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„Unsere Vision ist, Lösungen für die Industrie für den Übergang von der linearen zur zirku­laren Kohlen­stoff­kreis­l­auf­wirt­schaft bereit­zu­stellen.“

futureSAX im Know-how-Netzwerk Interview mit Prof. Dr.-Ing. Bernd Meyer, Direktor des Instituts für Energie­ver­fah­rens­technik und Chemi­e­in­ge­nieur­wesen der Techni­schen Univer­sität Bergaka­demie Freiberg

Prof. Dr. Bernd Meyer, Direktor des Instituts für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg

Das Institut für Energie­ver­fah­rens­technik und Chemi­e­in­ge­nieur­wesen der Techni­schen Univer­sität Bergaka­demie Freiberg ist in Europa führend in der Forschung und Entwicklung von primären und sekun­dären Kohlen­stoffres­sourcen. Dabei wird nicht umsonst auf modernste Methoden gesetzt, das IEC ist eins der dritt­mit­tel­stärksten Univer­si­täts­in­stitute in Deutschland. Wir sprachen mit dem Insti­tuts­di­rektor Prof. Dr.-Ing. Bernd Meyer über seine Arbeit am IEC, erfolg­reichen Struk­tur­wandel und die Bedeutung von Wissen­stransfer.

futureSAX: Herr Prof. Dr.-Ing. Meyer, bitte beschreiben Sie kurz die Forschungsschwerpunkte und Kernkompetenzen des Instituts für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (IEC). Welche Vision und Ziele verfolgen Sie mit ihrer Arbeit?

Prof. Meyer: Das Forschungs- und Lehrprofil des Instituts für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (IEC) konzentriert sich auf innovative Prozesse, Technologien und Systeme für die nachhaltige Nutzung fossiler (Erdöl, Erdgas, Kohle), sekundärer und erneuerbarer Kohlenstoffquellen. Insbesondere die konsequente stoffliche Nutzung kohlenstoffhaltiger Abfälle, Reststoffe und anderweitig nicht nutzbarer Biomasse mit Hilfe der Einkopplung erneuerbarer Energien und „grünem“ Wasserstoff eröffnet neue Möglichkeiten zur Schließung des Kohlenstoffkreislaufs. Das wird möglich durch die bisher noch nicht erfolgte Sektorkopplung von Energiewirtschaft, Chemieindustrie und Abfall- bzw. Recyclingwirtschaft. Damit einher geht eine signifikante Minderung der CO2-Emissionen in den genannten Industriezweigen.

„Unsere Vision ist, Lösungen für die Industrie für den Übergang von der linearen zur zirkularen Kohlenstoffkreislaufwirtschaft bereitzustellen.“

Dabei fangen wir bei solchen Technologien ganz vorn in der Prozesskette an, mit denen alle, nicht nur die fossilen, Kohlenstoffträger als werthaltige Kohlenstoffquellen nutzbar gemacht werden können. Eine solche Technologie ist die Vergasungstechnologie, für die das IEC international führend ist. Aus regenerierbaren und Abfall-Kohlenstoffträgern wird - ggf. unter Beimischung von heimischer Braunkohle als Prozess-Stabilisator - Synthesegas und daraus Methanol hergestellt. Aus Methanol können Ethylen und Propylen, die Grundbausteine des mengenmäßig größten Teils der Kunststoffproduktion umgewandelt werden. Das nennt man chemisches Recycling. Auch andere Massenchemikalien oder Synthesekraftstoffe können mit modifizierten Verfahren bereitgestellt werden. Dadurch, dass auf die Verbrennung der Abfälle am Ende des Lebenswegs verzichtet werden kann, kommt es zu einer massiven Reduktion der CO2-Emissionen. Außerdem verringert sich die Abhängigkeit der chemischen Industrie von Importerdöl, die CO2-Emissionenen der Lieferkette nach Deutschland entfallen und die erzeugten Kunststoffe haben einen steigenden Recyclinganteil.

