1000 Tonnen CO2 sparen

Am 02.11.2021 fand bei der IHK Darmstadt das Gründungstreffen des Netzwerks ETA-Plus Südhessen statt. Die regionalen Unternehmen und Netzwerkpartner setzten sich das gemeinsame Ziel, bis Ende 2023 mindestens 1000 Tonnen CO2 einzusparen. Dafür werden jährlich drei Netzwerktreffen bei Teilnehmern organisiert, um Best Practices zu teilen und neue Ideen zum Klimaschutz zu diskutieren. Wir als #ptwdarmstadt sind im Netzwerk als Partner dabei und bringen unsere Erfahrung aus Forschungs- und Umsetzungsprojekten zum Thema CO2-neutrale Produktion ein.

Im Rahmen des Kopernikus-Projekt Synergie wird u.a. von der Eta-Fabrik erforscht, wie sich die Industrie dem schwankenden Angebot erneuerbarer Energien anpassen kann. Der E-Flex Scanner ist eine vom PTW Darmstadt entwickelte Potenzialanalyse-App zur vereinfachten Wirtschaftlichkeitsbewertung des energetischen Flexibilitätspotentials in der Produktionsinfrastruktur. Wollen Sie das energieflexibilitätspotenzial Ihrer Industrieanlagen bewerten und von schwankenden Strompreisen profitieren? Dann nutzen Sie den E-Flex Scanner! Link zum E-Flex Scanner: www.synergie-projekt.de/ergebnis/e-flex-scanner.de

Um die CO2-Emissionen zu reduzieren, ist eine flexible Anpassung des industriellen Strombedarfs an das volatile Energieangebot aus erneuerbaren Energien notwendig. Zur Untersuchung der Energieflexibilität klimatisierter Räume in der Industrie wurde im Rahmen des Kopernikus-Projektes Synergie in der Eta-Fabrik ein innovativer Klimaraum aufgebaut. Für die Kühlung des Raumes sorgt eine smarte Kältemaschine, auf der Algorithmen zur Nutzenergiebedarfsprognose und Betriebsoptimierung implementiert werden. Das kurze Vorstellungsvideo gibt einen Überblick über die Versorgungstechnik des Klimaraums und der smarten Kältemaschine.

Im Rahmen des Kopernikus Synergie Projektes wird untersucht, wie sich die Industrie dem schwankenden Angebot erneuerbarer Energien anpassen kann. Insbesondere die nachfrageseitige Flexibilisierung des industriellen Energiebedarfs wird einen wichtigen Beitrag zum Gelingen der Energiewende leisten. Hohe Energieflexibilitätspotenziale liegen u.a. in der Bereitstellung von Prozesswärme und –kälte. Der VDI hat kürzlich die branchenübergreifenden Ergebnisse von vielversprechenden Energieflexibilitätsuntersuchungen in neun Industrieunternehmen veröffentlicht. Hier haben die DMK Deutsches Milchkontor GmbH und das PTW die innovativen Ergebnisse der energieflexiblen Prozesskältebereitstellung vorgestellt. Danke für die hervorragende Zusammenarbeit! Download des VDI Blauen Papiers „Energieflexibel in die Zukunft“ hier: www.synergie-projekt.de

