Pro Projekt GreenSolarModules entwickelt und analysiert neue Komponenten

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Köln, 02. September 2026. Um den Ausbau Erneuerbarer Energien voranzutreiben, werden unter anderem Solarmodule benötigt. Deren Wiederverwertung ist jedoch sehr aufwändig, da wichtige Komponenten nur schwer zu recyceln oder zu reparieren sind. In einem neuen Forschungsprojekt hat die TH Köln gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft daran gearbeitet, diese Bauteile umweltfreundlicher und langlebiger zu gestalten. Zudem untersuchten die Wissenschaftler*innen wirtschaftliche Aspekte und den ökologischen Fußabdruck von Solarmodulen.

Solarmodule bestehen aus Glas, Kunststofffolien, Solarzellen und Elektronik, die von einem Aluminiumrahmen zusammengehalten werden. Bisher ist es schwierig, diese Komponenten zu trennen, um sie anschließend wiederverwerten oder reparieren zu können. „Um diesen Herausforderungen zu begegnen, haben wir Lösungen für energieeffizientere und umweltfreundlichere Materialien sowie ein neues reparierbares Anschlussdosendesign erarbeitet“, erklärt Prof. Dr. Ulf Blieske vom Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) der TH Köln. Er leitete das Teilprojekt zu nachhaltigem Moduldesign und Reparierbarkeit. Weitere Ziele des Gesamtvorhabens waren ein geringer Material- und Energieverbrauch bei der Herstellung, die Vermeidung umweltbedenklicher Stoffe sowie die Erhöhung des Energieertrags.

Vereintes Know-how aus verschiedenen Instituten

In einem ersten Schritt bündelten mehrere Wissenschaftler*innen der Hochschule aus den Fachbereichen Erneuerbare Energien, Materialwissenschaften und Werkstoffanwendung sowie Lebenszyklusanalyse ihre Expertise. Dazu untersuchten sie konkret drei zentrale Komponenten: Solarglas, Kunststofffolien und Vergussmassen zur Isolierung von Bauteilen.

„Wir haben von einem Unternehmen ein dünnes Solarglas erhalten, das weniger Energie bei der Produktion benötigt, und dessen Stabilität getestet. In den Normen sind die Prüfverfahren aufgeführt. Diese beschreiben, wie man die Stabilität von Solargläsern testen soll. Das Team von Prof. Dr. Ruth Kasper und Hannah Sophie Reichart vom Institut für Konstruktiven Ingenieurbau unserer Hochschule hat entdeckt, dass sich diese Normen nicht auf die besonders dünnen Gläser anwenden lassen und demnach angepasst werden sollten“, erläutert Oliver Pfeiffer, wissenschaftlicher Mitarbeiter vom CIRE. „Zudem haben wir festgestellt, dass Solarglas auch ohne den Zusatz des giftigen Metalls Antimon die notwendige Transmission, also Lichtdurchlässigkeit, erreichen kann.“

Einsatz von umweltfreundlicheren Rohstoffen getestet

Des Weiteren befassten sich die Forschenden mit Kunststofffolien, die in Solarmodulen eingesetzt werden, um die Solarzellen vor Umwelteinflüssen und mechanischen Beschädigungen zu schützen. Dabei wurden nachhaltigere Varianten aus natürlichen Rohstoffen wie Holzfasern oder Reisabfällen getestet. Einige dieser Alternativen erwiesen sich als stabil und recycelbar. Abschließend kamen entfernbare Vergussmassen zur Isolierung von Bauteilen in Anschlussdosen zum Einsatz, in denen sicherheitsrelevante Elektronik verbaut ist. Dadurch können beispielsweise defekte Stecker ausgetauscht und somit Reparaturen erleichtert werden.

„Wir haben mit einigen Partnern aus dem Konsortium ein Folgeprojekt beantragt, welches das Recycling von Solarglas weiter voranbringen soll. Ein weiteres lohnendes Vorhaben wäre die industrielle Erprobung der erarbeiteten Lösungen. Allerdings haben viele Unternehmen ihre Produktion außerhalb Europas verlagert. Wenn umweltfreundlichere Solarmodule marktfähig werden sollen, braucht es politische Unterstützung“, so Blieske.

Lebenszyklusanalyse und marktfähige Lösungen

Neben den technischen Arbeiten und Analysen untersuchte das Team der TH Köln auch wirtschaftliche Aspekte und den ökologischen Fußabdruck von Solarmodulen. Dazu wurde die Produktion zweier Modultypen in Deutschland und China sowie die Rückgewinnung von Materialien am Nutzungsende verglichen. Ein zentrales Ergebnis war, dass bei einer Produktion hierzulande rund ein Viertel weniger Treibhausgasemissionen entstehen.

In einem weiteren Arbeitspaket widmeten sich die Forschenden der Frage, ob nachhaltige Solarmodule eine Chance auf dem Markt haben. Um deren Verbreitung zu erhöhen, müssen neben wirtschaftlichen Strategien auch regulatorische und politische Rahmenbedingungen adressiert werden. In der Praxis haben sich partizipative Workshop-Formate demnach als effektives Instrument bewährt, um den Fokus auf einen Mehrebenenansatz zu lenken.

Über das Projekt

Das Verbundprojekt „GreenSolarModules“ wurde vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE koordiniert. Prof. Dr. Ulf Blieske vom Cologne Institute for Renewable Energy der TH Köln leitete das Teilprojekt zu nachhaltigem Moduldesign und Reparierbarkeit. Von Seiten der Hochschule waren zudem Prof. Dr. Ruth Kasper vom Institut für Konstruktiven Ingenieurbau, Prof. Dr. Martin Bonnet und Prof. Dr. Valérie Varney vom Institut für Material- und Prozesstechnologie sowie Prof. Dr. Ramchandra Bhandari vom Institute for Natural Resources Technology and Management beteiligt.

Weitere Projektpartner waren das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP, das Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und die EXXERGY GmbH (chemisch-thermische Glasbehandlung). Als assoziierte Partner unterstützten KÖMMERLING CHEMISCHE FABRIK GmbH, Ulbrich of Austria GmbH, Hydro Extrusion Nenzing GmbH, Reiling GmbH & Co. KG sowie LuxChemtech GmbH bei Materialtests und Recycling.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie förderte das Projekt im Rahmen des Programms „Innovationen für die Energiewende“ über drei Jahre mit insgesamt rund 4.368.000 Euro. Davon entfielen etwa 390.000 Euro auf das Teilprojekt der TH Köln.

Originalmeldung:
https://www.th-koeln.de/hochschule/nachhaltigere-solarmodule_139511.php

Ansprechpartnerin:

TH Köln
Referat Kommunikation und Marketing
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Daniel Schäfer
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Projekt CURL380: Technologie für supraleitende Strombegrenzer

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Köln, 24. Juni 2026. Der Ausbau der erneuerbaren Energien erhöht die Anforderungen an die deutschen Übertragungsnetze. Um die Infrastruktur bei Kurzschlüssen im Höchstspannungsnetz zuverlässig zu schützen, untersucht die TH Köln als Teil des Forschungskonsortiums „CURL380“ die Nutzung von supraleitenden Strombegrenzern. Das Projekt umfasst die Entwicklung strombegrenzender Module und einer Durchführung bei tiefen Temperaturen, die vollständige Auslegung eines Prototypen und die Anwendungsuntersuchung für Knotenpunkte im deutschen Netz.

