Aktuell / 08.03.2016

TU Darmstadt eröffnet ETA-Forschungsfabrik

Die ETA-Fabrik wurde Anfang März 2016 feierlich eröffnet. Gebäude und Produktionstechnik der Forschungs- und Lehrfabrik sind verknüpft, das ermöglicht einen sehr energieeffizienten Betrieb. © BINE Informationsdienst, Gerhard Hirn

Vergangene Woche öffnete offiziell die ETA-Modellfabrik ihre Pforten. In ihr erforschen Wissenschaftler der Technischen Universität (TU) Darmstadt unter realen Bedingungen und im Originalmaßstab, wie die Industrie durch Vernetzung aller Gebäude- und Produktionskomponenten Energie noch effizienter nutzen kann.

Die Betrachtung des Gesamtsystems – aus Maschinen, Energiespeichern, Gebäudetechnik und Gebäudehülle – soll dazu beitragen den Primärenergiebedarf in der Produktion um 40 Prozent zu senken.

Rund drei Dutzend Unternehmen und Forschungseinrichtungen arbeiten in der Fabrik der Zukunft. Mit diesem „Forschungsgroßgerät“, ETA-Fabrik genannt, wollen sie bisher unerschlossene Energieeinsparpotenziale realisieren. Die Federführung des Projektes liegt beim Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der TU Darmstadt. Ein Industrie-Arbeitskreis trägt die Ergebnisse in die Breite des Forschungsfelds Produktionstechnik. ETA steht für Energieeffizienz-, Technologie- und Anwendungszentrum. In den Ingenieurwissenschaften steht der griechische Buchstabe „eta“ zudem für den Wirkungsgrad, also eine zentrale Kennziffer von Energieeffizienz.

Energieeffizienter produzieren trägt zur Energiewende bei

Gleich ist die Fabrik offiziell eröffnet: Die am Entstehen der Fabrik Beteiligten durchschneiden das Band (v. l.): Martin Beck (PTW), Prof. Dr. Jens Schneider (TU Darmstadt), Prof. Dr. Eberhard Abele (PTW), Staatsminister Tarek Al-Wazir (Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung), Parlamentarische Staatssekretärin Brigitte Zypries (BMWi), Prof. Dr. Hans Jürgen Prömel (Präsident TU Darmstadt), Rolf Najork (Vorstandsvorsitzender Bosch Rexroth). ©BINE Informationsdienst, Gerhard Hirn

Wie die ETA-Fabrik entstand, beschreibt Professor Dr. Eberhard Abele, Leiter des Instituts für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen, Fachbereich Maschinenbau: „Die Vision, eine Energieeffizienzfabrik auf dem Campus zu bauen, wurde inspiriert durch die positiven Erfahrungen der früher schon auf dem Campus Lichtwiese realisierten Lernfabrik für Produktionsmanagement.“

Brigitte Zypries, Parlamentarische Staatssekretärin im Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) sagte anlässlich der Eröffnung: „Die Steigerung der Energieeffizienz ist der Schlüssel für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Besonderes Potenzial gibt es hierfür bei der industriellen Produktion. Auf die Erforschung genau dieser Potenziale zielt das Verbundprojekt ETA-Fabrik.“

Fabrik als großes Forschungsgerät nutzen

Ein neu entwickelter Schwung- massenspeicher im Keller des Fabrikgebäudes kappt Lastspitzen. ©BINE Informationsdienst, Gerhard Hirn

Das Gebäude der ETA-Fabrik hat eine Grundfläche von etwa 810 Quadratmetern. Es ist, anders als bisherige Hallen, nicht bloß Hülle für die Produktionsanlagen, sondern integraler Bestandteil davon. Maschinen und Gebäude sind vernetzt; das gesamte System von den Maschinen bis zur Gebäudeausrüstung und Gebäudehülle ist darauf ausgerichtet, Energie optimal zu nutzen und den Energiebedarf zu senken. arbeiten zusammen und ermöglichen eine besonders effiziente Energienutzung. Die Forschungsfabrik funktioniert als ganzheitliches System: Die Fabrik bildet im Maßstab 1:1 einen typischen Produktionsprozess vom Roh- bis zum Fertigteil ab, bei dem am Ende der Produktionskette Steuerscheiben für Hydraulik-Axialkolbenpumpen vom Band laufen.