Martin Beck blickt in einem kurzen Interview zurück auf seine Erfahrungen während seiner Zeit am PTW. Er hebt besonders die große Gestaltungsfreiheit, die er beispielsweise beim Aufbau der ETA-Fabrik im gleichnamigen Projekt genoss, hervor. Nach der Zeit am PTW hat er sich gemeinsam mit Dr.-Ing. Philipp Schraml selbstständig gemacht und die Firma ETA-Solutions GmbH gegründet. Heute beraten die beiden Unternehmen bei der Umsetzung energieeffizienter Energiesysteme. Lesen Sie Genaueres im vollständigen Interview: Benedikt Grosch: Wo arbeitest Du jetzt und was sind Deine Aufgaben? Martin Beck: Gemeinsam mit Philipp Schraml habe ich die ETA-Solutions GmbH gegründet. Hier greifen wir die Themenstellung der Energiesystemplanung in der Industrie auf, die wir gemeinsam am PTW rund um den Bau und Inbetriebnahme der ETA-Fabrik entwickelt haben. Aufbauend auf unserer Methode der industriellen Energiesystemplanung entwickeln wir effiziente Energiesysteme für unsere Kunden aufbauend auf dem Nutzenergiebedarf des wertschöpfenden Prozesses, d. h. mit Lösungen von der Komponente bis zum (Industrie-)Quartier und darüber hinaus. Benedikt Grosch: Wie fandest Du die Zeit am PTW rückblickend? Martin Beck: Befreit! Im Rahmen der „Umweltgerechten Produktion“, wie die Forschungsgruppe ETA zu meiner Zeit noch hieß, konnten wir die Inhalte, die Kooperationspartner*Innen und die Projekte frei aussuchen – natürlich musste alles aber einen Sinn ergeben. Doch auch an Fehlern durfte gelernt werden; was bei einem 15 Mio. €-Projekt, wie der ETA-Fabrik oder der Organisation der AMB 2012 nicht ausbleibt. Es war eine tolle Zeit in einem Mix aus Ernsthaftigkeit, Strebsamkeit, Wettbewerb um Projekte aber vor allem auch mit viel Spaß an der Arbeit und im Miteinander. Benedikt Grosch: Was vermisst Du am meisten? Martin Beck: Na klar – die Kolleginnen und Kollegen! Alle WiMis im fast gleichen Alter, alle mit der gleichen Motivation etwas gemeinsam erreichen zu wollen; der Support, der die organisatorischen Lücken geschlossen hat, ein offenes Ohr hatte und immer unterstützend zur Stelle war. Und die Institutsleitung, die diese Voraussetzungen geschaffen hat und der ich sehr viel verdanke. Auch der tägliche Blick in die ETA-Fabrik fehlt. Aber zum Glück darf ich immer zu Besuch kommen und habe auch dafür genügend Anlässe. Benedikt Grosch: Was nimmst Du aus deiner Zeit am PTW mit? Martin Beck: Dass Leidenschaft, die in Gestaltungswillen gemünzt wird, enorme Kräfte in einem Team entfesselt; mit der richtigen Kultur und der notwendigen Unterstützung kann man dann sehr viel erreichen. Ich kann mich dabei an keine Zeit erinnern, in der nicht viel gelacht wurde. Diese Kultur versuchen wir nun bei ETA-Solutions fortzuführen. Benedikt Grosch: Lieblingszeit der Woche: Martin Beck: Na klar – die Mettrunde von uns „Müslis“ freitagmorgens. Neben dem Frühstück war das fast eine Kabarettrunde; da wurde die Woche inhaltlich verarbeitet, persönliche Verbindungen geschaffen und vor allem viel gelacht. Wir danken Herrn Beck für das Interview, das Benedikt Grosch vom PTW führte. ------- Forschungsgruppe: ETA, bzw. früher UP Zeit am PTW: 09|2010 bis 12|2019