Im Zuge der Energiewende speisen immer mehr dezentrale Erzeuger Strom in das rund 37.000 Kilometer lange Höchstspannungsnetz ein. Im Fehlerfall kann dies zu Kurzschlussströmen führen, die konventionelle Sicherungsmaßnahmen zunehmend an ihre Belastungsgrenzen bringen und zu bedeutenden Auswirkungen im Stromnetz führen können. „Als Alternative bietet sich der Einsatz supraleitender Materialien an, die mit ihren spezifischen Fähigkeiten Fehlerströme sicher reduzieren können – daher der Name Strombegrenzer“, erklärt Prof. Dr. Christof Humpert vom Institut für Elektrische Energietechnik der TH Köln.

Materialeigenschaften statt komplexer Elektronik

Das Herzstück der Technologie sind Hochtemperatur-Supraleiter (HTS), die in Spulen von mehreren Kilometern Länge in flüssigem Stickstoff betrieben werden. Überschreitet die Stromdichte im Fehlerfall einen kritischen Wert, verliert das Material schlagartig seine supraleitende Eigenschaft – ein physikalischer Vorgang, der als „Quench“ bezeichnet wird. Das Bauteil wird normalleitend, baut einen hohen Widerstand auf und reduziert den Kurzschlussstrom um einen gewünschten Betrag. Hierbei basiert die Sicherung nicht auf aufwändiger Elektronik, sondern auf den Eigenschaften des Materials, was sie sehr zuverlässig macht. Nach dem Fehler kühlt der Supraleiter ab, regeneriert sich und ist ohne Materialverschleiß wieder einsatzbereit.

Neue Bauteile im Fokus der Forschung

Strombegrenzer, die auf dieser Methode basieren, könnten in große Schaltanlagen oder Umspannwerke integriert werden. Ein neuralgischer Punkt sind dabei die Durchführungen, durch die die unter Hochspannung stehenden Leitungen in den stark gekühlten Innenraum des Begrenzers gelangen. Hier setzt ein Teilvorhaben der TH Köln an. Zunächst werden verschiedene Epoxidharz-Materialien mit Blick auf ihre Spannungsfestigkeit sowie die mechanischen Eigenschaften bei sehr geringen Temperaturen untersucht. Zudem werden mehrere Hochspannungsdurchführungen mit unterschiedlich dimensionierten Isolierstrecken aufgebaut, um die Skalierbarkeit der Konstruktion mit steigender Spannungsbelastung zu analysieren. „Die Herausforderung liegt darin, dass diese Bauteile trotz der extremen Temperaturunterschiede zwischen dem Außenraum und dem flüssigen Stickstoff dauerhaft die enormen Spannungen isolieren müssen“, so Humpert.

Im Rahmen des Projekts führt das Team außerdem umfangreiche Simulationen zur räumlichen Spannungsverteilung durch und untersucht, wie sich Überspannungsimpulse – etwa durch Blitzeinschläge oder Schaltvorgänge im Netz – innerhalb der supraleitenden Spulen ausbreiten. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Isolierung zwischen den aufgewickelten Hochtemperatursupraleitern.

Testkryostat für praxisnahe Forschung

Um die theoretischen Modelle zu validieren, baut das Team an der TH Köln einen Testkryostat auf, der bei vier Metern Höhe und einem Durchmesser von etwa zwei Metern rund 10.000 Liter Flüssigstickstoff enthalten wird. Darin führt das Konsortium die abschließende Prüfung der kryogenen 380 kV Hochspannungsdurchführung durch. „Zudem untersuchen wir die Spannungsfestigkeit von Flüssigstickstoff bei großen Abständen bis circa 70 Zentimeter, um den sicheren Betrieb eines Strombegrenzers im Höchstspannungsnetz zu gewährleisten. Diese Experimente wurden bisher noch nie durchgeführt“, sagt Humpert.

Über das Projekt

Das Verbundprojekt „CURL380 – Schlüsseltechnologie für Supraleitende Strombegrenzer für die Anwendung in Höchstspannungsnetzen von 380 kV“ wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie bis März 2028 mit rund 2,8 Millionen Euro gefördert. Neben der TH Köln sind beteiligt: das Karlsruher Institut für Technologie (Gesamtprojektleitung, Modulentwicklung), die HSP Hochspannungsgeräte GmbH (Durchführung), Siemens Energy (Gesamtsystem) und die Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz Transmission GmbH, Amprion GmbH, Tennet TSO GmbH und TransnetBW GmbH (Anwendungsuntersuchung, d. h. die Übertragungsnetzbetreiber zeigen den technischen Bedarf auf und bewerten die Einsatzmöglichkeiten eines künftigen Produktes zur Kurzschlussstrombegrenzung aus dem Forschungsvorhaben).

Originalmeldung:
https://www.th-koeln.de/hochschule/schutzschild-fuer-das-stromnetz-forschungsprojekt-entwickelt-technologie-fuer-supraleitende-strombegrenzer_137275.php

Ansprechpartner:
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Algen als neue aquatische Textilfasern: Über 900.000€ Förderung für Forschungsprojekt an der HSNR

© HSNR

Krefeld, 11. Juni 2026. Die Textilindustrie steht vor einem grundlegenden Wandel. Steigende Nachfrage nach natürlichen Fasern trifft auf begrenzte Ressourcen, während synthetische Materialien zunehmend in der Kritik stehen. Ein Forschungsteam der Hochschule Niederrhein arbeitet an einer möglichen Alternative und erhält dafür nun eine der renommiertesten Förderungen für Ausgründungen aus der Wissenschaft.

Das Projekt „Algacore“ unter der Leitung von Leon Blanckart, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik am Standort Mönchengladbach, wird durch das Förderprogramm EXIST-Forschungstransfer unterstützt. Mit einem Fördervolumen von rund 968.000 Euro und einer Laufzeit von 18 Monaten zählt die Bewilligung zu den seltenen Erfolgen von Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in diesem Programm und unterstreicht die wissenschaftliche Qualität sowie das wirtschaftliche Potenzial des Vorhabens.

Das fünfköpfige Team arbeitet ab April an der Entwicklung einer neuartigen Faserressource auf Basis von Süßwasseralgen. „Unser Ziel ist es, spezielle Grünalgen als alternative textile Rohstoffquelle zu erschließen und damit eine nachhaltigere Grundlage für die Textilproduktion zu schaffen“, sagt Projektleiter Leon Blanckart. Damit reagieren die Forschenden auf eine fundamentale Herausforderung, vor der die globale Textilindustrie momentan steht. Die Nachfrage nach natürlichen Fasern steigt stetig, während die Produktion traditioneller Rohstoffe an ihre ökologischen und kapazitiven Grenzen stößt. Der Anbau von Baumwolle erfordert große Mengen an Wasser, Ackerflächen und Pestiziden, während synthetische Fasern aus nicht erneuerbaren Ressourcen hergestellt werden und Mikroplastik freisetzen können.

