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Moderne Brennwertkessel für mehr Effizienz und Sauberkeit

Die Zukunft der Brennwerttechnik

Heutige Brennwertkessel haben längst nichts mehr mit den alten, grossen Heizkesseln von früher gemeinsam. Innovative Entwicklungen sorgten die letzten Jahre für enorme Einsparungen beim Öl- beziehungsweise Gas-Verbrauch sowie bei den Emissionen. Und die Forschung ist noch lange nicht am Ende angekommen.

Von Konrad Imbach, Geschäftsleiter GebäudeKlima Schweiz (siehe Box)

Über Jahrzehnte waren Öl und Gas in der Schweiz die Nummer eins, wenn es um das Heizen ging. Und sie sind es noch heute. Fast vierzig Prozent aller Schweizer Wohnhausbesitzer setzen auf eine Ölheizung. Und mit über zwanzig Prozent, so die letzte Erhebung des Bundesamtes für Statistik, liegt Gas auf Platz zwei. Gleichzeitig weht den fossilen Brennstoffen aber ein rauer Wind entgegen. Der Bund strebt ein rasches Umschwenken auf erneuerbare Energien an. «Mit diesem einseitigen Vorgehen tut man den beiden Energieträgern Öl und Gas jedoch unrecht», findet Günther Köb, Leiter des Produktmanagements im fossilen Bereich beim Heizspezialisten Hoval. Denn: «Öl- wie auch Gasheizungen haben die letzten Jahrzehnte einen riesigen Sprung nach vorne gemacht, bezüglich Effizienz wie auch Sauberkeit.»

 

Tatsächlich zeigt ein Blick auf die neusten Brennwertkessel-Modelle: Mit den alten, grossen Heizkesseln von früher haben diese nichts mehr gemeinsam. Sie sind wesentlich kleiner und stecken voll mit modernster Technik. Angefangen beim Brenner selbst. Mit so genannten Blaubrennern bei Ölheizungen geschieht die Verbrennung kompakter und wesentlich sauberer. Das Gleiche bei Gasbrennern, bei denen teilweise sogar flammenlos über Oberflächenverbrennung gearbeitet wird. Gleichzeitig ist es bei heutigen, kondensierenden Öl- wie Gasheizkesseln Standard, dass die Wärme der Abgase gleich nochmals genutzt wird, was die Gesamteffizienz wesentlich erhöht. Hinzu kommt – nebst einer besseren Dämmung des Brennwertkessels – auch eine ausgeklügelte Steuerungstechnik. So konnten alte Brenner im Taktbetrieb ihre Leistung früher oft nur durch Ein- und Ausschalten anpassen. Jedes Ein- und Ausschalten hatte aber Energieverluste und vor allem hohe Emissionen zur Folge. Heutige modulierende Brenner hingegen können sich innerhalb eines definierten Bereichs automatisch dem Wärmebedarf eines Gebäudes anpassen, ohne sich ein- und ausschalten zu müssen.

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Mobility: eine visionäre Idee feiert Geburtstag

Als die Mobility Genossenschaft vor zwei Jahrzehnten aus der Taufe gehoben wurde, steckte Carsharing noch in den Kinderschuhen. Heute ist das ganz anders: Als Vorreiterin der Sharing Economy bedient Mobility über 131’000 Kunden – und möchte sich zum grössten nationalen Anbieter für individuelle Verkehrsdienstleistungen entwickeln.

23 von 24 Stunden, so belegen Statistiken des Bundes, steht ein Privatauto in der Schweiz still. Darin haben die ATG Stans und Sharecom Zürich bereits in den 1980er-Jahren enormes Potenzial erkannt und die ersten Carsharing-Angebote lanciert. Um schlagkräftiger zu werden, schlossen sie sich 1997 zur Mobility Genossenschaft zusammen. Ein weiser Entscheid: Was mit einem roten Auto, acht Nutzern, Schlüsselkästen und handgeschriebenen Reservationslisten begann, ist heute ein ausgeklügeltes technologisches Selbstbedienungssystem mit 2’950 Fahrzeugen und über 131’000 Kunden in der ganzen Schweiz. Gebucht wird per App, Chipkarten öffnen die Autos und Bordcomputer übertragen die gefahrenen Kilometer und Stunden an die Mobility-Systeme. «Mobility hat von Beginn weg auf Technologisierung und Digitalisierung gesetzt», weiss Geschäftsführer Patrick Marti. «Dies waren die grossen Hebel, um Autoteilen massentauglich und erfolgreich zu machen.»

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Mit Mehlwürmern gegen Plastikabfall

Die Verschmutzung der Umwelt durch Plastik ist derzeit so hoch wie nie zuvor. Fraunhofer UMSICHT forscht an umweltfreundlichen Prozessen zum Kunststoffabbau und bedient sich dafür kleinen biologischen Helfern: Mehlwurmlarven, die Plastik verwerten und als organische Substanzen wieder ausscheiden.

