Prof. Dr. Joël Mesot, Direktor Paul Scherrer Institut - Cleantec City
Prof. Dr. Joël Mesot, Direktor Paul Scherrer Institut - Cleantec City
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Wir schaffen Wissen – heute für morgen<br />
<strong>Paul</strong> <strong>Scherrer</strong> <strong>Institut</strong><br />
<strong>Joël</strong> <strong>Mesot</strong><br />
Beiträge der akademischen Forschung zu<br />
innovativen Lösungen im Bereich <strong>Cleantec</strong>h<br />
<strong>Cleantec</strong> <strong>City</strong>, 15.3.2012
Energiestrategie 2050 – eine Herausforderung<br />
Zielsetzung Elektrizität<br />
TWh<br />
Verbrauch Szenario „weiter wie bisher“<br />
Im Vergleich zur Energiestrategie 2050 des Bundesrat<br />
100<br />
80<br />
60<br />
Einsparungen<br />
Fazit:<br />
a) Einsparungen nötig 21 - 27 TWh<br />
b) Ersatz Kernenergie 20 TWh<br />
40<br />
20<br />
0<br />
2010<br />
Kernenergie<br />
2050<br />
5 Aktionsfelder<br />
• Effizienztechnologien<br />
• Bereitstellung von Strom (Produktion)<br />
• Netze und Energiesysteme<br />
• Energiespeicherung<br />
• Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft<br />
WKK<br />
Biomasse<br />
Geothermie<br />
Wind<br />
Gas + Import<br />
PV<br />
Einsparung<br />
(Effizienz)<br />
Wasserkraft
Vernetzte Forschung im ETH-Bereich<br />
Kompetenzzentrum<br />
Energie & Mobilität CCEM<br />
• seit 2006<br />
• interdisziplinär<br />
• kompetitiv<br />
• qualitätsgesichert<br />
• koordiniert<br />
Fachhochschulen<br />
Kompetenzzentrum für Energie<br />
und Mobilität am PSI<br />
Kompetenzzentrum für Umwelt<br />
und Nachhaltigkeit an der ETH<br />
Industrie (Auswahl)
Von der Forschung über Schlüsseltechnologien in den Alltag<br />
Aufwand<br />
nach<br />
W. Hamilton<br />
wissenschaftliche<br />
Forschung<br />
technische<br />
Entwicklung<br />
Kommerzialisierung<br />
Forschungsinstitutionen<br />
Zeit<br />
anwendungsorientierte<br />
Grundlagenforschung<br />
Zukunftstechnologien<br />
Schlüsseltechnologien<br />
neue Technologien<br />
Technologien des Alltags
Brennstoffzellen<br />
Grundmechanismen<br />
verstehen und nutzen<br />
Brennstoff (Wasserstoff) elektrische Energie<br />
H 2<br />
O 2<br />
+<br />
fuel<br />
cell<br />
Basis zur Nutzung von Wasserstoff als Energieträger<br />
bzw. Energiespeicher<br />
anwendungsorientierte<br />
Grundlagenforschung<br />
• Wie lässt sich eine Brennstoffzelle grundsätzlich optimieren?<br />
Effizienz / Materialien / Lebensdauer
Grundmechanismen<br />
verstehen und nutzen<br />
Brennstoffzellen<br />
H 2<br />
O 2<br />
+<br />
anwendungsorientierte<br />
Grundlagenforschung<br />
Photonen<br />
Neutronen<br />
Myonen<br />
Materialien verstehen für<br />
• Energieforschung<br />
• Informationstechnologie von morgen<br />
• effizientere Produktionsmöglichkeiten<br />
• Entwicklung neuer Medikamente<br />
“Photographieren”<br />
Grossforschungsanlagen des PSI
Brennstoffzellen<br />
1. Grundmechanismen<br />
verstehen und nutzen<br />
2. Systemintegration<br />
am PSI<br />
3. Demo- / Pilotprojekte<br />
H 2<br />
O 2<br />
+<br />
anwendungsorientierte<br />
Grundlagenforschung<br />
Zukunftstechnologien<br />
Schlüsseltechnologien<br />
neue Technologien<br />
Technologien des Alltags
Grundmechanismen<br />
verstehen und nutzen<br />
(Rest)Biomasse Nutzung – Methanisierung von Holz<br />
effiziente und ökologische<br />
Nutzung von Biomasse<br />
Methanisierung<br />
über Katalyse<br />
CH 4<br />
neue Materialien für Katalyse<br />
Biomasse gasförmigen Energieträger<br />
Speicherung Elektrizität/Wärme<br />
anwendungsorientierte<br />
Grundlagenforschung<br />
Schlüsseltechnologien<br />
neue Technologien<br />
Technologien des Alltags
Biomasse Nutzung – Methanisierung von Holz<br />
1. Grundmechanismen<br />
verstehen und nutzen<br />
2. Systemintegration<br />
am PSI<br />
3. Demo- / Pilotprojekte<br />
Methanisierung<br />
über Katalyse<br />
CH 4<br />
neue Materialien für Katalyse<br />
Vergasung<br />
Heissgasreinigung<br />
Verstromung<br />
Projekt X-PDU (PSI+Industriepartner)<br />
anwendungsorientierte<br />
Grundlagenforschung<br />
Zukunftstechnologien<br />
Schlüsseltechnologien<br />
neue Technologien<br />
Technologien des Alltags
Zukünftige Beiträge der Energieforschung im ETH-Bereich<br />
Methanisierung<br />
Pilot- und Forschungsanlage X-PDU<br />
Kompetenzzentrum Photovoltaik<br />
Funktionalität und Produktionstechnologien<br />
Geothermie für Wärme und Strom<br />
Bohrtechnologie, Reservoirerschliessung,<br />
Energieumwandlung<br />
NEST – Plattform für<br />
experimentelles Bauen<br />
Pilot- und<br />
Demonstrationsanlage
<strong>Cleantec</strong>h vom Labor in die Industrie<br />
• einzelne Entwicklungen aus Forschung direkt als Spin-off Produkte<br />
• Entwicklung und Umsetzung neuer Schlüsseltechnologien<br />
erfordern 2 Schritte:<br />
1. Skalierung zu Labor-Pilotanlagen<br />
(Systemintegration)<br />
1. Realisierung von<br />
Pilot- und Demonstrationsanlagen<br />
– Chancen & Risiken gross<br />
– Investitionen hoch<br />
– Ko-Finanzierung über<br />
private und öffentliche Mittel
Substantieller technischer Fortschritt ist notwendig in den Bereichen<br />
• Erneuerbare Energien<br />
• Energie-Effizienz<br />
<strong>Cleantec</strong>h – Chance und Herausforderung<br />
• Innovationsförderung durch Wissens- und Technologietransfer<br />
Die Forschung, insbesondere im ETH-Bereich, trägt zu<br />
innovativen Lösungen im Bereich <strong>Cleantec</strong>h bei.
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