Bereits im Februar dieses Jahres endete das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Vorgänger-Projekt „AlgaTex“, das sich über vier Jahre hinweg mit fädigen Grünalgen als potenziellem Faserstoff der Zukunft beschäftigte. Ausgangspunkt war die Bachelorarbeit von Leon Blanckart, aus der sich ein umfassendes Forschungsvorhaben entwickelte. Gemeinsam mit dem Institute for Plant Science and Microbiology (IPM) der Universität Hamburg sowie verschiedenen Industriepartnern arbeitete das Team an der Optimierung von Kultivierungsprozessen, der Faseraufbereitung und -verarbeitung sowie an ersten Ansätzen der textilen Produktentwicklung. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse bilden nun eine wichtige Grundlage für das neue Forschungsvorhaben „Algacore“.

„Mit Algacore wollen wir zeigen, dass sich innovative Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen entwickeln lassen, die sowohl ökologisch sinnvoll als auch industriell nutzbar sind“, sagt Leon Blanckart. „Unser Ziel ist es, eine echte Alternative zu bestehenden Faserstoffen zu schaffen und die Textilproduktion nachhaltiger zu gestalten.“

In den kommenden Monaten will das Team die Forschungsergebnisse weiter ausbauen und die Grundlage für eine Unternehmensgründung schaffen. Begleitet wird das Projekt von Professorin Diplom-Designerin Ellen Bendt und Professor Dr. Groten aus dem Fachbereich Textil- und Bekleidungstechnik sowie vom HNX-Team für Existenzgründung.

Das Förderprogramm EXIST-Forschungstransfer ist eine Initiative des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Es unterstützt besonders anspruchsvolle technologieorientierte Ausgründungen aus Hochschulen und Forschungseinrichtungen mit dem Ziel, Innovationen schneller in die Anwendung zu bringen.

Originalmeldung:
https://www.hs-niederrhein.de/startseite/news/news-detailseite/algen-als-neue-aquatische-textilfasern-ueber-900000eur-foerderung-fuer-forschungsprojekt-an-der-hsnr/

Westfälische Hochschule entwickelt kosteneffizientes Verfahren zur Herstellung von Aerogel-Platten

© Westfälische Hochschule | Yvonne Gather

Recklinghausen/Gladbeck, 08. Juni 2026. In diesem Frühjahr ist eine besondere Initiative am Recklinghäuser Campus der Westfälischen Hochschule an den Start gegangen: „E2Aero“ wird durch die Start-up-Förderung „Transfer.NRW“ mit 270.000 Euro gefördert und zielt auf die Entwicklung eines völlig neuen, kosteneffizienten Verfahrens zur Herstellung von Aerogel-Platten ab. Diese Hochleistungsdämmstoffe könnten künftig sowohl Gebäude als auch Fahrzeuge deutlich energieeffizienter machen. Der Kick-off markiert den Auftakt eines Forschungstransfer-Vorhabens, das innerhalb von nur zwei Jahren den Grundstein für eine eigenständige Ausgründung legen soll. Mittendrin: Dominik Zdunek, Chemiestudent im vierten Semester.

Dämmstoffe sparen Energie beim Heizen oder Kühlen, aber überall da, wo wenig Platz ist, z. B. in Autos, Kühlschränken oder Jalousiekästen, gibt es bislang aus Effizienzsicht häufig keine optimale Lösung. Aerogel-Platten zeichnen sich durch herausragende Wärmedämmeigenschaften aus und gelten damit als vielversprechendes Baumaterial für solche Anwendungen. Das Problem: Die Herstellung der feinen Strukturen ist sehr aufwändig, insbesondere die aktuell etablierte Trocknungsmethode ist zeit- und energieintensiv. Derzeit liegt der Schwerpunkt der Produktion außerhalb Europas.

Konkurrenz könnte es zukünftig aus Recklinghausen geben: Das Team von „E2Aero“ um Prof. Dr. Rainer Ostermann hat sich vorgenommen, mit der Entwicklung eines innovativen Herstellungsverfahrens diese Hochleistungsdämmstoffe kostengünstiger zu produzieren. Ein wichtiger Kopf im Entwicklungsteam ist Dominik Zdunek. Der 21-jährige Gladbecker studiert im vierten Semester Chemie – und befindet sich dazu inzwischen voll im Projektmanagement-Modus: „Ich war schon immer offen für das Thema Gründung, aber fest eingeplant war das nicht. Dieses Projekt ist aber ein sehr guter Anlass, in das Thema einzusteigen.“

Nach dem Abitur entschied sich Zdunek zunächst für eine Ausbildung zum Chemielaboranten, schwenkte aber nach kurzer Zeit auf das Chemiestudium an der Westfälischen Hochschule um. Hier fiel der hochmotivierte Student bereits im ersten Semester durch seine Leistungen und das ausgeprägte analytische Denken auf. Zwei Jahre später ist der 21-Jährige nicht nur Student, sondern auch Mitarbeiter, Deutschlandstipendiat und fester Bestandteil von „E2Aero“.

„Wir sind am Campus Recklinghausen im engen Austausch mit den Studierenden. So haben wir die Möglichkeit, Talente wie Dominik Zdunek früh zu identifizieren und zu fördern. Als Viertsemester ein Gründungsvorhaben vorzubereiten, ist eine anspruchsvolle Aufgabe, aber auch eine perfekte Gelegenheit, Praxiserfahrung zu sammeln“, so Prof. Ostermann. „Aktuell befindet sich die Chemie-Industrie im Krisen-Spar-Modus, aber mit Kompetenz, Engagement und Begeisterungsfähigkeit kann man auch an einer Hochschule innovative Vorhaben vorantreiben.“ Sein Team arbeitet bereits seit mehreren Jahren mit Partnern an porösen Materialien, um interessante Forschungsergebnisse und anwendbare Lösungen zu erarbeiten.

In den nächsten Monaten wartet noch viel Arbeit auf das Projektteam, wie Dominik Zdunek erklärt: „Zunächst muss ein Upscale vom Labormaßstab zu großen Dämmplatten gelingen, um die Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit zu zeigen und damit potenzielle Investoren zu überzeugen. Anschließend müssen die Produkte optimiert und bautechnisch geprüft werden.“ Parallel zu den technischen Aspekten bereitet das Projektteam mit zwei externen Coaches die Rahmenbedingungen für die Ausgründung vor, in 18 Monaten soll es voraussichtlich soweit sein.

„Wir sind von unseren Ideen überzeugt und wollen auch Verantwortung übernehmen, dass Deutschland und NRW innovative Standorte bleiben“, sind sich Prof. Ostermann und Dominik Zdunek einig.

Originalmeldung:
https://www.w-hs.de/nachhaltigkeit-alt/nachricht-lesen/news/detail/News/start-up-projekt-e2aero-ein-etwas-anderer-studentenjob/

Ansprechpartner:
Westfälische Hochschule
Leiterin Pressestelle
Yvonne Gather
+49 (0)209 9596 8963
presse@w-hs.de

Forschung an FH Aachen bringt neue Technik zur effizienteren Herstellung von Carbonfasern hervor.

© FH Aachen | Dr. Christoph Schopp

Aachen, 02. Juni 2026. Schwarz glänzende Fasern ineinander gewoben und in spezialisiertem Kunstharz fixiert – so ist kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) als Werkstoff für Fahrradrahmen, Fahrzeugteile oder Schutzbekleidung aus dem Alltag bekannt. Das umgangssprachlich als Carbon bezeichnete Material vereint leichtes Gewicht mit enormer Belastbarkeit, dementsprechend steigt die Nachfrage stetig an.

