UMWELT! - Forschung & Entwicklung

Eine führende Position nehmen sächsische FuE-Institutionen insbesondere auf den Gebieten Erneuerbare Energien, Energiespeicherung sowie Kreislaufwirtschaft ein. Vor allem Freiberg hat sich als führender europäischer Standort für die Entwicklung innovativer Technologien zur Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz fest etabliert.

„EIT Raw Materials“ - Größtes Ressourcennetzwerk in Europa

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. (HZDR) koordiniert zusammen mit der Fraunhofer-Gesellschaft im Auftrag des Europäischen Institutes für Innovation und Technologie (EIT) den Aufbau des größten Ressourcennetzwerkes in Europa. Für „EIT Raw Materials“ stehen bis 2022 insgesamt 410 Millionen Euro zur Verfügung, um neue Verfahren und Produkte für die nachhaltige Erkundung, Gewinnung, Verarbeitung und das Recycling von Rohstoffen zu entwickeln. Das Netzwerk wird über führende Universitäten, Forschungszentren und Unternehmen aus 22 europäischen Ländern entlang der gesamten Rohstoffwertschöpfungskette verbinden. Ein wichtiger Partner ist dabei auch die Technische Universität Bergakademie Freiberg, hier wird seit September 2015 das „EIT RawMaterials - Regional Center Freiberg“ eingerichtet.

Reagenzgläser im Labor der TU Bergakademie Freiberg

Quelle: Technische Universität Bergakademie Freiberg

Technische Universität Bergakademie Freiberg, Interdisziplinäres Ökologisches Zentrum (IÖZ)

Die umweltbezogene Forschung wird an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg durch das Interdisziplinäre Ökologische Zentrum (IÖZ) koordiniert. Die zentrale Einrichtung betreibt auch eigene Forschung, unter anderem auf den Gebieten Biologie, Umweltmikrobiologie und Umweltmanagement. So wird etwa im Rahmen des BMBF-Forschungsprojektes "PhytoGerm" am IÖZ untersucht, wie die Bioverfügbarkeit von Germanium und Seltenen Erden in Böden und deren Aufnahme in Pflanzen als Grundlage für das Phytomining genutzt werden können. Die TU Bergakademie Freiberg hat zusammen mit dem Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) ein Verfahren entwickelt, mit dem Röhren- und LCD-Bildschirme zusammen umweltschonend und ökonomisch recycelt werden können.

Technische Universität Dresden, Fakultät Umweltwissenschaften

Umweltbezogene Spitzenforschung konzentrieren sich an der Technischen Universität Dresden unter anderem an der Fakultät Umweltwissenschaften mit den Disziplinen Forst-, Geo- und Hydrowissenschaften und an der Fakultät Maschinenwesen im Bereich der Energietechnik sowie der Verfahrens- und Umwelttechnik. Im Dresdner Innovationszentrum Energieeffizienz werden zehn gemeinsame Teilprojekte zwischen der TU Dresden und der Fraunhofer-Gesellschaft bearbeitet.

Gewinnung und Aufbereitung von Metallen und Seltenen Erden mittels Mikroorganismen, Versuchsaufbau am Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF)

Quelle: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. (HZDR) / Frank Bierstedt

Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF)

Das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) hat das Ziel, innovative Technologien für die Wirtschaft zu entwickeln, um mineralische und metallhaltige Rohstoffe effizienter bereitzustellen und zu nutzen sowie umweltfreundlich zu recyceln. Das betrifft gleichermaßen primäre und sekundäre sowie heimische und internationale Rohstoffquellen. Das 2011 gegründete Institut gehört zum Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und wurde in enger Kooperation mit der TU Bergakademie Freiberg aufgebaut. 

Nur ein Forschungshighlight: Die Wissenschaftler vom HIF erforschen biotechnologische Verfahren zur Gewinnung und Aufbereitung von Metallen und Seltenen Erden. Die Partner im deutsch-französisch finanzierten „EcoMetals“-Projekt wollen unter Führung des HIF auf diese umweltfreundliche, energieeffiziente Weise Kupfer aus alten deutschen, französischen und polnischen Bergbauhalden sowie Kupferschiefer- Bergwerken gewinnen.

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) betreibt Forschungen in den Bereichen Energie, Gesundheit und Materie. Im Forschungsprogramm „Energieeffizienz, Materialien und Ressourcen“ etwa geht es darum, industrielle Prozesse effizienter zu machen sowie umweltschonende Technologien zur Erkundung, Gewinnung und Nutzung von Rohstoffen zu entwickeln. Erforscht werden auch neue Speichertechnologien wie Flüssigmetall-Batterien, mit denen sich große Mengen Energie zu verhältnismäßig geringen Kosten speichern lassen. Die Arbeiten des Instituts für Ressourcenökologie richten sich auf den Schutz vor Schadstoffen, die durch technische Prozesse bei der Energieerzeugung und Rohstoffgewinnung entstehen. Sie beziehen Geo- wie Biosysteme ein.

Visualisierungszentrum (Vislab), Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Leipzig

Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), André Künzelmann

Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Leipzig

Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weitreichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich unter anderem mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie und den Folgen des Klimawandels. Das UFZ mit seinen über 1.100 Mitarbeitern hat sich international einen Ruf als führendes Zentrum für Umweltforschung erworben. 

Center for Advanced Water Research (CAWR)

Seit 2013 betreibt das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Leipzig gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden das Center for Advanced Water Research (CAWR). Über 500 Wissenschaftler aus den Natur-, Ingenieur- sowie den Wirtschafts- und Sozialwissenschaften bearbeiten zentrale Herausforderungen im Wasserbereich. Das CAWR forscht dabei zu Fragen der Wasserqualität, des integrierten Managements von Wasserressourcen in Trockengebieten und urbanen Räumen sowie zu sozialwissenschaftlichen Aspekten der Wasserpolitik und des Wandels von Gesellschaft und Klima.

