{"id":139939,"date":"2024-03-04T07:02:00","date_gmt":"2024-03-04T06:02:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=139939"},"modified":"2024-02-29T11:02:00","modified_gmt":"2024-02-29T10:02:00","slug":"mehr-strom-aus-abwarme-dank-neuer-kolbenmaschine","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/mehr-strom-aus-abwarme-dank-neuer-kolbenmaschine\/","title":{"rendered":"Mehr Strom aus Abw\u00e4rme \u2013 dank neuer Kolbenmaschine"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Industrielle Abw\u00e4rme ist eine brachliegende Goldgrube: Sie f\u00e4llt in grossen Mengen an, wird aber kaum effizient genutzt. Eine neuartige Maschine von Empa-Experten und ihren Partnern, die aus einer innovativen Motorentechnologie entstand, k\u00f6nnte das \u00e4ndern \u2013 auch mit Hilfe eines \u00abEmpa Entrepreneur Fellowship\u00bb, mit dem der Empa-Forscher und Jungunternehmer Andyn Omanovic k\u00fcrzlich ausgezeichnet wurde.<\/strong><\/p>\n\n\n

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Erfindergeist im Team: von links, Patrik Soltic, Andyn Omanovic und Wolfgang Schneider. \u00a9 Empa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Gute Ideen machen zuweilen \u00fcberraschende Karrieren. \u00dcber Jahre hatten Fachleute der Empa an einer innovativen Ventilsteuerung f\u00fcr Verbrennungsmotoren gearbeitet \u2013 mit Hilfe von elektrohydraulisch bet\u00e4tigten Ventilen, die es erm\u00f6glichen, den Gaswechsel viel flexibler als bei herk\u00f6mmlicher Nockenwellentechnologie zu gestalten. In einem Ottomotor liess sich der Treibstoffverbrauch so im typischen Normalbetrieb f\u00fcr Personenwagen\u00a0um rund 20 Prozent senken<\/a>. Mittlerweile wird dieser Ansatz f\u00fcr treibstoff-flexible Motoren von Nutzfahrzeugen zusammen mit einem LKW-Hersteller weiterentwickelt.<\/p>\n\n\n\n

Doch nun k\u00f6nnte diese Technologie auch in einem anderen Bereich Fortschritte erm\u00f6glichen. Die Empa hat ihrem ehemaligen Doktoranden Andyn Omanovic ein \u00abEntrepreneur Fellowship\u00bb zugesprochen, um eine neuartige Kolbenmaschine mit dieser Steuerung auf den Markt zu bringen. Die Kommerzialisierung \u00fcbernimmt die etavalve GmbH, ein Spin-off der Empa und der ETH Z\u00fcrich, das vom Hydraulikexperten Wolfgang Schneider, der an der Entwicklung der Technologie mitbeteiligt war, mitgegr\u00fcndet wurde.<\/p>\n\n\n\n

Die Idee: Abw\u00e4rme aus Prozessen in der Metall- oder Zementindustrie und anderen Bereichen soll mit Hilfe der besagten Kolbenmaschine effizienter genutzt werden als mit heute g\u00e4ngigen Methoden, die mit Turbinen arbeiten. Da Zylinder und Kolben einen geschlossenen Raum bilden, erkl\u00e4rt Omanovic, erfolgen Kompression und Expansion des Prozesses in beinahe idealer Weise; das erm\u00f6glicht eine \u00e4usserst hohe Energieausbeute: Die Abw\u00e4rme wird \u00fcber die Kolben in mechanische Kraft umgewandelt, mit der schliesslich Strom erzeugt wird. Aber erst durch die neuartige flexible Steuerung der Ventile wird dieser Prozess \u00fcberhaupt umsetzbar.<\/p>\n\n\n\n