Kohlenstofffasern herzustellen ist jedoch mit einem hohen Energieverbrauch und Zeitaufwand verbunden, was es teuer macht. Prof. Dr. Holger Heuermann, Leiter des Instituts für Mikrowellen- und Plasmatechnik (IMP) der FH Aachen, und Dr. Christoph Schopp, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IMP, haben nun eine Methode entwickelt, die den Herstellungsprozess von Kohlenstofffasern beschleunigt, den Energieaufwand deutlich reduziert und folglich Kosten senkt. Ein freistehendes Plasma macht hierbei den Unterschied.

Aufwändige Herstellung von Kohlenstofffasern

Die Kohlenstofffasern als Grundmaterial für Carbon werden in der Regel aus Polyacrylnitril (PAN) hergestellt. Dieser Prozess unterteilt sich in zwei Phasen: die Stabilisierung der Fasern und die anschließende Carbonisierung. Bei der Stabilisierung werden die PAN-Fasern aktuell Millimeter für Millimeter durch einen gewaltigen, rund 30 Meter langen Industrieofen geführt. Dort werden sie bei ca. 300 Grad Celsius 60 Minuten lang erhitzt. Für diesen Vorgang ist eine enorme Menge an Energie nötig. Auch die Kosten für das große Gebäude, das den Ofen beherbergen muss, sind sehr hoch. Diese Stabilisierungsphase kann jetzt mittels freistehenden Plasmas stark optimiert werden.

Durchbruch in der Plasmaforschung

Im Verlauf der Forschung gab es Versuche, die Oberfläche des PAN mit einem Plasma-Strahl zu behandeln. „Genug Hitze konnten wir dabei problemlos erzeugen, allerdings wurde sie durch das strahlförmige Plasma zwangsläufig zu punktuell in das Material eingebracht. Die Fasern sind einfach durchgebrannt“, so Christoph Schopp. Bisher war künstlich erzeugtes Plasma an eine Komponente wie beispielsweise eine Elektrode gebunden. Jetzt ist den Forschern ein Durchbruch gelungen: „Wir haben es geschafft, das Plasma von der Elektrode zu entkoppeln und können es sogar frei nach unseren Wünschen formen“, so Prof. Heuermann. Entstanden ist ein Plasma mit zylindrischer Ausdehnung, das losgelöst von plasmabildenden Elementen steht. Dieses freistehende Plasma konnten die Forscher in einem neuartigen Apparat als Werkzeug nutzbar machen. Die PAN-Fasern können nun ohne direkte Berührung durch das Plasma hindurchgeführt werden, wodurch die Hitze gleichmäßig auf die Fasern abstrahlt – diese brennen nicht mehr durch und können kontrolliert stabilisiert werden.

80 Prozent weniger Energie im Stabilisierungsprozess

„Die Optimierung der Prozessparameter ist erstaunlich“, unterstreicht Christoph Schopp. Bei Anwendung der neuen Methode durchläuft das PAN den Ofen nun mit einer Geschwindigkeit von einem Millimeter pro Sekunde – das ergibt eine Gesamtverweildauer von nur sieben Minuten anstatt der vorigen 60 Minuten, um die Stabilisierung vollständig zu erreichen. Der Energieverbrauch der Stabilisierungsphase reduziert sich um 80 Prozent. Die Produktionsstrecke ist außerdem nur noch rund vier Meter lang.

Dieses Ergebnis können die Forscher sogar noch weiterentwickeln und in einen zusätzlich optimierten, industriell nutzbaren Aufbau überführen. 16 der neuartigen Plasma-Apparate werden dafür parallel in einer 4×4-Matrix positioniert. Hierdurch reduziert sich die Verweildauer im Ofen weiter auf sechs Minuten, und die Forscher sind optimistisch, dass eine weitere Optimierung auf minimal vier Minuten möglich ist.

Der gesamte Herstellungsprozess samt Stabilisierungs- und anschließender Carbonisierungsphase kann bei Nutzung der neuen Technik eine Energiereduktion um 60 Prozent verzeichnen. „Mit einer großflächigen Implementierung der neuen Plasmatechnik könnte die Carbonherstellung wieder zurück nach Europa gebracht werden“, ist sich Christoph Schopp sicher. Bald bestünde die Möglichkeit, durch die effizientere Produktion auch die Automobil- und Luftfahrtbranche noch stärker auf kohlenstofffaserverstärkte Bauteile umzustellen – Autos und Flugzeuge würden leichter werden und deren Nutzung dadurch umweltfreundlicher. Gemeinsam mit ihren Projektpartner:innen arbeiten die Forscher der FH Aachen deshalb weiter an der Prozessoptimierung. Ein nächster Schritt wäre der Bau eines einsatzfähigen Ofens, der die neue Plasmatechnik nutzt, damit die industrielle Pilotphase starten kann.

Zwei Milliarden unsichtbare Schwingungen pro Sekunde

Um die Wirkung von Plasma im Stabilisierungsprozess der Kohlenstofffaser-Herstellung besser zu verstehen, lohnt sich ein Blick auf die grundlegenden physikalischen Zusammenhänge. Grob gesagt handelt es sich bei Plasma um einen vierten Aggregatzustand. So wie Eis bei Energiezugabe schmilzt und schließlich von Wasser zu Gas wird, entsteht Plasma, sobald einem Gas noch mehr Energie zugeführt wird. Plasma spielt im Alltag eine wichtige, aber oft unbemerkte Rolle. Unsere Sonne sowie Blitze sind Plasma in seiner natürlichen Form. Verfahren zur Oberflächenbehandlung, Neonröhren oder Schweißverfahren nutzen kontrolliertes Plasma. „Noch hat Plasma in der Forschung ein Nischendasein, obwohl es mit seiner hohen Energiedichte ein großes Potenzial für industrielle Nutzung mitbringt“, sagt Prof. Heuermann. Die beiden Forscher des Fachbereichs Elektrotechnik und Informationstechnik haben für ihre neue Entwicklung ein Mikrowellenplasma genutzt. Hierbei handelt es sich um Plasma, das durch elektromagnetische Wellen im Gigahertzbereich aufrechterhalten wird – das sind rund zwei Milliarden unsichtbare Schwingungen pro Sekunde.

Projektpartner

Das Forschungsprojekt wurde in Zusammenarbeit mit der Universität Ulm, der DIENES Apparatebau GmbH sowie Fricke und Mallah Microwave Technology GmbH durchgeführt. Gefördert wurde das Projekt durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU).

Originalmeldung:
https://www.fh-aachen.de/newsroom/artikel/carbonfaser-der-zukunft?tx_news_pi1%5BcurrentPage%5D=1&tx_news_pi1%5Bsearch%5D%5BfilterTimestamp%5D=&cHash=06817916aea9c8642bcdc46c7330efad

Klimafolgenanpassung: Das geheime Leben unter den Bäumen

© BLB NRW

Münster, den 21. Mai 2026. Unsere Hochschule und der BLB NRW initiieren auf dem Hüffer-Campus ein wissenschaftlich begleitetes Leuchtturmprojekt zum nachhaltigen Regenwassermanagement. Mit Baumrigolen zeigen wir neue Wege auf für die Bewässerung von Stadtbäumen und die Ableitung von großen Regenmengen.

