Reibung , Schmierung und Verschleiß in Wärmepumpen erforschen
Im Automobilbereich und Maschinenbau kann das Forschungsfeld Tribologie bereits auf einige erfolgreiche und im Markt verfügbare Entwicklungen zurückschauen. Nun haben Expertinnen und Experten dazu beraten, welchen Beitrag die Tribologie-Forschung in der Kälte- und Wärmetechnik leisten könnte.
Der Workshop am 23. November diente insbesondere zum gemeinsamen Erfahrungsaustausch und zur Vernetzung über das Forschungsfeld Tribologie hinaus. Unter den rund 30 Teilnehmenden waren sowohl Forschungsfeld-Mitglieder als auch externe Industriefachleute und Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Bereichen der Motoren- und Komponentenherstellung sowie der Kälte- und Wärmetechnik.
In seiner Begrüßung betonte Hans-Christoph Wirth, Referent im Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), dass der Weg zur Klimaneutralität aus vielen einzelnen Maßnahmen bestehe und die Forschung einen wesentlichen Anteil daran trage. Forschungsprojekte, die vor fünf bis zehn Jahren gestartet seien und die Energieeffizienz von Technologien und Prozessen verbessert hätten, trügen nun dazu bei, das Energiesystem zu entlasten und flexibler auf äußere Einflüsse zu reagieren.
Um Schlüsselthemen und langfristige Forschungsaktivitäten zu bündeln, hat das BMWK verschiedene Forschungsfelder im Forschungsnetzwerk Industrie und Gewerbe eingerichtet. Die Expertinnen und Experten initiieren größere Verbundprojekte, vernetzen Akteurinnen und Akteure und beraten die Politik dabei, Forschungsprogramme zielgerecht zu gestalten. Der Tribologie-Workshop solle nun dazu motivieren, bisher gewonnene Erkenntnisse auch auf andere Anwendungsgebiete zu übertragen.
Tribologie für die Wärmewende
Aktuell sind insbesondere Forschungsaktivitäten zu Wärmepumpen und Geothermie von hoher Bedeutung. Im gemeinsamen Workshop erörterten die Teilnehmenden daher, inwiefern die Tribologie hier einen Beitrag leisten kann. In einer kurzen Einführung erläuterte Forschungsfeldkurator Volker Weihnacht die Potenziale und Herausforderungen der Tribologie: Da sie auf viele Forschungsdisziplinen zurückgreift, ist die Tribologie komplex. Eine Vernetzung verschiedener Akteure ist daher besonders wichtig, um die Potenziale und Vorteile der Tribologie — aus ökonomischer, technischer und ökologischer Sicht — voll ausschöpfen zu können.
Bisherige Forschungsprojekte haben gezeigt, dass sich die Industrie stark beteiligt und viel in die Tribologie-Forschung investiert hat. Das damit erlangte Fachwissen ist für sie von hohem Wert: So führt die Entwicklung von reibungsarmen und energieeffizienten Automobil- und Maschinenkomponenten dazu, dass sowohl der Kraftstoffverbrauch als auch der CO2-Ausstoß sinken. Einige der Projektergebnisse wurden im Rahmen des Workshops näher vorgestellt.
Vor einer gemeinsamen Diskussion zur Tribologie in der Wärme- und Kältetechnik, gab Christiane Thomas, Professur für Kälte-, Kryo- und Kompressortechnik an der TU Dresden, einen kurzen Einblick in das Fachgebiet. Aktuell sind in Deutschland rund 1,5 Millionen Wärmepumpen im Gebrauch, ab 2024 dürften jährlich etwa 1,5 Millionen weitere hinzukommen. Wird die Reibung innerhalb der Wärmepumpe und ihrer Komponenten mithilfe tribologischer Maßnahmen reduziert, sinken sowohl der Stromverbrauch als auch die Treibhausgasemissionen. Insbesondere auf dem Gebiet der Verdichter besteht hier ein großes Potenzial. Herausforderung sind jedoch die Anforderungen an die Materialien, Schmierstoffe und Verfahren. Bislang ist der Wärmepumpenmarkt sehr heterogen, sodass die Hersteller unterschiedliche Materialien und Verfahren nutzen und auf das eigene nicht öffentliche Firmen-Know-how setzen.
Im Rahmen der Diskussion hielten die Teilnehmenden fest, dass die Tribologie-Forschung in näherer Zukunft insbesondere für den Bereich der Hochtemperatur-Wärmepumpen interessant sein könnte, da diese bisher nicht dem Druck eines Massenmarktes ausgesetzt sind. (ln)
