Unser Fachgebiet im Profil

Die traditionelle Energieverfahrenstechnik behandelt die Wandlung chemischer Primärenergie durch eine Vielzahl von Prozessen (u. a. durch Verbrennung und Vergasung) verbunden mit der dazu notwendigen Bereitstellung dieser Energie und der Minderung der bei der Wandlung und anschließenden thermischen Nutzung der Sekundärenergie anfallenden Schadstoffe. Von hoher und weiter zunehmender Bedeutung ist hierbei die Schonung der Ressourcen sowie die Minderung der Umweltbelastung auf lokaler und globaler Ebene. Diese Erweiterung der Aufgaben der Energieverfahrenstechnik bedarf der kontinuierlichen Entwicklung verbesserter und neuer Technologien. Die Energieverfahrenstechnik umfasst als wesentlicher Teil der Energietechnik alle Aspekte der Wandlung chemischer Energie, die auch stets mit einer Stoffwandlung verbunden ist. Derzeit werden weltweit noch ca. 90 % des Gesamtbedarfs an elektrischer (Strom), thermischer (Wärme) und mechanischer (Kraft) Energie durch Wandlung chemischer, im Regelfall noch fossiler, Energie gedeckt. Den dabei ablaufenden Stoffwandlungsprozessen und der Bereitstellung der Energie kommt daher große Bedeutung zu. Ein wichtiges Teilgebiet der Energieverfahrenstechnik liegt konsequenterweise in der Brennstofftechnik, welche die Bereitstellung von anwendungsgerechten chemischen Energieträgern aus fossilen Brennstoffen, zunehmend aber auch nachwachsenden Roh- und Reststoffen (Biomasse) wie auch aus Abfallstoffen durch chemische Stoffwandlung behandelt. Die Energieverfahrenstechnik stellt aber eine deutliche Weiterentwicklung der Fachrichtung Brennstofftechnik dar, die sich auf diese stofflichen Wandlungsprozesse beschränkte. Bei der Energieverfahrenstechnik kommt – wie auch im Bereich der Technischen Reaktionsführung – die physikalische Modellbildung und ihre rechentechnische Umsetzung hinzu. Die wissenschaftliche Bearbeitung all jener Fragen, die mit der Ermittlung von chemischen und physikalischen Eigenschaften der Primärenergie einschließlich deren Träger, deren Veränderung, deren Zusammensetzung und ihrer thermischen und nicht-thermischen Wandlung in nutzbare Energiearten sowie der zugehörigen verfahrenstechnischen Prozesse zusammenhängen, stellt das weite Aufgabenfeld der Energieverfahrenstechnik dar. In Erweiterung der oben beschriebenen traditionellen Aktivitäten der Energieverfahrenstechnik liegt der Schwerpunkt der Umwandlungstechniken regenerativer Energie bei der technischen Erschließung thermischer und biochemischer Energie. Hierzu gehören einerseits Technologien zur direkten Nutzung regenerativer Energie wie der Solarthermie, der Umweltwärme, der Geothermie und der Biomasse wie auch Technologien zu deren Speicherung. Hier wird der Schwerpunkt auf die Erforschung neuer Technologien gesetzt. Die regenerativen Energiequellen haben heute noch keinen großen Anteil an der Energiebereitstellung, ein Sachverhalt, der sich aber aufgrund technischer Notwendigkeiten und politischer Vorgaben in den nächsten Jahrzehnten entscheidend ändern wird. Hier bestehen somit große Chancen für ein wachsendes und zukunftsträchtiges Forschungsfeld. Die wesentlichen zukünftigen Forschungsfragen bei der Nutzung thermischer und biochemischer regenerativer Energie liegen bei der Kostensenkung der verwendeten Aufbereitungs- und Wandlungstechniken. Bedingt durch die relativ geringe Leistungsdichte und das zeitlich fluktuierende Angebot, muss die Forschung auf die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und der Zeit energetischer Amortisation von Anlagen zur Wandlung regenerativer Energie, die Integration solcher Techniken in bestehende Energiesysteme und die Entwicklung leistungsfähiger Speichersysteme zur effizienten Speicherung thermischer Energie konzentriert werden.