Das Innovationsfeld

Der Ausbau der erneuerbaren Energien im Wärme- und Verkehrssektor, eine sichere Energieversorgung und die Steigerung der Energieeffizienz zählen zu den größten Herausforderungen der Energiewende. Die Kombination aus Solarenergie und Chemie, die sogenannte Solarchemie, kann in mehrfacher Hinsicht zur Bewältigung dieser Her­ausforderungen beitragen.

Die chemische Industrie stellt eine der Schlüsselindustrien Deutschlands dar. Ein Großteil ihrer Produkte steht am Anfang vieler Wertschöpfungsketten. Gleichzeitig gehört sie zu den energieintensivsten Industrien weltweit. Bezeichnend für die Branche ist der hohe Anteil an Hochtemperaturwärme ab 500° C. Dieser Bedarf kann mit Hilfe der Sonnenenergie, insbesondere der konzentrierenden Solartechnik, gedeckt werden. Die direkte Nutzung der Sonnenenergie zur Pro­duktion von chemischen Produkten (Solare Chemikalien) stellt die erste Anwendung von Solarchemie dar.

Zu den weiteren Anwendungsfeldern der Solarchemie gehören solare Kraftstoffe bzw. solare Energieträger. Während der Anteil von erneuerbaren Energien an der Stromproduktion zurzeit einen starken Anstieg erlebt, stagniert der Einsatz erneuerbarer Energien im Wärme- und Verkehrssektor. Alternative Energieträger wie Wasserstoff, die durch solare Verfahren hergestellt werden, können den Ausbau der regenerativen Energien im Wärme- und Verkehrssektor beschleunigen und eine echte Kopplung der Sektoren ermöglichen.

Thermochemische Energiespeicher fallen ebenfalls in das Themenfeld der Solarchemie. Diese neuartigen Wärmespei­cher zeichnen sich durch eine hohe Kapazität sowie eine verlustarme und langzeitstabile Wärmespeicherung aus. Ihr Einsatz in solarthermischen Kraftwerken ermöglicht es, die fluktuierende Sonneneinstrahlung über längere Zeit auszu­gleichen. In Industrieanlagen können sie dazu beitragen, die Abwärme zu nutzen und die Energieeffizienz zu steigern.

Das Innovationsforum SolarChemieR verfolgt das Ziel, die Solar- und Chemiebranche miteinander zu vernetzen, um eine innovationsorientierte Forschung in den genannten Anwendungsfeldern und Märkten zu fördern.

Die Akteure

Die Entwicklung von solarchemischen Anlagen erfordert eine vielfältige Expertise aus unterschiedlichen Disziplinen. Die Solarforschung stellt als zentraler Akteur aktuell die treibende Kraft bei der Entwicklung dieser Anlagen dar und wird dabei von Unternehmen der Solarindustrie unterstützt. Diese bilden zusammen die erste Säule der Branche.

Im Rahmen des Forums soll eine zweite Säule aus Unternehmen, Verbänden und Forschungseinrichtungen der Chemie und Verfahrenstechnik aufgebaut werden. Sie bringen das Know-how zur Herstellung und Weiterverarbeitung von chemischen Stoffen mit. Das Einbinden dieser Akteure stärkt die Marktperspektive und hilft dabei, Chemikalien und Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu identifizieren, die ein Potenzial zur Nutzung der Sonnenenergie bieten.

Die Solarisierung von Chemieprozessen erfordert auch Erfahrung und Kenntnisse aus weiteren Bereichen der Industrie und Forschung. Die Entwicklung von solaren Reaktoren erfordert z. B. Kenntnisse aus dem Bereich des Anlagen- und Maschinenbaus. Für die Automatisierung der Anlagen sind Mess- und Regelungstechniker gefragt, während Material-und Oberflächentechniker die Auswahl, Entwicklung und Bearbeitung von Werkstoffen und Komponenten überneh­men können.

Die Perspektiven

Lösungen

Die Hauptaufgabe des SolarChemieR besteht darin, die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen zu stärken und den Wissenstransfer zwischen den Akteuren zu beschleunigen. Dafür soll ein interdisziplinäres und überregionales Netzwerk geschaf­fen werden.

Im Rahmen des Netzwerks werden ein zweitägiger Fachkon­gress und drei Workshops stattfinden. Die verschiedenen Ver­anstaltungsformate dienen dazu, technische Probleme, Ver­wertungslücken, Synergien und Innovationsbedarfe in der Branche zu identifizieren und Lösungsansätze zu entwickeln. Die Ergebnisse werden den Teilnehmern des Netzwerks anschließend in Form eines Strategiepapiers zur Verfügung gestellt. Sie stellen die Zündstelle für neue Innovationen und Kooperationen dar.

Potenziale für die Partner

Bei der Netzwerkbildung liegt der Fokus auf der Vernetzung kleiner und mittelständischer Unternehmen (KMU) mit Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Durch diese Zusammenarbeit können die KMU ihre begrenzten Kapazi­täten für eigene Forschung kompensieren und somit neue Hightech-Lösungen anbieten, die ihre Position auf dem internationalen Markt stärken.

Größere Unternehmen können die Rolle von internationalen Multiplikatoren übernehmen. Durch die Nutzung der inno­vativen solaren Verfahren an ihren Produktionsstandorten können sie ihre Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen reduzieren und einen Beitrag zur Senkung der Treibhausgase leisten. Die Hochschulen und Forschungseinrichtungen können mit Hilfe der Industriepartner ihre Forschungsergebnisse vali­dieren und die Kommerzialisierung ihrer Technologien vor­antreiben.

Kompetenzprofil

Die Region um das Rheinland gehört zu den wichtigsten Standorten der Chemieindustrie in Europa. Mit ihren renommierten Forschungseinrichtungen, ihren Großver­suchsanlagen und der starken Präsenz der deutschen Solarindustrie zählt sie außerdem zu den führenden Standorten der konzentrierenden Solartechnik. Das Vorhaben wird diese beiden Wirtschaftszweige miteinander verknüpfen und somit die regionale Profilbildung weiter verstärken.

Die Initiatoren des Netzwerks, die selbst im Rheinland sit­zen, sind bestrebt, das Netzwerk durch die Einbindung überregionaler Unternehmen und Einrichtungen auszu­weiten. Langfristig soll der Innovationsstandort Deutsch­land als Ganzes durch dauerhafte Kooperationen der Netz­werkmitglieder gestärkt werden.

Kontakt

Patrick Hilger
Heliokon GmbH
Am Gänschenwald 19a
51467 Bergisch Gladbach
Tel: +49 2202 2499701
E-Mail: patrick.hilger[at]heliokon.com

Die Abschlussveranstaltung des Innovationsforums Mittelstand SolarChemieR findet am 17./18. Januar 2019 in Jülich statt.