Mehr Energieeffizienz in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen ist das Ziel eines Förderschwerpunktes des Bundeswirtschaftsministeriums. In vielen Branchen machen die Energiekosten ein Fünftel des Umsatzes aus. Bei den geförderten Forschungsprojekten sollen durch die enge Kooperation von Großindustrie, Klein- und Mittelständischen Unternehmen sowie Forschung finanziell und organisatorisch neue Ansätze geschaffen werden, die anschließend auch praktisch umsetzbar sind.
Das neue 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung soll dazu beitragen, die enormen Einsparpotenziale in der Industrie zu nutzen. Die Themenbreite des Förderschwerpunkts spiegelt die Vielfalt der energierelevanten Prozesse in „Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen“ (IGHD) wider. Das Bundeswirtschaftsministerium will die künftigen Fördermaßnahmen darauf konzentrieren, den Energieeinsatz in energieintensiven Industriebranchen zu reduzieren, bestehende Prozesse zu optimieren, elektrische Energie effizienter zu nutzen sowie ein prozessübergreifendes Energiemanagement als Querschnittsaufgabe anzugehen.
Wichtige Forschungsfelder sind unter anderem die Hochtemperatursupraleitung, Motorenentwicklung für stationäre Anwendungen, Demand-Side Management, intelligente Netz-, Mess- und Steuerungsdienstleistungen, Herstellung und Anwendung von Leichtbaumaterialien sowie Forschung zu Werkstoffeffizienz, Recycling, energieeffizienter Fertigungstechnik und chemischer Prozesstechnik.
Industrie auf dem richtigen Weg
Der Anteil am Endenergieverbrauch von Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen in Deutschland ist von 50% (1990) auf 42% (2009) zurückgegangen. In absoluten Zahlen bedeutet dies, dass sich der Energieverbrauch seit 1990 um 22% von 4.711 PJ auf 3.675 PJ (2009) vermindert hat. Gründe sind vielfältige technologische Verbesserungen durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung sowie die verbesserte Energieeffizienz durch die Umstrukturierung der Industrie in den neuen Bundesländern und die Verlagerung von energieintensiver Produktion ins Ausland. Energieintensive Branchen haben große Einsparungen erreicht. Beispielsweise konnte die für die Rohstahlerzeugung anfallende spezifische CO2-Emission von 1,59 auf 1,37 t Kohlendioxid pro Tonne Rohstahl verringert werden. Über die Menge folgen daraus gewaltige Effekte: In Deutschland werden jährlich weit über 40 Millionen Tonnen Stahl, weit über 30 Millionen Tonnen Zement und rund 20 Millionen Tonnen Papier hergestellt. Der Anteil vom Strom am Endenergieverbrauch hat im Sektor IGHD, nicht zuletzt aufgrund der zunehmenden Automatisierung, stark zugenommen. Mit einem Verbrauch von 68% im Jahr 2009 liegt er weit vor den übrigen Sektoren (Haushalte und Verkehr).
Förderung für laufende Prozesse und neue Verfahren
Dem Energieträger Strom kommt heute in der Industrie und besonders bei Handel und Dienstleistungen eine wesentliche Rolle zu. Mit dem beschleunigten Übergang zu erneuerbaren Energien wird die Bedeutung von Strom weiter zunehmen und damit auch der Bedarf an Ideen zu seinem rationellen Einsatz. Aktuell arbeiten Forscher u. a. an hocheffizienten Elektromotoren, Anlagen- und Industrieroboter-Technik sowie neuen Technologien und Anwendungen der Hochtemperatur-Supraleitung (Leiter, Generatoren, Motoren, Schaltelemente, Induktionsöfen).
Energieeinsparungen im industriellen Sektor werden zunächst durch die Optimierung laufender Prozesse erzielt. Durch die Entwicklung neuer Verfahren können weitere Einsparungen erreicht werden, wenn durch Modifikationen der Prozessparameter keine weiteren Verbesserungen möglich sind. Riesige Einsparpotenziale zeichnen sich bei Prozesswärme ab. Allein in den Hochtemperaturprozessen der keramischen Industrie gehen rund 40% der unter energetisch hohem Aufwand erzeugten Wärme als Abwärme verloren. Ist eine direkte Nutzung in einem nachfolgenden Prozess mit niedrigerem Temperaturniveau nicht möglich, kann die Wärme durch lokale Speicherung, Aufbereitung mittels Wärmepumpen oder Umwandlung in elektrische Energie genutzt werden.