Vier frisch gesetzte Bäume zieren seit Kurzem den Vorgarten der Hüfferstiftung. Gepflanzt hat sie der Bau- und Liegenschaftsbetrieb des Landes Nordrhein-Westfalen (BLB NRW). Äußerlich unterscheiden sie sich nicht wesentlich von den rund 100.000 anderen Bäumen Münsters. Doch unter der Erde verbirgt sich neben jedem Baum eine Messstation beachtlichen Ausmaßes. Die vier Feldahorne sind Bestandteil eines Forschungsprojektes unserer Hochschule am Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt zu Baumrigolen, das in Zusammenarbeit mit dem BLB NRW entstanden ist. „Die klimatischen Veränderungen mit langen Trockenperioden, unterbrochen von starken Niederschlägen, stellen auch an uns als Bauherren und Eigentümer vieler Gebäude im Stadtgebiet neue Anforderungen“, sagt Markus Vieth, technischer Leiter der Niederlassung Münster des BLB NRW. „Bei starken Regenfällen fließen von Dachflächen große Wassermengen in die Kanalisation. In anhaltenden Trockenzeiten benötigen wir wiederum Wasser für Anpflanzungen und Grünanlagen unserer Liegenschaften.“ Bei der Konzeption des Hüffer-Campus hat das Projektteam des BLB NRW deshalb in Abstimmung mit den Hochschulen den Einbau von Baumrigolen vorgesehen.

Alleskönner Baumrigole

Eine Rigole ist eine Konstruktion zur Aufnahme, Zwischenspeicherung und Versickerung von Regenwasser. Da Prof. Dr. Helmut Grüning von unserem Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt bereits seit mehreren Jahren zu diesem Thema forscht, bot sich seine wissenschaftliche Begleitung an: „Durch ihre multifunktionale Wirkung leisten Baumrigolen einen wichtigen Beitrag zur Klimafolgenanpassung. Sie kombinieren die Bewässerung von Stadtgrün mit dem Rückhalt und der Versickerung von Oberflächenabflüssen. Vor allem Systeme mit Wasserspeicher können Überflutungsrisiken reduzieren“, beschreibt Grüning den Nutzen. Und genau solche Rigolen wurden vor der Hüfferstiftung eingebaut.

Dafür ließ der BLB NRW an zwei Seiten jeden Baumes zwei Metallbehälter in die Erde setzen. Jeder fasst knapp zwei Kubikmeter Wasser und verfügt über zwei Ebenen – einen Bewässerungsspeicher und einen darunterliegenden Retentionsraum. Bei Regen wird das Wasser von den Schrägdächern der Hüfferstiftung über Fallrohre und abgedeckte Rinnen am Boden in den obenliegenden Speicheraum geleitet, von dem aus seitlich durch Versickerung die Bäume bewässert werden. Sind die Bewässerungsspeicher wegen anhaltenden oder starken Regens voll, läuft das Wasser in den jeweils darunterliegenden Retentionsraum über. Was hier idealerweise mit dem Wasser geschieht, ist Gegenstand von Grünings Forschungsarbeit. So hat beispielsweise der Retentionsraum einer der Rigolen Schlitze im Boden, durch die das Wasser zur Grundwasseranreicherung in der Erde versickert. Eine andere Rigole verfügt über eine Pumpe, mit der vor erwarteten Starkregenereignissen der Retentionsraum in die Kanalisation entleert werden kann. Dadurch steht wieder mehr Speichervolumen für den Rückhalt beziehungsweise die zeitverzögerte Einleitung von Regenwasser in die Kanalisation zur Verfügung. Ein Beitrag, um die Überlastung der Kanalisation und mögliche Überschwemmungen zu vermeiden. Zwei weitere Rigolen erhalten Schwengelpumpen, mit denen Passanten und Anwohnende Wasser aus der zweiten Ebene hochpumpen und die Bäume bewässern können. So bekommt die Bewässerung von städtischem Grün auch eine soziale Komponente.

Komplexe Messtechnik für systematische Auswertung

Um festzustellen, welche Rigolenart für das städtische Regenwassermanagement am sinnvollsten ist, wird das Forschungsteam um Grüning sowohl die Wasserbehälter als auch die Bäume selbst mit Messinstrumenten und Sonden ausstatten. Alles, was zukünftig unter der Erde neben den vier Bäumen geschieht, wird systematisch erfasst, protokolliert und ausgewertet. Die Datenleitungen für dieses Monitoring hat der BLB NRW bereits verlegt. „Rigolen mit so einer komplexen Messtechnik gibt es in ganz Deutschland nicht“, sagt Grüning, der bereits ein Forschungsprojekt zu diesem Thema erfolgreich abgeschlossen hat. Bei seinen Projekten arbeitet er mit einem Nottulner Hersteller zusammen. So können Prototypen entwickelt und zur Marktreife gebracht werden.

„Von dem, was hier am Hüffer-Campus untersucht wird, können in Zukunft auch andere Städte profitieren“, betont Vieth, der mit Grüning bereits ein weiteres gemeinsames Projekt plant. Die Forschung ist auch deshalb von großer Bedeutung, weil beim Thema Rigolen verschiedene Interessen unter einen Hut gebracht werden müssen: „Der Einbau der Systeme erfordert eine Abstimmung mit den Grünflächenämtern, den Straßen- und Verkehrsplanern sowie den Genehmigungsbehörden. Wir sind hier also sehr interdisziplinär unterwegs“, sagt Grüning. Er ist optimistisch, dass seine Rigolensysteme den unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. In jedem Fall haben die vier frisch gepflanzten Feldahorne vor der Hüfferstiftung ausgezeichnete Startbedingungen.

Originalmeldung:
https://www.fh-muenster.de/de/ueber-uns/newsroom/news/leuchtturmprojekt-zur-klimafolgenanpassung-das-geheime-leben-unter-den-baeumen-am-hueffer-campus

Ansprechpartnerin:
FH Münster
Pressesprecherin
Katharina Kipp M.A.
+49 (0)251 83 64090
katharina.kipp@fh-muenster.de

Ein interdisziplinäres Projekt der Fachbereiche der FH Aachen sorgt für nachhaltigeren 3D-Druck

© FH Aachen | Pia Schieren

Aachen, 28. April 2026. In einem 3D-Drucker werden Kunststoff-Stränge zu präzisen Formen verschmolzen. Für die Studierenden der Ingenieur- und Designdisziplinen der FH Aachen ist das ein echter Mehrwert, denn Kosten und Aufwand für die Herstellung von Modellen oder Prototypen können so erheblich verringert werden. Was aber passiert mit all den gedruckten Bauteilen, wenn die Prüfung vorbei ist und das Modell nicht mehr gebraucht wird? Das durch den Nachhaltigkeitsfonds der FH Aachen geförderte Projekt “RePrint” zeigt nun, wie Recycling ganzheitlich implementiert werden kann.