Klimaneutrale Produktion hat viele Facetten, die auf dem Weg dorthin betrachtet und bearbeitet werden müssen. Insbesondere im Bereich Energie können dabei Digitalisierung und Algorithmen aus der Künstlichen Intelligenz unterstützen. Im Projekt KI4ETA wird daher, gemeinsam mit 13 Partnern aus Industrie und Forschung, der gesamte Energieregelkreis der Fabrik betrachtet – von der Datenerfassung aus den Prozessen über die Auswertung und Modellierung bis hin zur Implementierung von effizienten Anlagen und flexiblen Betriebsstrategien. Im Projekt werden bei den Industriepartnern mehrere Anwendungsfälle umgesetzt, welche im industriellen Umfeld die Nutzung von Künstlicher Intelligenz für Energieeffizienz und -flexibilität zeigen sollen. Dafür kommt eine zentrale Plattform zum Einsatz, welche von den Partnern etalytics GmbH und Software AG bereitgestellt und an die Projektanlagen angebunden wird. In der Plattform werden die Energiedaten gesammelt und weiterverarbeitet. Die Plattform wird dafür die Ausführung von Anwendungen erlauben, welche im Projekt von den Forschenden und den Industrieunternehmen gemeinsam entwickelt werden. Ein Anwendungsfall beschäftigt sich mit der Transparenzschaffung im Hinblick auf den Energieverbrauch der Produktion und verbundener Anlagen. Da es unwirtschaftlich wäre, alle Anlagen, oder gar einzelne Komponenten von Anlagen, mit eigener fest installierter Messtechnik auszustatten, kommt diesem Thema eine hohe Bedeutung zu: Wo sollten zuerst Messungen durchgeführt werden? Welche Einsparungen können mit einzelnen Energieeffizienzmaßnahmen erzielt werden? Können die Daten einer temporären, komponentenweisen Messung, mit geringem Aufwand auf zukünftige Betriebssituationen extrapoliert werden? Diese Fragen sollen im ersten Anwendungsfall bearbeitet werden. Ein weiterer Anwendungsfall beschäftigt sich mit dem energieeffizienten und -flexiblen Betrieb von Fabriken. Dabei werden wiederum die in der Plattform erfassten Daten genutzt, um Modelle der Fabrik zu erstellen, auf deren Basis unterschiedliche Betriebsszenarien bewertet werden können. So soll es möglich werden, die gesamte Fabrik hinsichtlich ihres CO2-Ausstoßes zu regeln. Wenn die Sonne scheint und der Wind weht, ist der CO2-Ausstoß der Stromerzeugung gering, daher kann es sinnvoll sein möglichst viele Anlagen zu betreiben und Material- sowie Energiespeicher aufzufüllen. Ist das Gegenteil der Fall – die Kohlekraftwerke laufen – sollten hingegen möglichst wenige Anlagen betrieben werden. In diesem Moment können die Speicher der Fabrik genutzt werden, um CO2-Emissionen zu vermeiden. Die Plattform industrie-energieforschung.de berichtet über das vom BMWi geförderte Projekt: www.industrie-energieforschung.de

