Energie ist der Schlüssel zur Zukunft

Wenn wir über eine unerschöpfliche Quelle nutzbarer, nachhaltiger Energie verfügen würden, wäre vieles, was wir für Science-Fiction halten, wohl längst „Science-Fakten“. Doch bis die technische Entwicklung mit unserer Fantasie gleichzieht, liegt der beste Weg zur Sicherung einer nachhaltigen Zukunft in der Maximierung der Energieeffizienz. Professorin Nina F. Thornhill vom Imperial College London in England bereitet Ingenieurinnen und Ingenieure von morgen auf die Aufgabe vor, die Schwerindustrie bei der notwendigen Steigerung des Automatisierungsgrads und der Energieeffizienz ihrer Prozesse zu unterstützen.

Unerschöpfliche Quelle sauberer Energie für die Zukunft

Professorin Thornhill ist ein bekennender Fan von Wissenschaft und Science-Fiction. „Ich bin mit Science-Fiction groß geworden. Sie zeigt uns auf wunderbare Weise, dass Energie für die Zukunft der Menschheit absolut entscheidend ist. Mit unbegrenzter Energie könnten wir so gut wie alle Probleme der Welt lösen, eine wachsende Weltbevölkerung versorgen und so ziemlich alles tun, was wir wollen – solange diese Energie nicht den Planeten verschmutzt, welcher Planet das auch immer sein mag.“ Solche Zukunftsvisionen sind zwar noch keine Realität, doch es wurden bereits große Schritte in die richtige Richtung unternommen. Die Entwicklungen im Erneuerbare-Energien-Sektor machen Hoffnung für die Zukunft. Zudem steht uns dank privater Investitionen in die Erforschung der Kernfusion vielleicht in nicht allzu ferner Zukunft eine neue ergiebige, saubere, nukleare Energiequelle zur Verfügung.

Fiktionale Zukunftsvisionen sind noch keine Realität, doch es wurden große Schritte in die richtige Richtung unternommen.

Herausforderung der Speicherung und Verteilung

„Selbst wenn wir eine unerschöpfliche Energiequelle entdecken, muss diese Energie auch nutzbar sein. Das heißt, dass wir die Herausforderung der Speicherung, Rückgewinnung und Verteilung meistern müssen“, erklärt Professorin Thornhill. Insbesondere im Zusammenhang mit elektrischer Energie ist die Suche nach Lösungen zur Pufferung und Speicherung schon heute eine wichtige Aufgabe. Die Antwort wird wahrscheinlich darin liegen, Großbatterien zu entwickeln und die Herausforderung der dezentralen Speicherung unter Nutzung des Stromnetzes zu bewältigen. „In gewissem Maß ist das bereits Realität, zum Beispiel im Zusammenhang mit Ladestationen für Elektrofahrzeuge. In Stunden geringen Strombedarfs wird kosteneffektiv geladen, und in Spitzenlastzeiten kann Energie ins Netz zurückgespeist werden.“

Grüne Energie ist nicht nur grüner Strom

Professorin Thornhill erinnert uns daran, dass es beim Thema Energie nicht nur um Elektrizität geht. Nachhaltigkeit sollte auch in der Diskussion über Brennstoffe und Gasquellen ein Schwerpunkt sein. Glücklicherweise wurden bei der Suche nach Alternativen für fossile Brennstoffe große Fortschritte erzielt. Entwicklungen wie Wärmepumpen und klimaneutraler blauer und grüner Wasserstoff stimmen Professorin Thornhill optimistisch. „Die Möglichkeit, aus sauberem Wasser durch Elektrolyse grünen Wasserstoff zu gewinnen, eröffnet spannende Perspektiven für die Zukunft.“ Sie freut sich auf den Tag, an dem ganz Großbritannien seine traditionellen Gaskessel durch effizientere und nachhaltigere Lösungen ersetzt hat, die durch wissenschaftliche und technologische Entwicklungen und Innovationen möglich wurden.

Energieeffizienz ist die Lösung von heute

Da uns bisher jedoch keine unerschöpfliche Quelle umweltfreundlicher Energie zur Verfügung steht, gilt es jetzt Wege zu finden, die vorhandene Energie effizienter zu nutzen. Natürlich können wir alle im Alltag Energie sparen, doch erheblich mehr Potenzial bietet die Industrie. Professorin Thornhill betrachtet Frequenzumrichter als echten Gamechanger für mehr Energieeffizienz. Durch die stufenlose Anpassung der Motordrehzahl durch Frequenzumrichter kann die Energieeffizienz massiv gesteigert werden. Führende Technologieunternehmen wie ABB entwickeln Funktionen, die zur Senkung des Energieverbrauchs beitragen. Professorin Thornhill weist auf Features wie Ride-Through-Funktionen hin, die Prozesse auch bei Störungen weiterlaufen lassen. Da sei die Art von Innovation, die eine Verbesserung der Energieeffizienz und Umweltleistung ermögliche. „Wenn wir einen Prozess aufrechterhalten und einen ungeplanten Stillstand vermeiden, indem wir gespeicherte Rotationsenergie als Hilfsenergie nutzen, beispielsweise in einer Gaspumpenanwendung, können wir Emissionen im Stillstand minimieren und müssen den Leitungsdruck nicht durch Abfackeln mindern.“

Frequenzumrichter sind ein echter Gamechanger für mehr Energieeffizienz.

Die Industrie braucht Innovatoren

Als Professorin für Prozessautomation am Imperial College London hebt Nina Thornhill die große Bedeutung von Kooperationen zwischen Wissenschaft und Industrie für die gemeinsame Bewältigung der aktuellen Herausforderungen hervor. Es ist für Forscher ein langer Weg, bis ihre Ideen in ein Produkt einfließen – doch dies ist immer das oberste Ziel. Professorin Thornhill stellt sicher, dass alle Doktoranden, die bei ihr promovieren, einige Zeit bei einem Industriepartner verbringen. Dieser Partner ist oftmals ABB, was in der langjährigen fruchtbaren Beziehung zu dem Unternehmen begründet liegt. „In dieser Zeit entwickeln die Studierenden ein Verständnis für die realen Probleme der Industrie, die sie lösen sollen, und ihre Relevanz in der echten Welt. Wir teilen das Bestreben, reale Probleme lösen zu wollen. Diese Probleme inspirieren uns dazu, neue Theorien und neue Verfahren zu entwickeln.“ Um Science-Fiction in Science-Fakten zu verwandeln, brauchen wir neugierige Köpfe, analytische Denker, Machertypen und echte Innovatoren.

Wir wollen reale Probleme lösen.

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