Forschungsschwerpunkt Energiesysteme und Anlagentechnik Technische Universität Graz Leitstrategie

1. ESA ForschungsschwerpunktEnergiesysteme und Anlagentechnik Technische Universität Graz Leitstrategie

2. Background Die globalen Klimaveränderungen werden wesentlich durch CO2-Emissionen verursacht, bedingt durch Energieumwandlungs- und Endenergieanwendungsprozesse. Weltweite Bemühungen zielen auf die Effizienzerhöhung in diesen Prozessen, auf den CO2-neutralen Energieträgereinsatz sowie auf die Reduzierung des Energiebedarfes an sich. In der Kette der Energieumwandlung von der Primärenergie über die Endenergie zur Nutzenergie, der Energieanwendung bzw. Energiedienstleistung liegen CO2-Minderungspotentiale, deren Erschließung die Bündelung von Kompetenzen und innovativen Entwicklungen in sehr unterschiedlichen Fachgebieten voraussetzt. An der TU Graz sind die Voraussetzungen für nutzbare Synergieeffekte durch die Existenz von Arbeitsgruppen, Abteilungen und Instituten in den Fakultäten Elektrotechnik, Maschinenbau, Architektur und Bauingenieurwesen, flankiert von den naturwissenschaftlichen Disziplinen, gegeben. Da in den nächsten 10 Jahren in Österreich ca. 1.500 MW an Kraftwerksleistung neu hinzugebaut werden müssen, ist dieser Bereich auch für die heimische Industrie sehr interessant. Neben den Energieversorgungsunternehmen, dem Kraftwerks- und Industrieanlagenbau und dem öffentlichen Sektor (einschlägige Ministerien), bieten alle Industriezweige mit energieintensiven Prozessen (Stahl, Papier und Zellstoff, Baustoffe, Mineralöl, Automobil, Elektronik etc.) ein weites Auftragsfeld für Forschungsarbeiten im Bereich der Energie- und Anlagentechnik.

3. Mission/Vision/Ziele • Bündelung von Forschungs- und Entwicklungsleistung für den gesamten Bereich der Energietechnik • Die TU Graz ist die erste Ansprechstelle für alle Belange der Energietechnik in Österreich und unter den besten fünf in Europa

4. Relevanz (Benefits) für österreichische Forschung, Volkswirtschaft, Firmen und Ökologie • Forschungsinfrastruktur gebündelt auf einen Standort • Kompetenter Anbieter als „One Stop Shop“ für den gesamten Bereich der Energietechnik • Leichterer Zugang zu nationalen und internationalen Förderungen (z.B. FFF, EU) durch starke wissenschaftlichen Partner

5. Strategien • (Strategie der Zielerreichung (z.B. Nutzung der Synergien, Fokussierung auf welche Themen) • Vernetzung der involvierten Institute von derzeit 4 Fakultäten zur Entwicklung einer gemeinsamen Forschungsstrategie und Öffentlichkeitsarbeit (interne Information: Wer kann welche Leistungen anbieten, wer sind die jeweiligen Gesprächspartner). • Erarbeitung einer Abwicklungsmodalität für gemeinsame Akquisition und Projekte im Rahmen der rechtlichen Möglichkeiten der TU Graz. • Gemeinsame Öffentlichkeitsveranstaltungen des Schwerpunktes und Veröffentlichungen auf Tagungen und Kongressen • Auftreten als Forschungsschwerpunkt mit breitem Know-How Angebot and infrastrukturellem Background bei Forschungsanträgen und gegenüber Firmen • Nutzung der verschiedenen Infrastruktur- und Laboreinrichtungen der TU Graz für gemeinsame Forschungsarbeiten • Wechselseitige Einbindung der Institute verschiedener Fakultäten in der Lehre. Aufbau von gemeinsamen interfakultären Wahlfachkatalogen und (postgraduale) Studiengängen.