Im Kontext der Energiewende können weitere Synergien der CO2-Minderung erschlossen werden, z.B. durch Nutzung von „grünem“ Wasserstoff als Rohstoff- und Energiespeicher. Das ist ein weiterer wichtiger Baustein, um die Ziele der Energiewende zu erreichen. Um diese Vision in Technologien umzusetzen, arbeiten fast 100 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker in der Grundlagen- und der Angewandten Forschung an detaillierten Simulationen bzw. Planungen, an Analysen der Eingangsstoffe und Reaktionsprodukte in den Laboren sowie an Großversuchen in den Technikums- und Pilotanlagen.

futureSAX: Das heutige IEC geht zurück auf die Braunkohlenstiftung, das daraus entstandene Braunkohlenforschungsinstitut (BRAUFI) und die Einrichtung eines wärmewirtschaftlichen Laboratoriums im Jahre 1919 in Freiberg. Rund 100 Jahre später wird Deutschland aus der Kohleverstromung aussteigen. Welche Rolle kann das IEC bei der Bewältigung des Strukturwandels in den sächsischen Braunkohlerevieren spielen?

Prof. Meyer: Der Erzbergbau war Anfang des 20. Jahrhunderts in Sachsen nicht mehr wirtschaftlich. 1913 schloss die letzte staatliche Grube. Das Braunkohlenforschungsinstitut in Freiberg war eine Antwort auf den Strukturwandel. Es galt, den neuen Rohstoff Braunkohle in Mitteldeutschland und in der Lausitz industriell zu erschließen. Denn von ihr versprach man sich nachhaltige Impulse für Wirtschaft und Forschung, vor allem für die Erzeugung von Elektroenergie, Kraftstoffen und für die chemische Industrie.

Heute verfügen wir über andere Kohlen­stoff- und Energie­quellen, welche die heimische Braun­kohle ablösen werden. Für diesen sich seit Jahren abzeich­nenden Struk­tur­wandel entwi­ckeln wir Techno­logien und Konzepte für neue nachhaltige Wertschöp­fungs­ketten in den sächsi­schen Revieren. CARBONTRANS ist eines dieser Konzepte.

„Ziel ist die Bereitstellung einer von Erdöl und Erdgas unabhängigeren Rohstoffbasis für die chemische Industrie.“

Das Konzept soll an einem Chemie­standort in techni­scher Größe demons­triert werden. Dabei ist auch die Einkopplung von regene­ra­tiven Energien und „grünem“ Wasser­stoff vorge­sehen. Durch die Entwicklung von Techno­logien für die CARBONTRANS-Prozess­kette wird die Techno­lo­gie­füh­rer­schaft Deutsch­lands in dieser Zukunfts­branche gestärkt. Zudem wird für die deutschen Kohle­re­viere eine Kohlen­stoff-Kreislauf-Wirtschaft mit niedrigem „Carbon-Footprint“ vorbe­reitet, die sowohl mit der Braun­kohle als auch nach der Braun­kohle eine nachhaltige Zukunfts­per­spektive schafft.

Eine weitere Initiative für den Strukturwandel ist das Industriecluster progressLAUSITZ, welches Wirtschaftsansiedlungen mit einem hohen Innovationspotential und hoher Wertschöpfung zusammenführt. Die dezentrale Kohlenstoff-Kreislauf-Wirtschaft, die Entwicklung und der großtechnische Einsatz von CO2 -toleranten Synthesen, die Nutzung von Leistungsüberschüssen regenerativer Energien in Hochtemperaturprozessen, die Etablierung der Leichtbautechnologien und der Aufbau einer dezentralen Wasserstoffwirtschaft sind zentrale Elemente dieses Konzeptes.

futureSAX: Herr Prof. Dr.-Ing. Meyer, im Juni wurde die Einrichtung der Fraunhofer-Außenstelle für Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien an der TU Bergakademie Freiberg bekannt gegeben. Wie können sächsische KMU von der neuen Außenstelle profitieren und welche regionale Wertschöpfungspotentiale sehen Sie?

Prof. Meyer:

„Die Etablierung der Fraunhofer-Außenstelle für Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien eröffnet den sächsischen KMU viele Möglichkeiten.“

Einer­seits sind dadurch die umfang­reichen Fraun­hofer-Kompe­tenzen und -Dienst­leis­tungen vor Ort in Freiberg verfügbar. Anderer­seits ist durch die Betei­ligung sächsi­scher Unter­nehmen die regionale Verwertung der entwi­ckelten Ideen und Geschäfts­mo­delle möglich. Dadurch wird die regionale Wertschöpfung gestärkt.