Ob Plastikflaschen oder -tüten: Viele industriell genutzte Kunststoffe sind in der Umwelt nicht abbaubar und verschmutzen weltweit Landschaften und Gewässer. Aufgrund dieser  Entwicklung stellt die Kunststoffzersetzung auf umweltverträgliche Weise derzeit ein relevantes Forschungsthema dar. Beim Kampf gegen Plastikmüll setzen Forscher deshalb neben Mikroorganismen, Pilzen oder isolierten Enzymen vermehrt auch auf Insekten: So konnte kürzlich eine spanische Forscherin zeigen, dass die Larven der Grossen Wachsmotte den Kunststoff Polyethylen (PE) in relativ kurzer Zeit zersetzen können – zumindest schneller, als es Bakterien in vergangenen Versuchen schafften. Die Kombination einer mechanischen Zerkleinerung durch die Beisswerkzeuge des Insekts und einer nachfolgenden mikrobiellen Zersetzung im Darm ist offenbar besonders leistungsfähig.

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Mit Kugeln optimal messen

Bioverfahrenstechnik

Bioreaktoren sind die Kochtöpfe der Biochemiker und Biotechnologen, in denen Arzneiwirkstoffe, Enzyme oder Fadenwürmer zur biologischen Schädlingsbekämpfung hergestellt werden. Man nehme eine Nährlösung, gegebenenfalls Wärme, Sauerstoff, Säure oder Lauge zur Regulierung des pH-Wertes und es entsteht das gewünschte Produkt. Je optimaler die Bedingungen, desto grösser der Ertrag. Fraunhofer Forscher haben jetzt Messsonden in Kugelform entwickelt, mit denen sich der Herstellungsprozess besser überwachen und effizienter gestalten lässt.

Die richtige Temperatur entscheidet darüber, wie gut sich Mikroorganismen oder Zellen in einem Bioreaktor kultivieren lassen. Obwohl sich die Wärme im Reaktor unterschiedlich verteilt, ist die Temperatur bisher nur punktuell mit Stabsonden messbar, die durch vordefinierte Löcher gesteckt werden. «Mit unseren mobilen, etwa erbsengrossen Sensorkugeln können wir die Temperatur an vielen Orten gleichzeitig erfassen. Dadurch ist es möglich, die Wärmezufuhr exakt so zu regulieren, dass sie für den Herstellungsprozess optimal ist», sagt Tobias Lüke, der die neuen Sens-o-Spheres-Messkugeln am Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS in Kooperation mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Dresden und Projektpartnern aus der Industrie entwickelt hat. «Bei einem Liter sind die Temperaturunterschiede innerhalb eines Reaktors noch nicht so gross. Bei mehreren tausend Litern wächst der Fehler jedoch erheblich. Mit unserer präzisen Messtechnik gibt es weniger Probleme beim Upscaling der Volumina, also der Umstellung von kleinen Test-Reaktoren im Labor auf grosse in der Produktionshalle.»

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Mit Holzpellets sicher versorgt

Umweltfreundliche Prozess-Wärme

Die Meier Oberflächen AG benötigt für ihre Prozesse Wärme ohne jeden Unterbruch. Energie 360° produziert sie klimafreundlich mit Holzpellets.

Wenn Gegenstände aus Holz oder Metall wie Fensterläden und Gitterroste altern, werden sie ein Fall für 
die Meier Oberflächen AG. Das Unternehmen aus Rafz entfärbt sie, sodass sie sich mit einem neuen Lack wieder verschönern lassen und sich ein Kreislauf schliesst. Früher waren für diesen Prozess umweltschädliche Substanzen erforderlich. Die Meier Oberflächen AG hingegen arbeitet mit biologisch abbaubaren Mitteln, die allerdings eine hohe Temperatur der Reinigungsbäder von bis zu 85 °C erfordern – und somit ununterbrochen viel Wärme. Als der bisherige Ölkessel sein Lebensende erreichte, prüfte das Unternehmen verschiedene umweltschonende Alternativen zum Heizöl. Holz erwies sich als gute Wahl, weil seine Heiztemperatur ideal zu den Prozessen der Meier Oberflächen AG passt. Holzschnitzel schieden jedoch wegen ihres grossen Volumens als Energieträger aus. Folglich entschied sich das Unternehmen für eine Holzpellet-Heizung. Im Gegensatz zum Heizöl entfällt damit die CO2-Abgabe. Zudem schwanken die Energiekosten viel weniger. 
Eine wichtige Anforderung der Meier Oberflächen AG war die hohe Versorgungssicherheit. Denn ein Ausfall der Heizung würde einen Produktionsstopp von rund zwei Tagen bedeuten, bis bei den Reinigungsbädern wieder eine konstante Temperatur erreicht ist. Mit Energie 360° wählte die Meier Oberflächen AG bewusst einen erfahrenen Partner, der über viel Erfahrung im Betrieb von komplexen Wärmeanlagen verfügt.


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