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Kunststoffe als Wachstumsmotor für die Solartechnik

Wie in anderen Technologiebereichen werden Kunststoffe auch zunehmend für die technologische Weiterentwicklung von Komponenten und Systemen für die Nutzung von Solarenergie zu einem wichtigen Dreh- und Angelpunkt. Vielfach geht man sogar davon aus, dass Kunststoffe zum künftigen Wachstumsmotor für Solartechnologien werden könnten.

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Eine zuverlässige, kostengünstige und umweltschonende Energieversorgung ist eine wichtige Voraussetzung für die nachhaltige Entwicklung moderner Gesellschaften. Die Umwandlung der gegenwärtigen, primär auf nicht regenerative fossile und nukleare Energieträger ausgerichteten Energiesysteme, auf erneuerbare Energien, scheint aufgrund der drohenden Ressourcenknappheit unumgänglich. Univ.-Prof. DI Dr. Reinhold Lang, Leiter des Instituts für Polymerwerkstoffe und Prüfung an der Johannes Kepler Universität Linz, hat bereits im Jahre 2006 im Rahmen der Energiekonferenz in Abu Dhabi die Rolle der Kunststofftechnik in diesem Transformationsprozess zur Diskussion gestellt. Dazu hat er vier Thesen entwickelt:

These 1:
Eine überwiegend bis vollständig auf erneuerbaren Energieträgern basierende Versorgung mit Energiedienstleistungen in den nächsten Jahrzehnten ist theoretisch und technologisch möglich und gesellschaftlich erstrebenswert.

Eine überwiegend bis vollständig auf erneuerbare Energien basierende Versorgung bei gleichzeitiger Steigerung der Gesamtenergieeffizienz ist in den nächsten Jahrzehnten technologisch machbar und volkswirtschaftlich, sozio-ökonomisch und politisch wünschenswert. Grundvoraussetzung dafür ist der Abbau institutioneller und struktureller Hemmnisse, sowie das Schaffen von Rahmenbedingungen zur Förderung der Innovationsfähigkeit, um eine rasche, flexible und mutige Markteinführung
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o.Univ.Prof. DI Dr. Reinhold W. Lang Vorstand des Instituts für Polymerwerkstoffe und Prüfung

o.Univ.Prof. DI Dr. Reinhold W. Lang Vorstand des Instituts für Polymerwerkstoffe...

zu ermöglichen.

These 2:
Polymerwerkstoffe bieten ein hohes Innovationspotential für Solartechnologien. Sie werden zur bedeutendsten Materialklasse und treibenden Kraft künftiger solartechnischer Entwicklungen und zum Motor ihrer steigenden Marktdurchdringung.

Diese These bezieht sich auf die ausgezeichneten Eigenschaften der gesamten Palette der Polymerwerkstoffe (Thermoplaste, Elastomere, Composits, polymere Hybridwerkstoffe usw.). Die Möglichkeit diese Werkstoffeigenschaften in weiten Grenzen zu variieren, sowie diese speziellen multi-funktionalen Eigenschaften gezielt auf spezifische Anwendungen und Anforderungen einstellen zu können, sind wesentliche Voraussetzungen für die erfolgreiche Entwicklung und den Einsatz in der Solartechnik. Ebenso bedeutend ist die hochflexible und automatisierbare Verarbeitbarkeit von Kunststoffen zu komplexen Bauteilen mit hoher Funktionsintegration. Gemeinsam mit den konstruktiv-designerischen Möglichkeiten und den sich daraus ergebenden wirtschaftlichen Vorteilen gilt es, die Möglichkeiten für verschiedene solartechnische Anwendungen zu nutzen und auszureizen. Analog dazu kommt der erfolgreichen Entwicklung der F&E Aktivitäten von Industrie und Forschungseinrichtungen, unter Einbeziehung solartechnischer und kunststofftechnischer Kompetenzen, eine Schlüsselrolle zu. Als Beispiel einer solchen Kooperation gelten dieSolPol-Projekte an der JKU, an denen insgesamt 14 Unternehmen und 10 Forschungseinrichtungen teilnehmen.

