{"id":60135,"date":"2022-11-03T09:51:19","date_gmt":"2022-11-03T08:51:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bassetti-group.com\/?p=60135"},"modified":"2024-07-29T13:10:03","modified_gmt":"2024-07-29T11:10:03","slug":"materialien-im-energiesektor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bassetti-group.com\/de\/materialien-im-energiesektor\/","title":{"rendered":"Kernenergie, fossile Energie, erneuerbare Energie… Welche Herausforderungen ergeben sich aus der Verwendung von Materialien im Energiesektor?"},"content":{"rendered":"\t\t
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Kernenergie, fossile Energie, erneuerbare Energie... Welche Herausforderungen ergeben sich aus der Verwendung von Materialien im Energiesektor?\n<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Die Energieindustrie im tiefgreifenden Wandel<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die richtige Verwendung von Materialien<\/strong> spielt in der Energieindustrie<\/strong> eine entscheidende Rolle. Die Akteure dieser Industrie sind zahlreichen strukturellen Herausforderungen ausgesetzt, die direkt mit den Materialien zusammenh\u00e4ngen. Dabei handelt es sich entweder um die Strukturen, die f\u00fcr die Umwandlung, den Transport oder auch die Speicherung von Energie konzipiert sind, oder um die Materialien selbst. Unter diesen vielen Herausforderungen gibt es einige, die die Verwendung von Materialien im Energiesektor grundlegend ver\u00e4ndern. Beispielsweise bedeutet die wachsende Weltbev\u00f6lkerung<\/strong>, dass die Leistungsf\u00e4higkeit von Materialien erh\u00f6ht werden muss, um dem Anstieg der Energiemenge entgegenzuwirken, indem z. B. das Gewicht von Bauwerken begrenzt wird.<\/span> Auch die wachsenden Umweltbedenken<\/strong> erfordern neue Materialien f\u00fcr einen sparsameren Gebrauch (Bambus, Kork etc.).<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Der Stellenwert von Materialien in der Energieindustrie<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Materialien sind die Grundlage f\u00fcr alle Ger\u00e4te, die in der Energiewirtschaft verwendet werden. Ihre Nutzung nimmt in aktuellen und komplexen Systemen einen immer wichtigeren Platz ein, insbesondere in ihrer Effizienz bei der Erzeugung, dem Transport oder der Speicherung von Energie<\/strong>. Dies l\u00e4sst sich am Beispiel von Solarzellen<\/strong> erkennen, deren verwendetes Rohmaterial Silizium ist, ein lichtempfindliches und halbleitendes Material. Die aktuellen Herausforderungen bestehen daher darin, Materialien mit den richtigen Eigenschaften f\u00fcr die Energiesysteme der Zukunft<\/strong> zu schaffen und\/oder zu entdecken.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>

\u00dcber diese globalen Herausforderungen hinaus wird jeder Akteur je nach Art der erzeugten Energie (fossil, nuklear, erneuerbar…) auch spezifische Anliegen haben.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Welche materialbezogenen Herausforderungen gibt es bei den einzelnen Energiearten?<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die Energieindustrie l\u00e4sst sich in drei gro\u00dfe Arten der Energieerzeugung unterteilen, die jeweils eigene Herausforderungen mit sich bringen:<\/p>

Kernenergie<\/b><\/span>\u00a0<\/span><\/strong><\/h4>

Zum einen spielen Materialien in kerntechnischen Anlagen eine tragende Rolle. Es gibt viele Anlagen, aber wenn man das Beispiel der Kernreaktoren nimmt, m\u00fcssen diese bestimmte Erwartungen erf\u00fcllen, insbesondere mit der Generation IV „die Reaktoren der Zukunft“<\/strong>.<\/span> Diese Reaktoren m\u00fcssen ressourcenschonender sein, weniger Abfall produzieren und besser gegen \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse oder Proliferationsrisiken gesch\u00fctzt sein. So muss sich die Innovation auf neue Produktionsans\u00e4tze<\/strong> und die Verwendung von Materialien unter bestimmten Bedingungen (EPR, ABWR) konzentrieren, um die Verl\u00e4ngerung des bestehenden Kraftwerksparks zu gew\u00e4hrleisten.<\/span><\/p>

