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Industrielle Prozesse verbrauchen große Mengen Wärme. Pasteurisieren, Färben, Trocknen: Fast überall in der Fertigung werden Temperaturen benötigt, die bislang überwiegend durch Erdgas erzeugt werden. Dieser Bereich der Energieversorgung bleibt bei der Dekarbonisierung oft außen vor. Ein Ingenieur der ETH Zürich arbeitet nun an einer konkreten technischen Antwort.
Prozesswärme als blinder Fleck der Energiewende
Luca Thommen, Pioneer Fellow an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich, hat einen Solarthermie-Kollektor entwickelt. Das Ziel: Sonnenlicht effizienter und kostengünstiger als bisherige Systeme in nutzbare Prozesswärme umwandeln. Der Prototyp trägt den Namen „Solar Heat“ und steht auf dem Dach eines ETH-Gebäudes in Zürich.
Prozesswärme, also thermische Energie für Produktionsabläufe, macht einen erheblichen Teil des industriellen Energieverbrauchs aus. In der Lebensmittelverarbeitung und der Textilindustrie liegt der Wärmebedarf in Temperaturbereichen, die solarthermische Systeme grundsätzlich abdecken können. Bislang fehlte es an wirtschaftlich tragfähigen Lösungen für den industriellen Maßstab.
Vom Maschinenbau zur Solarthermie
Thommens Hintergrund liegt im klassischen Maschinenbau. Verbrennungsmotoren und Robotik standen im Mittelpunkt seines Studiums an der ETH. Die Klimadebatte führte ihn zur Frage, wie ingenieurwissenschaftliche Kompetenz zur Reduktion fossiler Verbrennung beitragen kann. Er richtete seinen Fokus auf erneuerbare Energien und speziell auf Solarthermie für industrielle Anwendungen.
Das Pioneer Fellowship der ETH Zürich fördert Forschende, die technologische Entwicklungen in marktfähige Produkte überführen wollen. Thommens Projekt ist in diesem Rahmen angesiedelt. Der Prototyp auf dem ETH-Dach ist damit ein wissenschaftliches Versuchsobjekt und zugleich ein erster Schritt in Richtung industrielle Anwendung.
Was der Ansatz für produzierende Betriebe bedeutet
Für Unternehmen in der Lebensmittelverarbeitung, der Chemieindustrie oder der Textilproduktion ist der Ansatz relevant. Diese Branchen stehen unter Druck, ihren CO2-Ausstoß zu senken, auch im Bereich der sogenannten Scope-1-Emissionen: direkte Emissionen aus der eigenen Produktion, zum Beispiel durch Gasverbrennung in der Anlage.
Solarthermische Systeme für Prozesswärme sind technologisch nicht neu. Die Herausforderung liegt in den Kosten, der Systemintegration und der Versorgungssicherheit bei wechselnder Sonneneinstrahlung. Thommens Ansatz setzt laut den verfügbaren Angaben auf eine einfachere Konstruktion, die wirtschaftlicher betrieben werden kann als bestehende Lösungen. Konkrete Leistungsdaten des Prototyps sind öffentlich noch nicht dokumentiert.
Prototyp als Entwicklungsstand, nicht als Marktprodukt
Der aktuelle Stand ist ein Laborprototyp auf einem Hochschuldach. Bis zur industriellen Serienreife fehlen noch Materialtests, Langzeitdaten, Nachweise zur Skalierbarkeit und zur Wirtschaftlichkeit im Betrieb. Das ETH-Pioneer-Fellowship gibt dem Projekt einen institutionellen Rahmen und die Möglichkeit, Investoren und Industriepartner anzusprechen.
Für Einkaufs- und Produktionsverantwortliche in wärmeintensiven Branchen lohnt es sich, solche Entwicklungen zu beobachten. Solarthermie für Prozesswärme könnte mittelfristig eine Option werden, die Gaskosten und Emissionslast gleichzeitig senkt.
Fazit
Der ETH-Prototyp adressiert eine konkrete Lücke in der industriellen Energieversorgung. Prozesswärme aus fossilen Quellen ist bislang kaum durch erneuerbare Alternativen ersetzt worden. Ob Thommens Kollektor diese Lücke wirtschaftlich schließen kann, wird sich erst im weiteren Entwicklungsverlauf zeigen. Die Richtung ist technisch sinnvoll, der Weg bis zur Marktreife bleibt offen.