Kältespeicher mit Vakuumeistechnologie des ILK Dresden, der 2014 an der Westsächsischen Hochschule in Zwickau in Betrieb ging.

Quelle: Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH (ILK)

Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH (ILK), Dresden

Mit Forschung und Entwicklung auf den Gebieten Luft- und Kältetechnik befasst sich das Dresdner Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH (ILK). Zu den Schwerpunkten der außeruniversitären Forschungseinrichtung zählen unter anderem Kälte- und Wärmepumpentechnik sowie angewandte Energietechnik. So entwickelte das ILK den ersten Kältespeicher mit Vakuumeistechnologie. Damit wird Flüssigeis mittels Direktverdampfung erzeugt. Das entstehende Eis-Wasser-Gemisch ist pumpfähig. Es kann in einem einfachen Pufferspeicher ohne integrierten Wärmeübertrager gespeichert und zur Kältebereitstellung wieder entnommen werden. 

Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH (DBFZ), Leipzig

Das Deutsche Biomasseforschungszentrum gGmbH (DBFZ) in Leipzig bearbeitet als Vordenker die Frage, wie die begrenzt verfügbaren Biomasseressourcen nachhaltig und mit höchster Effizienz zum bestehenden, vor allem aber auch zu einem zukünftigen Energiesystem beitragen können. Dabei identifiziert, entwickelt, begleitet, evaluiert und demonstriert das DBFZ die vielversprechendsten Anwendungsfelder für Bioenergie in Theorie und Praxis. Das geschieht gemeinsam mit Partnern aus Forschung, Wirtschaft und Öffentlichkeit. 

Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS), Dresden

Forschung für die Elektromobilität, aber auch für stationäre Energiespeicher ist ein zentrales Thema für das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden. Im Verbund mit weiteren Partnern werden gezielt Technologien für eine kostengünstige Großserienfertigung von Lithium-Ionen- Batterien erforscht. Ziel ist der Aufbau einer durchgängigen Demonstratoranlage von der Abwicklung der Elektrodenfolien über die Konfektionierung der Elektroden und Separatoren bis hin zum Aufbau, Fügen und Einschweißen eines Zellstapels in Pouchfolie. Neue Werkstoffkonzepte für mobile Energiespeicher sind ein weiterer Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer IWS.

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP), Dresden

Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) ist im Bereich Umwelt / Energie in mehreren Branchen aktiv. Das Fraunhofer FEP arbeitet in Dresden an hochproduktiven Vakuumtechnologien für organische und anorganische Dünnschichtsolarzellen, neuartige Lithium-Ionen- und Dünnschicht-Batterien sowie für energieeffiziente Verglasung und Beleuchtung. Darüber hinaus entwickelt das Fraunhofer FEP das Beizen von Saatgut mit Elektronen weiter, was eine umweltschonende Technologie darstellt.

Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), Dresden

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) entwickelt Werkstoffe, Technologien und Systeme zur Wasser- und Luftreinhaltung sowie zur Rückgewinnung von Wertstoffen aus Abfallprodukten. Hierzu arbeiten die Forscher in Dresden an Filtern, Katalysatoren und Sensoren, die zur Schadstoffreduktion und Effizienzsteigerung in industriellen Prozessen eingesetzt werden. Darüber hinaus beschäftigt sich das Fraunhofer IKTS mit keramischen Filtrationsmembranen. Außerdem ist das Fraunhofer IKTS ein kompetenter Ansprechpartner im Bereich der effizienten Energietechnik. Das Leistungsspektrum der Systeme reicht hierbei von tragbaren Brennstoffzellen im Bereich von 1 Watt bis hin zu stationären Anlagen im Megawatt-Bereich. Auf dem Gebiet der Energiespeicher forscht das Fraunhofer IKTS an Lithium-Ionen- Batterien, Natrium-Zellen sowie Metall-Luft-Batterien und Superkondensatoren

Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V. (TROPOS), Leipzig

Im Mittelpunkt der Arbeit des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung e. V. (TROPOS) in Leipzig stehen Wolken und Aerosole, also kleinste luftgetragene Partikel. Trotz kleinster absoluter Mengen haben diese Partikel großen Einfluss auf das Klima und wirken sich auch auf die menschliche Gesundheit (Stichwort „Feinstaub“) aus. Um diese Prozesse aufzuklären und Reduktionsstrategien zu entwickeln, betreibt das TROPOS weltweit Feldstudien in belasteten Regionen, führt Laborexperimente und Modellierungen durch sowie entwickelt eigene analytische Verfahren. TROPOS ist Ansprechpartner für Politik, Gesellschaft und Wissenschaft auf den Wirkungsebenen Gesundheit und Klima. 

Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung e. V. (IÖR), Dresden

Das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung e. V. (IÖR) in Dresden erarbeitet wissenschaftliche Grundlagen für eine dauerhaft umweltgerechte Entwicklung von Städten und Regionen. Es erforscht Wechselwirkungen zwischen der natürlichen Umwelt und der Gesellschaft sowie damit verbundene Optionen der Steuerung. Mit Forschung und Beratung trägt das IÖR zur Vereinbarkeit von menschlichem Handeln und der Entwicklung der natürlichen Umwelt bei. Ziel und Anliegen ist es, Lebensgrundlagen nachhaltig zu sichern.

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Wackerman, Klaudia (Quelle: WFS)
Klaudia Wackerman
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