Mit dem ganzheitlichen Ansatz der ETA-Fabrik lassen sich gegenüber der Optimierung einzelner Komponenten zusätzlich 15 bis 20 Prozent an Energie einsparen. Verglichen mit einer herkömmlichen Fabrik lassen sich durch das neue Konzept bis zu 40 Prozent einsparen.

Ein weiterer Schwerpunkt ist es, zusätzlich zur energetischen Verbesserung der einzelnen Produktionsanlagen, auch deren energetische Vernetzung zu ermöglichen. So ließe sich etwa Abwärme in Prozessen mit Wärmebedarf nutzen. In diesem Zug wird neben den Produktionsanlagen auch die Maschinenperipherie, die Haustechnik und das Fabrikgebäude in die Betrachtung einbezogen. So dient beispielsweise die Abwärme der Werkzeugmaschinen dazu, weitere Anlagen mit Wärme zu versorgen oder die 550 Quadratmeter große Halle zu beheizen. Die Abwärme von Wärmebehandlungsanlagen kann dazu genutzt werden, um Reinigungsbäder zu erwärmen oder mittels Sorptionstechnik Kälte zu erzeugen. Das Produktionsgebäude kann als Wärmesenke für Niedrigtemperaturabwärme dienen. Ebenso lässt es sich zur solarthermischen Wärmeerzeugung nutzen oder auch dazu, Kaltwasser zu erzeugen, indem Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Zur Erprobung sind neue Technologien integriert, ein neu entwickelter Schwungmassenspeicher dient beispielsweise dazu, Lastspitzen abzufangen. Die mit Kapillarmatten durchzogene Fassade ermöglicht es, energiearm zu heizen oder zu kühlen beziehungsweise klimatisieren; die Dämmung der Gebäudehülle besteht aus Schaumbeton, die Gebäudekonstruktion ist nahezu vollständig recycelbar. Maschinen, technische Infrastruktur und Gebäude sind hinsichtlich der Energieeffizienz optimiert.

ETA-Fabrik: Interdisziplinär forschen und lehren

Die ETA-Fabrik verbindet interdisziplinär Forschung und Praxis: Beteiligt sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Bereichen Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Architektur sowie rund drei Dutzend Partnerunternehmen aus der Industrie. Forschungsgegenstand ist das Gesamtsystem, bestehend aus Gebäudehülle und technischer Gebäudeausrüstung, Prozesstechnologie und Produktionsanlagen, Planung, Erfassung und Bewertung von Energieströmen sowie Energierückgewinnung, Speicherung und -Wiederverwendung. Forscher und Entwickler können in der Modellfabrik ab jetzt unter realen Bedingungen erfahren, wie alle Teilsysteme und Akteure vernetzt werden können, welche Kopplungen möglich und in die Praxis übertragbar sind.

Mit der ETA-Fabrik als sogenanntes Forschungsgroßgerät wollen die Darmstädter Wissenschaftler untersuchen, wie sie bisher unerschlossene Energieeinsparpotenziale realisieren können. Die Bauphase der ETA-Fabrik dauerte etwa 16 Monate. Das Gesamtprojektvolumen der ETA-Fabrik umfasst rund 15 Millionen Euro, davon förderte das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) acht Millionen Euro.

Verknüpfte Projekte

  • Wenn Werkzeugmaschinen ein komplexes Bauteil bearbeiten, fließt oft nur etwa 20% der eingesetzten Energie in die eigentlichen Spanprozesse. Hauptverbraucher sind vielmehr periphere Komponenten der Maschine, wie Kühlsysteme oder hydraulische Antriebe. Im Projekt Maxiem zeigen Wissenschaftler der TU Darmstadt gemeinsam mit Partnern aus der Industrie, wie sich dieser Energiebedarf im Idealfall mehr als halbieren lässt. ... mehr

Mehr zum Projekt

Verbundvorhaben: Energieeffiziente Fabrik für interdisziplinäre Technologie- und Anwendungsforschung ETA-Fabrik
Förderkennzeichen: 03ET1145A-F
Laufzeit: 2013-2017

Links

Nähere Informationen zum Projekt finden Sie unter www.eta-fabrik.de.

Ein Video, das Idee und Entstehung der ETA-Fabrik von der Grundsteinlegung bis zur fertigen Fabrik nachzeichnet, gibt es unter diesem Link.