6. Fachliche Definition des FOSP und der Teilprojekte

7. AEE (Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation) ISW (Institut für Strömungslehre und Wärmeübertragung) AMFT (Institut für Apparatebau, Mechanische Verfahrenstechnik und Feuerungstechnik) ITP (Institut für Theoretische Physik) EMA (Institut für Elektrische Maschinen und Antriebstechnik) IWS (Institut für Werkstoffkunde, Schweißtechnik und Spanlose Formgebungsverfahren) GLVT (Institut für Grundlagen der Verfahrenstechnik und Anlagentechnik) IWT (Institut für Wärmetechnik) HFM (Institut für Hydraulische Strömungsmaschinen) RNS (Institut für Ressourcenschonende und Nachhaltige Systeme) IFEA (Institut für Elektrische Anlagen) TTM (Institut für Thermische Turbomaschinen und Maschinendynamik) IHS (Institut für Hochspannungstechnik und Systemmanagement) VKM (Institut für Verbrennungsmaschinen und Thermodynamik) IRT (Institut für Regelungstechnik) Der Forschungsschwerpunkt (FS) behandelt Systeme, Prozesse und Anlagen der Energieumwandlungstechnik mit Fachkompetenzen aus unterschiedlichen Disziplinen des Maschinenbaus, der Verfahrenstechnik und der Elektrotechnik. Neben der Erforschung neuer und Verbesserung bestehender Energieumwandlungssysteme und Anlagen-komponenten ist ein weiteres Ziel des FS Energiesysteme und Anlagentechnik die wirtschaftliche Optimierung von Energieumwandlungs- und Energietransportsystemen gepaart mit technischer Zuverlässigkeit. Im Rahmen der ersten Sitzungen des FS wurden 3 Hauptforschungsgebiete bestimmt, die in der nächsten Zeit den Forschungsschwerpunkt prägen sollen. Die in der untenstehenden Tabelle angeführten Teilgebiete zeigen das vorhandene Potential der einzelnen Institute.

8. Forschung zur Realisierung eines CO - freien Kraftwerks mit folgenden 2 Schwerpunkten: * CO - Rückhaltung vor und nach einem fossil gefeuerten 2 CO - freies Kraftwerk Kraftwerksprozess 2 * Sauerstoff - gefeuerte Kraftwerke * Biomasse - Einsatz in Kraftwerken Partner: AMFT, IWS, IWT, RNS, TTM U mfasst a lle Aufgabenstellungen, die mit der Erzeugung und energetischen Nutzung von Biogas zusammenhängen: Biogasanlagen * Machbarkeitsstudien als dezentrale * Gasreinigung Dezentrale Energie - Energiesysteme * Korrosion versorgungssysteme * usw. (Wind, Wasser, Partner: AMFT, GLVT, IHS, IWT, IWS, RNS Biomasse) U mfasst alle Fragestellungen, die mit Kleinwasserkraftanlagen, Windanlagen und KWK - Anlagen für verschiedenste biogene Kleinkraftwerke Brennstoffe zusammenhängen . Partner: AMFT, EMA, GLVT, HFM, IHS, IRT, IWS, IWT, RNS, TTM B eschäftig t sich mit der Aufgabenstellung Energiesysteme effizienter zu gestalten: * Energieanalyse von Produktionsprozessen Effiziente * Durchführbarkeitsstudien Energienutzung * Wirkungsgradmessung * Komponentenoptimierung Partner: GLVT, HFM, IHS, ISW, IWT, R NS, TTM Energiesystem - B eschäftigt sich mit der Fragestellung netztechnische Anbindungen Netztechnische optimaler zu gestalten: Analyse Anbindung (Gas - * alle Arten der Energieübertragung Wärme - Strom) * Einbindung von Kleinanlagen in Nah - und Fernwärmenetze Par tner: IHS, ISW, IWT, RNS U mfasst verschiedenste Modellierungsansätze von Energiesystemen Energiesystem - * kritische Begutachtung und Modellierung von Energiesystemen Analyse * thermodynamische Modellierung von Energiesystemen Partner: I TP, IWT, RNS, TTM

9. SWOT-Analyse