Andererseits finden sich diese Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit und Produktivit\u00e4t<\/strong> selbst innerhalb der verwendeten Materialien und Werkstoffe wieder. Die ASN und das IRSN, die f\u00fcr die Regulierung der Radioaktivit\u00e4t von spaltbarem Material zust\u00e4ndig sind, f\u00fchren n\u00e4mlich eine sehr strenge Kontrolle durch. So m\u00fcssen diese Materialien regelm\u00e4\u00dfig getestet werden, und es ist notwendig, die Informationen \u00fcber jedes Material w\u00e4hrend seines gesamten Lebenszyklus zur\u00fcckzuverfolgen. So ist es \u00fcblich, dass die Steckbriefe laufend aktualisiert werden, um dieser Herausforderung gerecht zu werden. In der Atomindustrie zeichnen sich diese Sicherheitsprobleme auch durch Grenzmassen<\/strong> aus, die nicht \u00fcberschritten werden d\u00fcrfen, z. B. die Menge an Uran. So m\u00fcssen Messbilanzen<\/strong> erstellt werden, und beim Eintritt des Materials in die Anlage ist es wichtig, durch Simulation zu \u00fcberpr\u00fcfen, dass die Grenzmassen nicht \u00fcberschritten werden, um u. a. akzeptable Radioaktivit\u00e4tswerte einzuhalten.<\/span> Die Unsicherheit wird beim Einsetzen der Materialien mit \u00e4u\u00dferst genauen Gewichtsmessungen ber\u00fccksichtigt.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Erneuerbare Energien<\/b><\/span>\u00a0<\/strong><\/span><\/h4>

Der Sektor der erneuerbaren Energien<\/strong> bietet ein breites Spektrum an Innovationsm\u00f6glichkeiten. Die meisten Herausforderungen beziehen sich auf neue Materialien<\/strong>, um wirtschaftliche, \u00f6kologische und vor allem produktivit\u00e4tssteigernde Aspekte zu ber\u00fccksichtigen.\u00a0<\/p>

Die Liste der Einsatzm\u00f6glichkeiten neuer Materialien und ihrer Verwendung ist zu lang, um sie hier aufzulisten, aber wir k\u00f6nnen dennoch als Beispiel die Nanomaterialien<\/strong> nennen: Silizium-Nanopartikeln f\u00fcr die Molekularelektronik oder Kohlenstoff-Nanor\u00f6hren, die wegen ihrer Festigkeit beliebt sind.<\/p>

Tats\u00e4chlich finden diese nanostrukturierten Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Hybridmaterialien auch in vielen anderen Bereichen Anwendung, z. B. bei der Energiespeicherung, der Adsorption oder der Katalyse.\u00a0<\/p>

Fossile Brennstoffe<\/b><\/span><\/h4>

Die gr\u00f6\u00dften Herausforderungen und Bedenken bei der Nutzung fossiler Energietr\u00e4ger<\/strong> bestehen darin, immer tiefer liegende und schwer zug\u00e4ngliche Ressourcen zu f\u00f6rdern.\u00a0<\/p>

Dar\u00fcber hinaus tragen die Treibhausgasemissionen, die sie im Zusammenhang mit dem bei der Verbrennung in Form von CO2 freigesetzten Kohlenstoff aussto\u00dfen, zur globalen Erw\u00e4rmung bei. Diese Bedenken m\u00fcssen vor dem Hintergrund ersch\u00f6pflicher Ressourcen und der Entstehung zahlreicher Abf\u00e4lle ber\u00fccksichtigt werden.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Auf dem Weg zu einer effizienten Nutzung von Materialien zur Bew\u00e4ltigung dieser Herausforderungen<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Abgesehen von der Art der erzeugten Energie sind die Herausforderungen im Zusammenhang mit Materialien in der Energieindustrie vielf\u00e4ltig und k\u00f6nnen z. B. mit der Aktivit\u00e4t (der Ausbeutung von Ressourcen, der Erzeugung, Umwandlung, dem Transport und schlie\u00dflich der Speicherung von Energie) verbunden sein. Die Materialien wirken sich auf jeden Bereich aus, aber die Erwartungen sind unterschiedlich.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/p>

Die Einbeziehung von Materialien ist im \u00dcbrigen systematisch, nicht nur wegen ihrer funktionalen (physikalischen und chemischen) Eigenschaften, die die Umwandlung in Energie erm\u00f6glichen, sondern auch wegen der Strukturelemente (mechanische Eigenschaften, Korrosionsbest\u00e4ndigkeit usw.).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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F\u00fcr weitere Informationen \u00fcber die Nutzung und Verwaltung von Materialdaten f\u00fcr Ihren Standort zur Energiegewinnung, -erzeugung, -speicherung oder -\u00fcbertragung wenden Sie sich bitte an BASSETTI Deutschland. Unsere Experten f\u00fcr Materialien im Energiesektor werden Sie bei Ihrem Anliegen unterst\u00fctzen.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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