Vier Fachbereiche, ein Ziel

Die gute Nachricht: Der 3D-Druck-Prozess kann umgekehrt werden. Allerdings ist das mit einigem Aufwand verbunden. Die Fachbereiche Architektur, Elektrotechnik und Informationstechnik, Maschinenbau und Mechatronik sowie Medizintechnik und Technomathematik haben sich gemeinsam dieser Herausforderung gestellt. Sie konnten eine Lösung entwickeln, die einen vollumfänglichen Materialkreislauf im 3D-Druck ermöglicht und darüber hinaus die zukünftige Nutzung von recyceltem Material belohnt. Herzstück des Recycling-Prozesses ist eine sogenannte Filament-Extrusionsstrecke. Hinter diesem Begriff verbirgt sich ein großer Aufbau verschiedener maschineller Schritte, die 3D-Druck-Reste zurück in gebrauchsfertiges Material, sogenanntes Filament, verwandelt. Stefan Fischer, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Fachbereichs Architektur, berichtet: “Wir haben früher schon versucht, das Material zu recyceln, aber wir haben es nicht geschafft, auch nur eine einzige Rolle Filament in zufriedenstellender Qualität herzustellen.” Die bisherige Aufbereitungsmaschine war nicht für die zerkleinerten Kunststoffreste aus dem Fachbereich ausgelegt.

Einmal 3D-Druck und zurück

Denn bevor die Extrusionsstrecke zum Einsatz kommen kann, stehen für Fischer und sein Team einige Vorbereitungen an. Das nicht mehr benötigte Material wird in seiner Farb- und Formenvielfalt in großen Plastikbehältern gesammelt und von Hand nach Farbe und Art des Kunststoffs sortiert. Von hier aus wird es in einer dafür vorgesehenen Maschine zerkleinert. Heraus kommen wenige Millimeter große Stücke, die an scharfkantigen Kunstschnee erinnern. Um optimal für die Weiterverarbeitung vorbereitet zu sein, werden die Stückchen nun vorsichtig getrocknet.
Jetzt ist die Extrusionsstrecke bereit für ihren großen Auftritt: Vorsichtig lässt Fischer die Materialkrümel in einen Trichter an der Extrusionsstrecke rieseln. In der Maschine werden die Krümel bei rund 180 Grad Celsius geschmolzen und nach kurzem Anlaufen spinnt sich ein dünner Plastikfaden aus der Düse des Geräts. Ein Laser prüft den Durchmesser des Filaments, bevor es auf eine Rolle aufgewickelt wird. Innerhalb von 20 Minuten kann so aus den weißen Krümeln eine vollständige Rolle gebrauchsfertiges Filament gewonnen werden. Ein aufwändiger Prozess mit einem klaren Ziel: “Wir möchten in Zukunft so wenig neues Material wie möglich für den 3D-Druck nutzen müssen. Das hier ist echte Nachhaltigkeit”, so Fischer.

Kreislauf mit Verantwortung

Neben der Filament-Extrusionsstrecke sind weitere Maßnahmen für einen reibungslosen Materialkreislauf geplant. Recyclingstationen sollen das Vorsortieren der nicht mehr benötigten 3D-Drucke erleichtern. Hierbei können die Studierenden selbst ihre alten Modelle fachgerecht demontieren. Dazu sind Tische in den Fluren der Fachbereiche geplant, an denen Sortierbehälter für die unterschiedlichen Materialien und Deko-Elemente sowie Werkzeug und Schutzausrüstung zur Verfügung gestellt werden. Die Studierenden tragen also ein Stück der Verantwortung und können einen Beitrag zum Kreislaufprozess leisten.
Auch ist eine Online-Plattform in Planung, auf der die Studierenden ihre Modelle und Prototypen als Druckaufträge hochladen können. Sie können dabei auch das gewünschte Material für den 3D-Druck einstellen. Hierbei soll der recycelte Kunststoff unter anderem durch seinen niedrigen Preis zu bevorzugter Nutzung animieren.

Förderung durch die Hochschule

Der Nachhaltigkeitsfonds der FH Aachen bietet finanzielle Förderung für besonders nachhaltige Forschungs- und Projektideen. Ziel ist es, innovative Vorhaben zu ermöglichen, die ökologische, soziale und wirtschaftliche Aspekte verantwortungsvoll miteinander verbinden und sich an den globalen Entwicklungszielen der Vereinten Nationen orientieren. RePrint wurde in diesem Rahmen mit einer Summe von rund 64.000 Euro unterstützt.

Originalmeldung:
https://www.fh-aachen.de/newsroom/artikel/nachhaltigkeit-in-20-minuten?tx_news_pi1%5BcurrentPage%5D=1&tx_news_pi1%5Bsearch%5D%5BfilterTimestamp%5D=&cHash=06817916aea9c8642bcdc46c7330efad

Quartierspeicher im Fokus: TH Köln untersucht gemeinschaftliche Stromversorgung im Wohngebiet

© Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt | TH Köln

Köln, 28. April 2026. Vorhaben der TH Köln liefert Grundlagen für gemeinschaftliche Stromversorgung Strom dort nutzen, wo er erzeugt wird: Im Rahmen eines Forschungsprojekts untersuchte ein interdisziplinäres Team unter der Leitung der TH Köln, wie Photovoltaikanlagen und ein zentraler Quartierspeicher in einem Neubaugebiet zusammenwirken können, um die Energiewende vor Ort voranzutreiben. Das Ergebnis: Der technische Betrieb des Speichers ist möglich, jedoch beeinträchtigen neue Gesetze die Wirtschaftlichkeit.

„Neben einzelnen Heimspeichern gewinnt die zentrale Energiespeicherung zunehmend an Bedeutung. Zum einen steigt dadurch der Anteil der selbst genutzten, lokal erzeugten Energie, zum anderen kann die insgesamt benötigte Speicherkapazität reduziert werden. Im Projekt haben wir die Grundlagen erarbeitet, wie ein gemeinschaftlich genutzter Quartierspeicher mit möglichst geringem technischem und administrativem Aufwand errichtet und betrieben werden kann“, erläutert Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt vom Institut für Elektrische Energietechnik der TH Köln.

Modell stand ein geplantes Wohngebiet im nordrhein-westfälischen Bergneustadt: auf den Dächern von 36 zu errichtenden Häusern sollen Photovoltaik-Anlagen einen wesentlichen Teil der Energieversorgung abdecken. Der erzeugte Strom kann vorrangig direkt verbraucht werden, um beispielsweise Wärmepumpen zu betreiben oder Elektroautos zu laden. Überschüssige Energie wird zunächst in einen Batteriespeicher geleitet, um sie bei Bedarf zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Darüber hinausgehende Strommengen werden in das öffentliche Netz eingespeist.

Technische und wirtschaftliche Potenziale

Die Untersuchung erfolgte anhand simulierter Analysen zu Energieerzeugung und -verbrauch in einem vergleichbaren Wohngebiet. Dabei wurden verschiedene Optionen zum Betrieb des Speichers hinsichtlich ihrer technischen Realisierbarkeit, wirtschaftlichen Effizienz und rechtlichen Rahmenbedingungen bewertet. „Gemeinschaftlich genutzte Anlagen weisen gegenüber Heimspeichern eine höhere Auslastung auf, wodurch sich deutliche Vorteile bezüglich Ressourcennutzung und Effizienz ergeben. Mithilfe eines integrierten Energiemanagements können steuerbare Verbraucher wie Ladestationen und Wärmepumpen zeitlich verschoben werden, um das Netz zu entlasten und Gebühren einzusparen“, erklärt Waffenschmidt. Zudem bieten alternative Betriebsstrategien zusätzliche wirtschaftliche Potenziale. „Dazu zählen etwa Lastspitzenkappung, also die gezielte Reduzierung hoher Verbräuche, um Netzentgelte zu senken, oder die Bereitstellung von Primärregelleistung, um die Frequenz zu stabilisieren“, so der Projektleiter.

