Forschungskonzept Verfahrenstechnik

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Insa Dressler
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1 Bundesamt für Energie BFE Forschungskonzept Verfahrenstechnik Martin Pulfer, Arbeitsgruppe Wärmetauscher,Horw,

2 Energieverbrauch in der Industrie nach Verwendungszweck Energieverbrauch nach Verwendungszweck % 0% 13% Raumwärme 22% 2% Warmwasser Prozesswärme Beleuchtung Klima, Lüftung & Haustechnik 0% 1% 3% I&K, inklusive Unterhaltungsmedien Antriebe, Prozesse (inkl. Steuerung) Mobilität / Traktionsenergie sonstige 56% km

3 Brennstoffverbrauch in der Industrie nach Verwendungszweck Brennstoffverbrauch nach Verwendungszweck % 6% 21% 3% Raumwärme Warmwasser Prozesswärme Mechanische Prozesse sonstige 68% km

4 Elektrizitätsverbrauch in der Industrie nach Verwendungszweck Elektrizitätsverbrauch nach Verwendungszweck 2006 Raumwärme 55% 0% 0% 0% Warmwasser Prozesswärme Beleuchtung Klima, Lüftung & Haustechnik 1% 2% 8% 34% I&K, inklusive Unterhaltungsmedien Mechanische Prozesse Mobilität / Traktionsenergie km

5 Ziele Globalziel: Nachhaltige Entwicklung, entsprechend der Definition des UVEK Strategische Ziele: Steigerung der Energieeffizienz, Senkung des Energiebedarfs (Hauptziel) Verstärkter Einsatz erneuerbarer Energie / verminderte Treibhausgasemissionen Erhöhung der Ausbeute Reduktion der Schadstoffemissionen Verbesserung der Sicherheit Industriestandort CH stärken Absenkung des Ressourcenbedarfs Reduktion der Abfälle Optimierte Stoffflüsse / optimierte Energieflüsse Erhöhte Qualität / Reinheit der Produkte entgiftete Prozesse

6 Konkrete Programm- resp. Projektziele bis 2011: Entwicklung von Verfahren oder Anlagen für schmutzresistente Wärmeüberträger erprobt Studie Wirkung / Potentiale verbesserter Katalysatoren abgeschlossen Entwicklung zur energieeffizienten Entwässerung landwirtschaftlicher Produkte abgeschlossen

7 Randbedingungen Energierelevant Heimische" Verfahrenstechnik oder neue Verfahren Industriebeteiligung bei umsetzungsnahen Projekten Effektives Neuland

8 Ansätze Fragen an die Forschung GF FB EB PD Die Grundlagen sind zu erarbeiten Forschungsbedarf, hier bestehen noch Wissenslücken Die Prozesse sind zu testen, weiter zu entwickeln Pilot und Demo Reduktion der Prozesstemperatur und dadurch verbesserter Energieeffizienz durch: verbesserte, hochwirksame Katalysatoren (GF und FB) Nutzung von Vakuum für Destillations- und Trocknungsprozesse (EB) geeignete Lösungsmittel: thermodynamische Eigenschaften bei physikalischen Prozessen, Reaktionskinetik bei chemischen Prozessen (FB, EB bis PD) Nutzung von Eutektika (FB, EB bis PD)

9 Verbesserte Abwärmenutzung durch: optimierte Prozessführung (FB, EB bis PD) Verbesserte Wärmetauscher (vermeiden von Fouling) (FB, EB bis PD) Einsatz von Wärmepumpen / verbesserten Wärmepumpen (FB, EB bis PD) Wärmespeicherung / Abwärmenutzung (FB, EB bis PD)

10 Absenkung des Energiebedarfs durch: Verbesserte Mess- und Regeltechnik (FB, EB bis PD) Bioreaktoren statt chemischen Reaktoren (GF, FB, EB bis PD) Neue Verfahren (FB, EB bis PD)

11 Absenkung des Energiebedarfs durch: Reduktion von Spitzenlasten, z.b. durch Einsatz von Speichersystemen (FB, EB bis PD) Reduktion der CO2-Emissionen durch die Verwendung erneuerbarer Energie oder verbesserter Verfahrenstechnik (FB, EB bis PD) Verbesserte Verfahrenstechnik, beispielsweise durch - Reinigung durch Extraktion statt Destillation (FB, EB bis PD) - kontinuierlichen statt Batch-Prozessen (FB, EB bis PD) - Nutzung von Nanotechnologie (z.b. als Oberflächenbeschichtung) (GF, FB, EB bis PD) Abfälle verwerten, z.b. Schlachtabfälle in der Zementindustrie (kaum FB) Stoffmengen / -volumen senken (FB, EB bis PD) Abfallmengen reduzieren, problemlose Abfälle (FB, EB bis PD)

12 Budget Ca. Fr / Jahr, aufgeteilt auf die drei Programmschwerpunkte Szenario: Massive Budgetaufstockung Wird das BFE-Budget deutlich erhöht (Annahme Faktor 3), sollen die zusätzlichen Mittel insbesondere für folgende Themen verwendet werden: Stärkung der Grundlagenforschung im Themengebiet (z.b. Katalysatoren oder biochemische Stoffwandlung) Verstärkte Forschungsanstrengungen für die Nutzung der Nanotechnologie und der Biotechnologie in der Verfahrenstechnik Verstärkte Unterstützung der direkten Verfahrensentwicklung Verstärkte Begleitforschung bei Umsetzungsprojekten

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