Abwärme, die in der Papierindustrie oder in Rechenzentren entsteht, wird schon heute in Nah- oder Fernwärmenetzen genutzt. So können ohne zusätzliche Wärmequelle Schwimmbäder, Gewächshäuser oder Wohnungen beheizt werden. Noch weitgehend unter dem Radar ist hingegen die Nutzung dieser Abwärme zur Stromerzeugung.
Drei Demonstratoren werden konstruiert
Das soll sich jetzt ändern. Ende Januar ist das europäische Forschungsprojekt Heat4Energy gestartet, an dem insgesamt 13 Universitäten und Forschungseinrichtungen aus sechs Ländern sowie drei Industrieunternehmen beteiligt sind. Ziel der Forscher ist es, thermomagnetische Generatoren für die Umwandlung von Niedertemperatur-Abwärme zu entwickeln und sie auf ein marktfähiges Niveau zu bringen. Das Projektteam will drei Demonstratoren im Leistungsbereich von 10 μW, 1 W und 100 konstruieren und experimentell validieren.
„Wir werden zeigen, dass thermomagnetisches Stromerzeugung eine energieeffiziente und kompakte Technologie sein kann“, sagt Andrej Kitanovski, von der Universität Ljubljana. Besonderes Augenmerk werde auf die Nutzung verschiedener schwacher Wärmequellen mit einer Temperatur von mindestens 40 bis maximal 100 °C gelegt, die etwa 40 Prozent der Abwärme aus industriellen Prozessen ausmachen.
Maßgeschneiderte Materialien
Entscheidend dafür sind neue, maßgeschneiderte Materialien. Ein interdisziplinäres Team aus Materialwissenschaft und -technik wird unter der Leitung der Bundesanstalt für Materialforschung (BAM) gemeinsam mit Industriepartnern optmierte Materialien und Bauteile für eine neue Generation thermomagnetischer Demonstratoren entwickeln, die Abwärme effizient übertragen und in elektrische Energie umwandeln können. „Die Materialien müssen zahlreichen thermomagnetischen Zyklen standhalten und dürfen dabei nur geringfügig ermüden oder korrodieren“, schildert Anja Waske von der BAM die Herausforderung. „Mit in-situ-Experimenten wollen wir die Zuverlässigkeit dieser maßgeschneiderten Materialien testen und verbessern.“
Die Ergebnisse des Projekts könnten vor allem Industriebetriebe interessant sein, die ihre Abwärme selbst nutzen wollen, ist Sebastian Fähler vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf überzeugt. „Wir freuen uns über den Kontakt zu weiteren Industriepartnern“, betont er. Eine Zusammenarbeit sei beispielsweise in Workshops möglich. (kw)
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