Neben der technischen Analyse widmete sich das Vorhaben der Klärung der rechtlichen Rahmenbedingungen, die für den breiten Einsatz von Quartierspeichern erforderlich wären. So erarbeitete das Projetteam Vorschläge, wie bestehende regulatorische Vorgaben zu Messkonzepten, Abrechnungsverfahren und Netzentgelten vereinfacht werden können.

Rechtliche Hürden

Während der Projektlaufzeit wurden jedoch neue gesetzliche Vorgaben erlassen, wodurch sich zusätzliche rechtliche Hürden ergaben, wie der wissenschaftliche Mitarbeiter Jonas Quernheim ausführt. „Insbesondere die ursprünglich geplante Einstufung eines Quartierspeichers als sogenannte Kundenanlage wäre für das Projekt wirtschaftlich günstig gewesen. Durch neue gesetzliche Regelungen wird eine solche Konstellation jedoch nicht mehr als Kundenanlage, sondern als reguliertes Energieversorgungsnetz eingestuft, wodurch Abgaben und Entgelte in voller Höhe anfallen. Heimspeicher sind von dieser Regelung ausgenommen, da sie in der Regel im jeweiligen Gebäude installiert und nicht quartiersweit vernetzt sind. Sie stellen daher oft die wirtschaftlich attraktivere Alternative dar.“

Grundlagen für gemeinschaftliche Stromspeicher

Trotz der regulatorischen Hürden ist es gelungen, wesentliche Grundlagen für eine lokale Energieversorgung zu definieren. „Mit unseren Erkenntnissen haben wir Konzepte für zukünftige Vorhaben vorgelegt, die auf technischer Ebene funktionieren. Jetzt ist die Politik gefragt, um praktikable rechtliche Rahmenbedingungen zu schaffen.

Die Energiewende wird nur gelingen, wenn die Menschen den regenerativ erzeugten Strom vor Ort einfacher speichern und nutzen können“, ist Waffenschmidt überzeugt. Die Projektergebnisse wurden als Handbuch aufbereitet, das technische, rechtliche und organisatorische Handlungsmöglichkeiten für künftige Quartierspeicherprojekte enthält.

Über das Projekt

Das Projekt „Quartierspeicher für eine Klimaschutzsiedlung“ wurde von Prof. Dr. Eberhard Waffenschmidt vom Institut für Elektrische Energietechnik der TH Köln geleitet. Unterstützt wurde er vom wissenschaftlichen Mitarbeiter Jonas Quernheim. Projektpartner waren der Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. und die Kanzlei Gaßner, Groth, Siederer & Coll. Partnerschaft von Rechtsanwälten mbB, Rechtsanwalt Dr. Markus Behnisch. Als assoziierte Partner agierten die Eikamp GbR als Projektentwickler und Erschließungsträger sowie die Stadtwerke Solingen GmbH, die das Strom- und Wärmekonzept des Quartiers in der Praxis umsetzen wollen. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt förderte das Vorhaben über die zweijährige Laufzeit mit rund 120.000 Euro.

Originalmeldung:
https://www.th-koeln.de/hochschule/quartierspeicher-vorhaben-der-th-koeln-liefert-grundlagen-fuer-gemeinschaftliche-stromversorgung_135662.php

Ansprechpartnerin:
TH Köln
Sybille Fuhrmann
Leiterin Hochschulkommunikation
0221 8275 3051
sybille.fuhrmann@th-koeln.de

OS-LOTSE macht Stadtwerke zu Treibern der Energiewende

© OS-LOTSE/Stadtwerke Gronau

Münster, den 07. April 2026. Wie gelingt die Energiewende dort, wo sie ganz konkret spürbar wird – in Städten und Quartieren? Wer entscheidet, wo Wärmenetze entstehen, wie Strom und Wärme intelligent zusammenspielen und welche Geschäftsmodelle sich wirklich lohnen? Genau hier setzt ein neues Forschungsprojekt unserer Hochschule an: OS-LOTSE – das steht für „Open-Source-Tool für die lokale Optimierung und Transformation sektorgekoppelter Energiesysteme“. Das Forschungsteam von Prof. Dr. Peter Vennemann entwickelt ein neues Open-Source-Tool, das Stadtwerken helfen soll, die Energiewende vor Ort selbst aktiv zu steuern. Projektpartner sind die Hochschule Emden/Leer, die Stadtwerke Gronau und die Stadtwerke Westmünsterland.

„Die Energiewende in Städten und Quartieren zählt zu den drängendsten Aufgaben unserer Zeit. Klassische, einmalig beauftragte Studien reichen dafür längst nicht mehr aus – gefragt sind dynamische, anpassbare Werkzeuge, die technische, wirtschaftliche und ökologische Aspekte zusammenbringen“, fast Jan Tockloth, Ingenieur im Projektteam von Prof. Vennemann, das Ziel des Vorhabens zusammen. Stadtwerke stehen deshalb im Zentrum des Projektes: Die Betreiber*innen kennen ihre Quartiere, verfügen über die relevanten Daten und treffen täglich Entscheidungen, die die Entwicklung vor Ort prägen. Gleichzeitig nehmen die Anforderungen an Stadtwerke rasant zu, da ständig neue Vorgaben, neue Technologien, neue Geschäftsmodelle dazukommen werden.

Hier hakt OS-LOTSE ein und soll zum praktischen Navigationsinstrument werden. Per Open-Source-Software wird die energetische Infrastruktur des Stadtwerks abgebildet. Im Anschluss können verschiedene Szenarien betrachtet und das Energiesystem gezielt optimiert werden. Da sich das System laufend anpassen lässt, können Stadtwerke ihre Planung kontinuierlich weiterentwickeln und auf neue Anforderungen reagieren. Außerdem soll das Tool eine solide Entscheidungsbasis für anstehende Investitionen bieten.
Am Ende steht, dass Stadtwerke die Quartiersplanung selbstbewusst in die eigene Hand nehmen und entsprechendes Know-how im eigenen Haus aufbauen können.

Technische Grundlage von OS-LOTSE ist der an unserer Hochschule entwickelte Spreadsheet Energy System Model Generator (SESMG) – ein Optimierungstool, mit dem urbane, sektorgekoppelte Energiesysteme modelliert und über Sektoren hinweg optimiert werden können. Der SESMG ist wissenschaftlich erprobt und wurde bereits in mehreren Praxisstudien eingesetzt – bislang aber vor allem im wissenschaftlichen Kontext.

OS-LOTSE macht nun den nächsten Schritt. „Wir entwickeln den SESMG zu einem leicht nutzbaren Praxistool weiter, damit er in die Workflows der Stadtwerke integriert werden kann. Also richtet sich das Tool später gezielt an die Anwender*innen in den Stadtwerken, nicht mehr nur an Forscher*innen“, so Franziska Koert, ebenfalls vom Team Vennemann. Die Stadtwerke könnten damit selbst maßgeschneiderte Geschäftsmodelle für die Strom- und Wärmeversorgung entwickeln.