Die Fraun­hofer-Außen­stelle wird unter anderem die Gründung eines neuen Fraun­hofer-Insti­tutes für Wasser­stoff- und Kohlen­stoff-Prozess­technik (IWKP) in Halle, Leuna und Freiberg vorbe­reiten. In diesem Institut werden die Themen­felder Wasser­stoff und Kohlen­stoff mitein­ander verbunden, um die Voraus­set­zungen für die Etablierung einer nachhal­tigen, effizi­enten und emissi­ons­armen Kohlen­stoff-Kreislauf- und Wasser­stoff­wirt­schaft zu schaffen. Es entsteht ein Institut, das die Forschungs- und Entwick­lungs­in­ter­essen entlang der gesamten Wertschöp­fungs­ketten des Wasser­stoffs und des Kohlen­stoffs bündelt. Dadurch wird der Übergang in eine kohlen­stoffärmere und wasser­stoff­rei­chere Wirtschaft möglich. Als Innova­ti­ons­partner unter­stützt das neue Institut Unter­nehmen mit zukunfts­fä­higen Ideen sowie mit Rat und Tat entlang der gesamten Wasser­stoff-Kohlen­stoff-Wertschöp­fungs­kreis­läufe. Diese bieten sowohl zahlreiche Frage­stel­lungen für F&E-Aktivi­täten als auch große Chancen für innovative Unter­nehmen.

futureSAX: Das IEC ist das drittmittelstärkste Institut an der TU Bergakademie Freiberg. Mit der DBI-Virtuhcon GmbH ist ein leistungsfähiges innnovatives Unternehmen aus der Forschung heraus entstanden. Welche Bedeutung hat ihrer Meinung nach der Transfer von der Forschung in die Wirtschaft und welche Chancen und Herausforderungen sehen Sie darin für den sächsischen Mittelstand?

Prof. Meyer: Die DBI-Virtuhcon GmbH als An-Institut der TU Bergakademie Freiberg kooperiert eng mit dem IEC und weiteren Instituten der TUBAF sowie der Fraunhofer-Außenstelle “Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien”.

Die DBI-Virtuhcon zeigt, dass unser Ansatz, industrie- und anwen­dungsnah zu forschen, um die Forschungs­er­geb­nisse schnellst­möglich in kommer­zielle Prozesse und Produkte zu überführen, auch für eine Hochschule ein erfolg­reicher Ansatz ist. Haupt­aufgabe dieses An-Insti­tutes ist es, die vielfäl­tigen Forschungs­er­geb­nisse, die das IEC mit seinen knapp 100 Mitar­beitern erzeugt, für nationale und inter­na­tionale Partner zugänglich zu machen.

„Es geht darum, den schwierigen Brückenschlag von Wissenschaft und Forschung hin zur industriellen wertschöpfenden Anwendung zu gestalten.“

Darüber hinaus ergänzen die Versuchs- und Demons­tra­ti­ons­an­lagen der DBI-Virtuhcon auf besondere Weise die Ausstattung des IEC.

futureSAX: Herr Prof. Dr.-Ing. Meyer, was war Ihr Beweggrund, Teil des futureSAX-Know-how-Netzwerkes zu werden, und wie wichtig sind branchenübergreifende Plattformen für den Wissens- und Technologietransfer?

Prof. Meyer: Ohne die Kontakte zu zahlreichen nationalen und internationalen Unternehmen hätten wir in einem durchaus herausfordernden Umfeld nicht die großen wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Erfolge. Das futureSAX-Know-how-Netzwerk bietet uns die Chance, dass wir uns weiterentwickeln und noch besser werden.

„Wir stellen immer wieder fest, dass wir international teilweise bekannter sind als hier vor Ort in Sachsen.“

Daher stärken wir derzeit unsere regio­nalen Aktivi­täten und sind an Kontakten zu sächsi­schen Unter­nehmen sehr inter­es­siert.

Mehr zum Instituts für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (IEC) an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg finden Sie hier: https://tu-freiberg.de/fakult4/iec