Im September endete das Begleitforschungsprojekt EE4InG. Beim Abschlusstreffen präsentierten die Forschenden ihre Ergebnisse und Empfehlungen, wie die Energieforschung in Industrie und Gewerbe weiter unterstützt werden kann. Um die Energiewende zu meistern, muss die Industrie ihre Energieeffizienz deutlich steigern und gleichzeitig den Energieverbrauch senken. Dazu ist es nötig, Effizienztechnologien entlang des gesamten Sektors weiterzuentwickeln. In den vergangenen drei Jahren haben die Forschenden der wissenschaftlichen Begleitforschung EE4InG Forschungs- und Entwicklungsansätze identifiziert sowie analysiert. Dabei fokussierten sie Technologien und Methoden, die noch nicht für die industrielle Praxis geeignet sind oder bisher nur in einzelnen Branchen Anwendung finden. So bestehen etwa teilweise noch erhebliche Forschungsbedarfe, die Unternehmen allein nicht stemmen können. Zudem gilt es, Methoden und Technologien auf unterschiedliche Branchen zu übertragen und entsprechend anzupassen. Das Team von EE4InG betrachtete insbesondere Vorhaben zu den sechs Forschungsfeldern der Forschungsnetzwerke Industrie und Gewerbe. Wissenschaftliche Begleitforschung ermöglicht einen Gesamtüberblick über Forschungsaktivitäten Bei der Abschlussveranstaltung, die nach eineinhalb Jahren Pandemie erstmals wieder in der ETA-Fabrik der TU Darmstadt in Präsenz stattfinden konnte, bekräftigten die Forschenden das Projektziel. Über die komplette Projektlaufzeit konnten sie ein umfassendes Bild über Forschungsaktivitäten, Herausforderungen, Hemmnisse, Potenziale und Erfolge in den Schwerpunktthemen der industriellen Energieforschung gewinnen. Insbesondere die enge Zusammenarbeit mit Industriepartnern und Fachspezialisten der jeweiligen Branchen — etwa in sogenannten Fachgesprächen — hat das Team von EE4InG positiv hervorgehoben. Zudem haben die Forschenden die gute und kooperative Zusammenarbeit mit Unternehmen, Verbänden und Experten sowie viele genutzte Synergien gelobt. Forschungsfelder der Forschungsnetzwerke Industrie und Gewerbe standen bei EE4InG im Fokus In der Veranstaltung präsentierte das Team von EE4InG zunächst seine Erkenntnisse in den Forschungsfeldern chemische Verfahrenstechnik, Eisen und Stahl, Fertigungstechnik, Abwärmenutzung, Tribologie sowie Hochtemperatursupraleiter. Hier haben die Forschenden jeweils Technologien und Methoden benannt, die große Effizienzpotenziale aufweisen und für die weitere Forschungs- und Förderbedarfe bestehen. Die einzelnen Fachbeiträge schlossen sie mit daraus abgeleiteten Forschungsempfehlungen. Know-How-Unterschiede bergen viel Verbesserungspotenzial Weiterhin konnten die Forschenden hier ihre Erfahrungen bezüglich bestehender Know-How-Unterschiede teilen. Geht es um die Energieeffizienz, sind diese Unterschiede allgegenwärtig: Das technische und methodische Wissen ist nicht gleichmäßig über alle Branchen beziehungsweise auf alle darin beteiligten Stakeholder verteilt. Das bedeutet, dass die Energieeinsparpotenziale entsprechend groß sind, würden diese Know-How-Unterschiede ausgeglichen. Entscheidend ist somit, zukünftig zielgruppengerechte Fortbildungs- und Kommunikationsstrategien zu entwickeln und damit Defizite abzubauen. Begleitforschungsprojekt bringt Politik und Industrie zusammen Mit ihrer Arbeit kann die wissenschaftliche Begleitforschung nun sowohl der Politik als auch der Industrie, den Wirtschaftsverbänden und Forschungseinrichtungen Handlungsempfehlungen mit auf den Weg geben. Dies ermöglicht es, die Energieforschung auch zukünftig praxisnah zu gestalten und an die Bedürfnisse der Industrie sowie von Forschung und Entwicklung anzupassen. Mehr Informationen zum Abschlusstreffen und zur Begleitforschung Industrie und Gewerbe finden Sie auf www.industrie-energieforschung.de

Ziel unseres Projekts KI4ETA ist es, den Regelkreis der vernetzten, energieintelligenten Fabrik zu schließen. Dazu betrachten wir im Projekt gemeinsam mit unseren Partnern den vollständigen Prozess von der Datenerfassung über die Modellbildung bis zur energetischen Optimierung. Im Ergebnis sollen Energieeffizienzmaßnahmen einfacher umzusetzen sein und ein energieflexibler Fabrikbetrieb möglich werden. Die Plattform industrie-energieforschung.de berichtet über das vom BMWi geförderte Projekt: www.industrie-energieforschung.de

interaktives und hybrides online-Format

Am 1.9. fand zum dritten Mal der Energieeffizienzkongress in Kooperation mit HESSENMETALL zum Thema „Nachhaltige Produktion durch CO2-Reduktion“ statt. Das erstmals interaktive und hybride online-Format stieß bei den über 60 Teilnehmenden aus der Industrie auf äußerst positive Resonanz. Neben einigen spannenden Erfahrungsberichten aus der Industrie gab es auch Vorträge aus der ETA-Forschungsgruppe rund um das Thema CO2-Reduktion. Eine online-Führung durch die ETA-Fabrik mit tiefen Einblicken in die aktuelle Forschung rundete die Veranstaltung ab.