Das Projekt ist auf drei Jahre angelegt und Anfang Dezember 2025 gestartet. „Das Projekt lebt von den Erfahrungen der Stadtwerke aus den unterschiedlichen Quartieren. Deshalb sind weitere Stadtwerke eingeladen sich einzubringen“, sagt Ingenieurin Koert. Wer Interesse am Mitwirken oder einem Austausch hat, kann sich gerne direkt bei Franziska Koert oder dem Forschungsteam von Prof. Vennemann an unserer Hochschule melden. Die Kontaktdaten finden Interessierte unter fh.ms/TeamVennemann.

Originalmeldung:
https://www.fh-muenster.de/de/ueber-uns/newsroom/news/egu/open-source-tool-macht-stadtwerke-fit-fuer-die-energiewende-im-quartier

Ansprechpartnerin:
FH Münster
Pressesprecherin
Katharina Kipp M.A.
+49 (0)251 83 64090
katharina.kipp@fh-muenster.de

Projekt HySand der FH Aachen: Klimaneutrale Prozesswärme für Trocknung von Quarzsand

© FH Aachen | Arnd Gottschalk

Aachen, den 23. März 2026.

“Wir wollen der erste CO2-freie Betrieb der Bergbaubranche in Deutschland werden”, sagt Bernhard Russel, Geschäftsführer der Nivelsteiner Sandwerke und Sandsteinbrüche GmbH. Zu diesem Zweck arbeitet das Herzogenrather Unternehmen eng mit Wissenschaftseinrichtungen der Region zusammen. Ein entscheidender Baustein ist die Quarzsandtrocknungsanlage, die im Rahmen des Verbundforschungsprojekts HySand mit klimaneutraler Prozesswärme betrieben werden soll. Ein Forschungspartner ist Prof. Dr. Uwe Feuerriegel vom Fachbereich Maschinenbau und Mechatronik der FH Aachen.

Prozesstemperatur von bis zu 800 Grad Celsius

Im Prinzip funktioniert die Anlage wie ein Wäschetrockner: Der noch feuchte Quarzsand wird in ein Drehrohr gefüllt, von der Stirnseite wird bis zu 800 Grad Celsius heiße Luft eingeblasen. Bei der Befüllung hat der Sand einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5 Prozent, am Ende rieselt er mit 0,1 Prozent Wassergehalt aus der Anlage. Dieser sogenannte Drehrohrofen ist insgesamt rund 12 Meter lang und etwa vier Meter hoch, pro Stunde können 18 Tonnen Sand getrocknet werden.

Auf Tausende anderer Anlagen übertragbar

“Bislang wird die heiße Luft mit einem Ölbrenner erzeugt”, erläutert Prof. Feuerriegel. Im Rahmen des Verbundforschungsprojekts HySand soll dieser energieintensive Industrieprozess durch eine klimaneutrale Alternative ersetzt werden. Untersucht werden elektrische Power-to-Heat-Konzepte, wasserstoffbasierte Prozesswärme sowie thermische Energiespeicher; Ziel ist es, die Ansätze systematisch miteinander zu kombinieren. Am Ende soll ein technisch robuster und wirtschaftlich tragfähiger Prozess zur Bereitstellung klimaneutraler Hochtemperaturwärme stehen. Prof. Feuerriegel betont: “Im Prinzip kann man das Verfahren auf Tausende Industrieanlagen verschiedener Branchen übertragen.” Nach Schätzungen des Umweltbundesamts macht Wärme mehr als 50 Prozent des gesamten deutschen Endenergieverbrauchs aus. Eine wichtige Rolle spielt dabei die sogenannte Prozesswärme – also die Energie, die in der Industrie für technische Verfahren wie Trocknung, Schmelzen oder Dampferzeugung verwendet wird.

Einsatz in der Gießereiindustrie

Ein großer Teil der Produkte des Herzogenrather Unternehmens findet Verwendung in der Gießereiindustrie. Hier wird besonders feiner und reiner Quarzsand benötigt. Nach der Förderung in den Tagebauen wird das Wasser-Sand-Gemisch aufbereitet, wobei das Material je nach Zusammensetzung und Körnigkeit “klassiert” wird. Weitere Einsatzzwecke für die Nivelsteiner Produkte sind Spiel- und Reitplätze, die Betonherstellung sowie chemische Produktionsprozesse. Die Unternehmensgeschichte reicht bis ins Jahr 1904 zurück. An gleicher Stelle wurden aber bereits zur Römerzeit Bodenschätze abgebaut, auch beim Aachener Dom wurden Steine aus dieser Gegend verbaut.

Enge Verzahnung mit der Praxis

Ein wesentliches Merkmal des Projekts HySand ist der Verbundcharakter: Wissenschaftliche Modellierung, Simulation und Methodikentwicklung werden eng mit der industriellen Anwendung verzahnt. So soll sichergestellt werden, dass die Konzepte sowohl theoretisch fundiert als auch praktisch umsetzbar sind. Die Nivelsteiner Sandwerke und Sandsteinbrüche GmbH in Herzogenrath stellt die industrielle Demonstrationsanlage, reale Betriebsdaten und die erneuerbare Energieinfrastruktur für die Umsetzung und Validierung der klimaneutralen Quarzsandtrocknung bereit. Das Projekt hat in der ersten Phase einen finanziellen Umfang von rund 600.000 Euro, 150.000 Euro entfallen auf die FH Aachen.

Lehre wird einbezogen

Für Uwe Feuerriegel ist das Projekt ein Musterbeispiel, wie praxisnahe Forschung und Lehre im Schulterschluss mit der Wirtschaft Früchte tragen kann. “Wir haben hier bereits einige Praxisprojekte und Bachelorarbeiten mit unseren Studierenden durchgeführt”, erzählt er. Regelmäßig bietet er das Fachkolloquium Energietechnik an. Bei der letzten Auflage im September 2025 diente die Anlage in Herzogenrath als Praxisbeispiel, das die Teilnehmenden – Studierende, Alumni und Firmenvertreter:innen – gemeinsam diskutierten. “Es ist mir ein persönliches Anliegen, in meinem Fachgebiet Thermische Energietechnik einen Beitrag zur Wärme- und Energiewende zu leisten”, betont er. Dazu tragen auch die Bücher zur Verfahrens- und Energietechnik bei, die er im Springer-Verlag veröffentlicht hat.

Projektpartner und Förderung

HySand ist Teil des Helmholtz-Clusters Wasserstoff HC-H2. Das Cluster trägt dazu bei, das Rheinische Revier zu einer Modellregion für eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft zu entwickeln. Das Institute for a sustainable Hydrogen Economy (IHE) des Forschungszentrums Jülich koordiniert die Aktivitäten des Clusters. Weitere beteiligte Partner sind die RWTH Aachen, die FH Aachen und die DTG GmbH Development & Technology aus Niederzier. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt fördert HySand mit 593.000 Euro. Die Ergebnisse der Vorstudie sollen Mitte 2027 vorliegen.

Originalmeldung:
https://www.fh-aachen.de/newsroom/artikel/heisse-luft-und-das-klimaneutral?tx_news_pi1%5BcurrentPage%5D=2&tx_news_pi1%5Bsearch%5D%5BfilterTimestamp%5D=&cHash=ce6b2d5cd5442bd9da2139097b26fa6f