Elektrizitätstechnologien

Elektrizität durchdringt die moderne Gesellschaft sowohl im privaten als auch im geschäftlichen Leben. Mit einem Anteil von etwa 20% des Gesamt-Energiebedarfs ist Elektrizität von zentraler energiewirtschaftlicher Bedeutung. Trotz stetiger Effizienzsteigerungen dürfte die Nachfrage aufgrund der zunehmenden Dekarbonisierung im Verkehr (z.B. Elektromobilität) und im Wärmebereich (z.B. Wärmepumpen) künftig wieder zunehmen.

Umso mehr sind weitere Effizienzsteigerungen bei der Produktion, Verteilung und Nutzung von Elektrizität entscheidend. Ergänzend tragen Speichertechnologien zum Ausgleich der fluktuierenden Produktion über verschieden lange Zeiträume zu einer effektiven Energiezukunft bei.

Das Forschungsprogramm leistet einen Beitrag zur substantiellen und nachhaltigen Effizienzsteigerung und zur Erforschung neuartiger Speichertechnologien. Durch die enge Koordination mit dem Forschungsprogramm Netze ergeben sich zusätzlich synergetische Effekte.

Massgebende Stossrichtungen sind die effiziente Energiekonversion mit neuer WBG-Leistungselektronik, die technische Umwandlung von Abwärme in Strom sowie die Verbesserung der Effizienz in ausgewählten Anwendungsbereichen. Dabei stehen elektrische Maschinen sowie Geräte und Systeme im Informations- und Kommunikationsbereich (inkl. Digitalisierung) im Vordergrund. Punktuell werden zudem neuartige elektromechanische Speichertechnologien untersucht.

Energieeinsparungen (TWh/Jahr)

Effizienzpotential verschiedener Anwendungen durch Wechsel auf WBG-Halbleiter.
Quelle: IEA 4E TCP PECTA

Prioritäre Forschungsthemen 2021 ‒ 2024

Konversionstechnologien

• Material- und systemtechnisch bedingte Effizienzsteigerungen von Leistungselektronik; neuartige, leistungselektronische Komponenten (z.B. «Wide Band Gap»-Halbleiter);
• Massnahmen zur Beschleunigung des Markteintritts effizienter Leistungselektroniktechnologien;
• Nutzung niederwertiger Abwärme zur zusätzlichen Elektrizitätsproduktion;
• Einschätzung und Analyse erfolgsversprechender Materialentwicklungen für spezifische Konversionstechnologien (z.B. Materialien für innovative magnetokalorische Motoren/Generatoren);
• Machbarkeits- und Potenzialabklärungen von neuartigen Konversionstechnologien; Wirkungsgradanalysen und Technologieforschung bei absehbaren Effizienzverbesserungen. Voraussetzungen sind ein entsprechend energetisches Potenzial und eine namhafte Kostenbeteiligung der nationalen Industrie.

Speichertechnologien

• Schliessen spezifischer Erkenntnislücken von kritischen Anlagenteilen bei der Druckluftspeicherung; Systembetrachtungen von Druckluftspeichersystemen;
• Untersuchung und Analyse neuartiger und nachhaltiger, elektromechanischer Speichertechnologien.

Effizienztechnologien

• Elektrische Motoren und Antriebssysteme: Analyse und Unterstützung potenzieller Effizienzsteigerungen mit dem Fokus auf «systemischen Ansatz» (Einbezug des Prozesses); Effizienzverbesserungen durch zielgerichteten Einbezug von Umrichtern;
• energetische Auswirkungen der Digitalisierung; innovative Digitalisierungskonzepte zur Effizienzsteigerung im industriellen und privaten Bereich;
• energierelevante Fragestellungen im Bereich «Internet of Things», «Smart Metering», «Smart Home» sowie effiziente IKT-Geräte;
• Minimierung der Standby-Leistung von netzwerkbasierten IKT-Geräten;
• Nutzung neuartiger Technologien und Materialien (z.B. Hochtemperatursupraleiter) zur Effizienzsteigerung. Voraussetzungen sind ein entsprechendes energetisches Potenzial und eine namhafte Kostenbeteiligung der nationalen Industrie;
• Internationaler Erkenntnisaustausch zur Energieeffizienz durch die Teilnahme an den Aktivitäten des IEA TCP «Energy Efficient End Use Equipment» (4E).

Vergabeverfahren

Die Forschungsförderung erfolgt im offenen Verfahren. Potentielle Antragsteller werden gebeten, sich vor Einreichung eines Gesuchs mit dem Programmleiter in Verbindung zu setzen.

Dokumente

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Links

IEA Energy Technology Network initiatives:

IEA 4E TCP – Energy Efficient End-use Equipment

IEA 4E TCP PECTA – Power Electronic Conversion Technology

IEA 4E TCP EMSA – Electric Motor Systems

IEA 4E TCP EDNA – Electronic Devices & Networks

IEA 4E TCP SSL – Solid State Lighting

IEA HTS TCP – High Temperature Superconductivity

IEA ECES TCP – Energy Storage

IEA Users TCP – User-centered Energy Systems

Recht

Energieetiketten und Effizienzanforderungen

Letzte Änderung 29.10.2020