Zum Thema „Nachhaltige Produktion durch CO2-Reduktion“ findet dieses Jahr zum dritten Mal der Energieeffizienzkongress von HESSENMETALL in Kooperation mit der Technischen Universität Darmstadt und der ETA-Fabrik statt. In der anwendungsnahen Forschung der ETA-Fabrik treffen umgesetzte Effizienzmaßnahmen auf digitale Lösungen und Betriebsoptimierungen. Datum: 1.9.2021 Ort: Online Weitere Infos & Anmeldung: www.hessenmetall.de

An der ETA-Fabrik werden am PTW vielfältige Fragestellungen der energie- und ressourceneffizienten Produktion mittels Simulation in Modelica/Dymola untersucht. Dazu gibt es nun auch ein Tutorium als Master-Lehrveranstaltung, das Studierenden praxisnahe Einblicke in die Anwendung dieser Simulationstechnologie ermöglicht. Hier erfahren Sie mehr. Die Simulation gilt im Rahmen des Konzepts der Digitalen Fabrik als etabliertes Werkzeug zur Analyse und Bewertung komplexer Systeme und Prozesse. In der energieorientierten Fabrikplanung können damit Planungsaufgaben über den gesamten Lebenszyklus der Fabrik hinweg unterstützt werden. In der Forschungsgruppe ETA wird die Simulation am Fallbeispiel der ETA-Fabrik und weiterer technischer Demonstratoren von Industrieprozessen – stets mit dem Bezug zu Fragestellungen der Energie- und Ressourceneffizienz in der industriellen Produktion – angewendet. Vor diesem Hintergrund wurde am PTW das Tutorium „Simulation von Versorgungssystemen in der Produktion“ ins Leben gerufen. Hauptziel der Master-Veranstaltung ist es, Studierende in die Simulation als ein mögliches Werkzeug zur Unterstützung der Entscheidungsfindung im Rahmen energieorientierter Planungsprozesse einzuführen. Als Methode kommt hier die kontinuierliche Simulation mit Modelica/Dymola zum Einsatz. Der Betrachtungsfokus liegt dabei vor allem auf Betrieben der Metall verarbeitenden Industrie. Neben der Vermittlung theoretischer Grundlagen stehen in der Veranstaltung die Durchführung von Rechnerübungen zur praktischen Anwendung der Modellierung und Simulation im Vordergrund. In einem Abschlussprojekt untersuchen die Studierenden ein Fallbeispiel von realer Komplexität nach dem Vorbild der ETA-Fabrik. Die neue Lehrveranstaltung findet nun jährlich im Wintersemester statt.

In Städten schlummert viel Potenzial: Abwärme beispielsweise, die ungenutzt aus Industrieanlagen strömt. In Gebäuden mit intelligentem Energiemanagement wird diese Wärme wertvoll. Diese Potenziale wollen die Mitarbeiter*innen des PTW in Zusammenarbeit mit Expert*innen aus Darmstädter Hochschulen und Wirtschaft sowie der Wissenschaftsstadt Darmstadt mit dem nun gestarteten Reallabor DELTA (kurz für „Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung“ (www.delta-darmstadt.de)) nutzen – und urbane Energiesysteme effizienter, flexibler und klimafreundlicher machen.

Am vergangenen Freitag war Startschuss für das Verbundprojekt KI4ETA. Das Konsortium mit 12 Forschungspartnern aus Wissenschaft und Industrie unter Leitung des PTW der TU Darmstadt hat das Ziel den Energieregelkreis der Fabrik zu schließen – von der Feldebene bis in die Cloud. In KI4ETA sollen

Im Oktober 2020 hat Dominik Flum Seine Doktorarbeit zum Thema „Eine Methode zur modellbasierten Planung energieoptimierter Kälte- und Wärmeversorgungssysteme in Produktionsbetrieben“ erfolgreich abgeschlossen.

Lösungen zur urbanen Energiewende in die breite Anwendung bringen – dieses Ziel verfolgt das Forschungsprojekt DELTA. Nach erfolgreichem Projektstart wurde nun auch die Kickoff-Veranstaltung in digitaler Form abgehalten. Ein Mitschnitt des Livestreams steht nun zur Verfügung.

