hinsicht damit selbst. Auf dem Campus Lemgo befinden sich bereits heute einige Versorgungseinrichtungen (Gaskesselanlage, Fernwärmeumformer) der Stadtwerke Lemgo. Im Vorgriff auf die Einführung des Studienangebots wurde bereits ein 2 MW-Gas-BHKW auf dem Campus durch die Stadtwerke errichtet. Im neu zu errichtenden Energietechnikum sind kleinere Energieversorgungseinheiten vorgesehen, die beispielsweise im Auftrag von Herstellern wissenschaftlich betreut werden können. Hier ist auch die Durchführung von Forschungsarbeiten möglich und wird angestrebt. Die tatsächliche Nutzung von Energieanlagen auf dem Campus Lemgo stellt sicher, dass die Maschinen nach einigen Jahren aufgebraucht sind und gegen neue Maschinen nach dem dann herrschenden Stand der Technik ausgetauscht werden können. Auch zukünftige Studierende werden damit optimale Studienbedingungen vorfinden.

7 7 Der Mittelbedarf für dieses Technikums läßt sich nicht exakt beziffern. Die Gesamtsumme kann etwa mit 5 Mio. Euro angegeben werden. Ein schrittweiser Aufbau ist möglich und auch sinnvoll. Ein gesichertes Finanzierungskonzept liegt bisher nicht vor. Eine Mischfinanzierung aus öffentlichen Mitteln und durch die Energie-Industrie wird angestrebt.