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\u00abTurbinen sind vor allem f\u00fcr hohe Temperaturen und bei Leistungsanforderungen von mehreren hundert Megawatt effektiv\u00bb, erkl\u00e4rt der Empa-Forscher, \u00ababer f\u00fcr Temperaturbereiche von etwa 500 bis 900 Grad, bei denen die Abw\u00e4rme unregelm\u00e4ssig anf\u00e4llt, und bis zum Leistungsbereich von einigen Megawatt ist unsere Kolbenmaschine besser geeignet.\u00bb <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Das Potenzial ist hoch: F\u00fcr Deutschland wurde 2016 die Menge der industriellen Abw\u00e4rme \u00fcber 300 Grad auf rund 10 Terrawattstunden pro Jahr beziffert. Zum Vergleich: In der Schweiz wurden im Jahr 2022 laut dem Verband Schweizerischer Elektrizit\u00e4tsunternehmen (VSE) insgesamt\u00a0rund 57 Terawattstunden Strom verbraucht<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Klimafreundliche Pflanzenkohle-Anlagen nutzen<\/h3>\n\n\n\n

Aussichtsreich ist dabei auch die Nutzung von Abw\u00e4rme aus Pyrolyseanlagen, die Biomasse in Pflanzenkohle verwandeln, um Kohlenstoff dauerhaft zu binden \u2013 ein Verfahren, an dem\u00a0auch Empa-Forschende arbeiten<\/a>. Dabei f\u00e4llt als Nebenprodukt so genanntes Schwachgas an, das Methan und gasf\u00f6rmige Schadstoffe enth\u00e4lt und, gesetzlich vorgeschrieben, verbrannt werden muss. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abDas geschieht zuweilen oft mit einer Gasfackel ohne jegliche Verwertung der Energie\u00bb, erkl\u00e4rt Omanovic, \u00abwir nutzen die Hitze, die dabei entsteht, um mit unserer Kolbenmaschine Strom zu erzeugen.\u00bb<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Vor dem Schritt in die Praxis<\/h3>\n\n\n
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\"Prototyp
Prototyp eines Ventilaktuators, der das Kernst\u00fcck der etavalve-Kolbenmaschine bildet. \u00a9 Empa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Bis Anfang 2025 soll f\u00fcr die Energieversorgerin IWB in Basel, die den Aufbau von Pflanzenkohle-Anlagen in der Schweiz vorantreibt, eine Pilotmaschine entstehen \u2013 ausgelegt und realisiert eigens f\u00fcr die spezifischen Eigenschaften der Abw\u00e4rme, die bei der Pyrolyse anf\u00e4llt.<\/p>\n\n\n\n

Rund ein Jahr sp\u00e4ter, so die Entwickler von etavalve, soll bereits eine Kleinserie von Kolbenmaschinen an ein Unternehmen geliefert werden, das auf Anlagen f\u00fcr die Verbrennung von Schwachgasen aus Deponien oder der Biogasaufbereitung spezialisiert ist. Gespr\u00e4che dazu sind bereits im Gange.<\/p>\n\n\n\n

Die Experten von etavalve sind deshalb zuversichtlich, dass ihre Technologie in absehbarer Zeit auf den Markt kommen und dort bestehen k\u00f6nnte \u2013 trotz Herausforderungen in technischen Details wie temperaturbest\u00e4ndige Materialien f\u00fcr die Maschine und die Regelungsstrategie f\u00fcr den thermodynamischen Prozess, die noch zu meistern sind. Zumal auch die Kosten-Nutzen-Kalkulationen Hoffnungen wecken. \u00abUnsere erste Pilotmaschine l\u00e4sst sich schon fast kostendeckend herstellen und betreiben\u00bb, sagt Omanovic, \u00abdas ist bei einer innovativen Technologie im aufw\u00e4ndigen Maschinenbau keineswegs selbstverst\u00e4ndlich.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Empa-F\u00f6rderung f\u00fcr Unternehmensgr\u00fcndungen<\/h3>\n\n\n\n

Das \u00abEmpa Entrepreneur Fellowship\u00bb wird an Empa-Forscherinnen und -Forscher vergeben, die auf der Grundlage ihrer Forschung ein Start-up gr\u00fcnden wollen. Die Fellowships werden in einem Wettbewerb vergeben und beinhalten finanzielle Unterst\u00fctzung f\u00fcr ein Jahr. Zus\u00e4tzliche F\u00f6rderung erhalten Empa-Spin-offs in beiden Business-Inkubatoren der Empa in D\u00fcbendorf und St.\u2009Gallen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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