Der steigende Anteil erneuerbarer Energien sorgt für immer größere Schwankungen in der Stromerzeugung. Wie die Industrie als größter Stromverbraucher in Deutschland einen Beitrag dazu leisten kann, sich dem schwankenden Energieangebot flexibel anzupassen, wurde am PTW im Rahmen des vom BMWi geförderten Forschungsprojekt „PHI Factory – Flexible Fabriknetzführung“ untersucht. Im Rahmen des Projekts wurde das Kühlsystem einer Werkzeugmaschine mit einer effizienten Kältemaschine und einem innovativen Phasenwechselmaterial-Speicher ausgestattet. Durch den Versuchsaufbau konnte gezeigt werden, dass die Kühlleistung in Zeiten eines geringen Angebots Erneuerbarer Energien zeitweise verschoben und somit Strompreisschwankungen genutzt werden können.

Ressourceneffizienz durch Digitalisierung industrieller Produktionsprozesse? Ja, bitte! Das PTW Darmstadt und die Partner des ArePron-Transferprojekts veröffentlichen relevante Projektergebnisse, gemeinsam mit dem Hessischen Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Wohnen und der Hessen Trade & Invest GmbH, in einem Praxisleitfaden.

Zur Untersuchung, wie die Energienachfrage klimatisierter Produktionsumgebungen in Zukunft flexibel an das immer stärker schwankende Energieangebot aus erneuerbaren Energien angepasst werden kann, wurde in der ETA-Fabrik des PTW im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsprojekts „SynErgie“ und in Kooperation mit dem Institut für Statik und Konstruktion (ISMD) ein innovativer, energieflexibler Klimaraum gebaut. Damit ist es möglich, das Flexibilisierungspotential von klimatisierten Produktionsumgebungen bei verschiedenen Betriebsstrategien zu analysieren. So kann zum Beispiel die thermische Speicherkapazität der Raumhülle und des Rauminhalts für eine zeitliche Verschiebung des Strombezugs der Kühlung oder Heizung genutzt werden.

Wie Stadtquartiere energieoptimiert interagieren können – dieser Fragestellung widmet sich das Darmstädter Energie-Labor für Technologien in der Anwendung (DELTA). Als Schaufenster für die urbane Energiewende zeigt das Projekt Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz und -flexibilisierung auf. Dazu dienen geplante Umsetzungen wie die Übergabe industrieller Abwärme an Fernwärmenetze oder die Erzeugung von Wasserstoff am Müllheizkraftwerk in Darmstadt. Insgesamt sollen durch das Projekt 14.500 t CO2 pro Jahr eingespart werden. Das PTW übernimmt gemeinsam mit dem Institut für Statik und Konstruktion die Koordination des Großprojektes mit einem Volumen von 110 Mio. Euro. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. DELTA Darmstadt

Die energieflexible Fabrik | Wärmetechnik

Energieverschwendung | Tutorial

Die energieflexible Steuerung von Anlagen ermöglicht es, Energie dann zu nutzen, wenn sie möglichst Ressourceneffizient zur Verfügung steht. Wenn produziert wird, während die Sonne scheint, kann zum Beispiel Solarenergie besser genutzt werden. So kann der CO 2 -Fußabdruck von Fabriken und Produkten gezielt reduziert werden.

Einführung | Tutorial Im Projekt ETA-Transfer sollen komplexe Energieeffizienzmaßnahmen für Unternehmen einfach zugänglich gemacht werden. Diese Maßnahmen erfordern häufig ein tiefes Verständnis der Systemzusammenhänge und sind daher bisher nicht weit verbreitet.

Der Hybridspeicher ETA290 und die intelligente E-Ladesäule iL22 an der ETA-Fabrik zeigen, wie Energiewende und Mobilität der Zukunft verschmelzen. Der prototypische Hybridspeicher besteht aus einem kinetischen Energiespeicher und einer Lithium-Ionen-Batterie. Die Batterie ist für die langfristige, der kinetische Speicher für die kurzfristige Zwischenspeicherung der Energie ausgelegt.

Energieeffizienz nach dem Vorbild der ETA-Fabrik in die industrielle Praxis zu überführen – dieses Ziel verfolgt das Projekt ETA-Transfer. Über den Projektfortschritt tauschten sich die Projektbeteiligten bei der online abgehaltenen, sechsten Projektsitzung aus.