Digitale Lösungen für Energieeffizienz in der Industrie

Das Papier hebt die Revolution der Motorsysteme durch digitale Technologien hervor, die die Effizienz steigern, trotz Herausforderungen wie mangelnder Standardisierung und Cybersicherheitsrisiken. Zu den Innovationen gehören intelligente Sensoren, IoT und KI-gesteuerte Analysen, wobei Fallstudien erhebliche Energieeinsparungen belegen. Für Fachleute in den Bereichen Datenwissenschaft und Cybersicherheit bieten sich hier Chancen.

Die EU-Energieeffizienz-Richtlinie setzt verbindliche Ziele für die Verringerung des Energieverbrauchs bis 2030 und führt sektorübergreifende Maßnahmen für Energieeinsparungen ein, wobei Effizienz, Nachhaltigkeit und verbesserte Energiesicherheit für die europäischen Bürger und Unternehmen im Vordergrund stehen, und verpflichtet die Mitgliedstaaten zur Umsetzung verschiedener Effizienzstrategien und Berichtsmechanismen.

Der IEA-Bericht "Energieeffizienz 2023" fordert eine Verdoppelung der weltweiten Effizienzanstrengungen auf 4 % pro Jahr, um die Netto-Null-Ziele zu erreichen, und verweist auf erhebliche regionale Fortschritte, das Potenzial zur Schaffung von Arbeitsplätzen und die Notwendigkeit eines transformativen Wandels in der Industrie, der durch solide politische Maßnahmen und Investitionen unterstützt wird.

Die globale Energielandschaft verlagert sich hin zu erneuerbaren Energien, wobei Wind- und Solarenergie die am schnellsten wachsenden Quellen sind. Innovationen in den Bereichen Effizienz, Speicherung und intelligente Netze treiben diesen Wandel voran. Trotz Herausforderungen wie Netzintegration und Politikentwicklung sind erneuerbare Energien entscheidend für die Schaffung von Arbeitsplätzen, Energieunabhängigkeit und den Kampf gegen den Klimawandel und bieten vielfältige Karrieremöglichkeiten.

Die aktualisierte "Net Zero Roadmap 2023" der IEA skizziert Schritte für eine auf 1,5°C ausgerichtete Energiewende, wobei der Schwerpunkt auf dem schnellen Einsatz sauberer Energien und Innovationen liegt. Darin werden wichtige Meilensteine für 2030 festgelegt, darunter die Verdreifachung der erneuerbaren Energien, die Verbesserung der Effizienz, die Steigerung des Absatzes von Elektrofahrzeugen und die Reduzierung der Methanemissionen. Globale Zusammenarbeit und Investitionen sind entscheidend.

Die katalytische Methanzersetzung (CMD) bietet eine CO2-freie Wasserstoffproduktion unter Verwendung von Übergangsmetallkatalysatoren, wobei die Herausforderungen der Katalysatordeaktivierung durch Strategien wie bimetallische Katalysatoren und innovative Reaktordesigns überwunden werden. Sie ist wirtschaftlich wettbewerbsfähig und ermöglicht potenziell kohlenstoffnegativen Wasserstoff über Biogas mit wertvollen Kohlenstoffnebenprodukten.

Das Papier enthält eine Analyse von 19 Methoden der Wasserstofferzeugung mit Schwerpunkt auf Effizienz, Kosten und Umweltverträglichkeit. Es wird auf die Effizienz der Reformierung fossiler Brennstoffe und die hohen Umweltauswirkungen nicht erneuerbarer Quellen hingewiesen. Erneuerbare Methoden sind nachhaltiger, aber weniger entwickelt. Hybride Ansätze bieten ausgewogene Ergebnisse, während für eine wirklich nachhaltige Wasserstofferzeugung weitere Innovationen erforderlich sind.

Beim katalytischen Cracken von Methan werden Wasserstoff und fester Kohlenstoff ohne CO2-Emissionen erzeugt, wobei Katalysatoren wie Nickel in Reaktoren wie Wirbelschichten eingesetzt werden. Die Deaktivierung von Katalysatoren und der Reaktor stellen Herausforderungen dar, aber Fortschritte könnten dieses Verfahren zu einer wettbewerbsfähigen, sauberen Energielösung machen.

Die weltweite Stromnachfrage wird voraussichtlich steigen, angeführt von China und Indien, wobei das gesamte Wachstum bis 2026 von erneuerbaren Energien und der Kernenergie gedeckt wird. Dies deutet auf eine Verlagerung hin zu emissionsarmen Quellen und eine Verringerung der CO2-Intensität hin und verdeutlicht die regionalen Unterschiede bei Zugang und Verbrauchstrends.