These 3:
Im Zuge der Veränderung des globalen Energiesystems werden die Interessen der Öl/Gas-Industrie, der Kunststoff-Industrie und der Solar-Industrie konvergieren.

Die These 3 ergibt sich aus dem Zusammenhang der Thesen 1 und 2 und der Entwicklung und Herstellung immer leistungsfähiger Produkte für rasch wachsende Märkte. Potentielle Ressourcenkonflikte, die sich innerhalb der nächsten Jahrzehnte aus einer limitierten Verfügbarkeit fossiler Rohstoffe ergeben könnten, könnten ein noch stärkeres Interesse in Richtung einer erweiterten Wertschöpfungskette „Rohstoff – Kunstoffe - Kunststoffprodukte“ entwickeln. Der Rohölbedarf der Kunststoffindustrie an der Gesamtrohölproduktion beträgt aktuell rund 5 % und könnte bis 2050 auf etwa 20 – 50 % anwachsen. Das wirft unweigerlich die Frage auf, ob die wirtschaftlichen Aktivitäten der Öl/Gasindustrie mit der primären energetischen Nutzung fossiler Rohstoffe beibehalten werden sollen oder sich das Interesse stärker in eine erweiterte Wertschöpfungskette entwickeln wird.

These 4:
Jeder Rohölpreis ist gut für die Kunststoffwirtschaft. Aufgrund von Lebenszyklus-Energieeinsparungen von Kunststoffprodukten gilt jedoch: Je höher die Rohölpreise, desto besser für die Kunststoffwirtschaft!

Insbesondere in jüngster Vergangenheit hat sich gezeigt, dass die Kunststoffwirtschaft selbst gegenüber relativ starken Preisschwankungen am Rohölmarkt robust geblieben ist. Für die Öl/Gas-Industrie ergeben sich durch große Rohölpreisschwankungen höhere Gewinne. Der aus Ölpreiserhöhungen resultierenden ökonomischen Erschließbarkeit zusätzlicher Lagerstätten sowie der dämpfenden Effekte im Öl/Gas-Verbrauch bewirkt ein steigendes Interesse an der Solar- und Kunststoffindustrie. Diese Faktoren ermöglichen zudem eine Streckung der zeitlichen Reichweite fossiler Rohstoffverfügbarkeit. Für die Solarindustrie
verbessert sich durch höhere Preise bei fossilen Rohstoffen ganz klar die Wettbewerbssituation. Die Kunststoffindustrie profitiert schließlich aufgrund der generell besseren Gesamtlebenszyklus-Energieeffizienz von Kunststoffprodukten im Vergleich zu Produkten aus alternativen Werkstoffen. Dies bewirkt einerseits weitere Produktsubstitutionen durch Polymerwerkstoffe und ermöglicht zudem die Erschließung neuer Energieeffizienzmärkte.

Abschließend sei angemerkt, dass es sich bei den zentralen Aussagen des Artikels um die persönliche Einschätzung des Autors nach jahrelanger Beschäftigung mit diesem Thema handelt. Es wird sich weisen, inwieweit die dargelegten Thesen zutreffen.

Fazit
Dem Energiesektor kommt in einer Nachhaltigen Entwicklung eine Schlüsselfunktion zu, mit weitreichenden und tiefgreifenden Auswirkungen auf die Technologien und Strukturen in anderen Bereichen der Wirtschaft und Gesellschaft. Technologischer Dreh- und Angelpunkt für eine Nachhaltige Entwicklung ist der Übergang vom derzeit vorwiegend auf fossilen Energieträgern basierenden Energiesystem auf eine Energieversorgung, die sich möglichst vollständig auf erneuerbare Energieträger stützt.

o.Univ.Prof. DI Dr. Reinhold W. Lang Vorstand des Instituts für Polymerwerkstoffe und Prüfung


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