Nachschau Wintersemester 2021/22

Europa ist bei einer Vielzahl von Rohstoffen einer enormen Importabhängigkeit ausgesetzt. Um die EU als Hochtechnologiestandort abzusichern und die Wettbewerbsfähigkeit in Zukunft zu gewährleisten, muss diese Abhängigkeit dringendst reduziert werden. Hierfür ist es erforderlich, sämtliche Prozesse des traditionellen Bergbaues neu zu denken und unter Einsatz von bahnbrechenden Innovationen und neuartigen „Industrial Internet of Things“ (IIoT) zu revolutionieren. 
Dieser Vortag gibt einen Überblick über die technischen Entwicklungen in Bezug auf die Digitalisierung einzelner Aspekte der Bergbauprozesskette und leitet ab, wie dieser technologische Fortschritt zu einer besseren und nachhaltigeren Ausnützung der gegebenen Lagerstätten, und somit zu einem nachhaltigeren Bergbau führen kann. Die diskutierten Aspekte reichen von der Sprengtechnik, bis zur Flottensteuerung und Geotechnik.

Die Energiewende ist gleichzeitig auch eine Rohstoffwende. Wir werden dafür eine große Menge an mineralischen Rohstoffen brauchen, die derzeit noch nicht im Rohstoffzyklus sind und für die wir nur geringe gesicherte Reserven haben. Der Vortrag beleuchtet Prognosen des zukünftigen Bedarfs an mineralischen Rohstoffen, um die Klimaziele zu erfüllen (vor allem am Beispiel der Elektromobilität), sowie die Möglichkeiten der Herkunft dieser Rohstoffe. Dies auch vor dem Hintergrund der Diskussionen um kritische Rohstoffe und der Rolle Chinas in der Versorgung der EU.

Neben der Vermeidung sowie langfristiger Speicherung (CCS) anthropogener CO2-Emissionen wird die Verwertung von CO2 zur Herstellung nutzbarer Produkte als Möglichkeit der Reduktion von Treibhausgasemissionen diskutiert. Die damit verbundenen Technologien werden unter dem Begriff „Carbon Capture and Utilization“ (CCU) zusammengefasst. Dabei wird CO2 zunächst meist entweder aus einer konzentrierten Punktquelle, z.B. dem Abgas eines Zementwerkes, oder direkt aus der Luft gewonnen. Nach díesem „Carbon Capture“ Schritt wird es dann in chemisch-katalytischen oder auch technisch-biologischen Prozessen zu nutzbaren Produkten umgesetzt. Die Palette möglicher Produkte ist dabei grundsätzlich weit gefächert und reicht von Basischemikalien, wie Methanol, über Kraftstoffe, Kunststoffe bis hin zu Baustoffen. Alleine die Nutzung von CO2 als Rohstoff bedeutet jedoch nicht, dass damit auch immer eine negative CO2-Bilanz vorliegt. Zudem sieht sich die CCU-Technologie einer Reihe von technischen und regulatorischen Herausforderungen gegenüber. Die zukünftige Bedeutung für die Reduktion der Treibhausgasemissionen ist derzeit noch nicht genau vorhersehbar.

Recyclingfähigkeit von Produkten ist ein Kernelement von Kreislaufwirtschaft. Nur wenn Produkte recyclingfähig gestaltet sind, können sie auch zu Sekundärrohstoffen/Recyklaten verarbeitet werden und dann daraus neue Produkte entstehen. Heute werben immer mehr Produkte mit den Attributen „recyclingfähig“ oder „kompostierfähig“ und signalisieren den Konsumenten damit besondere Umweltverträglichkeit. Aus Sicht der Abfallwirtschaft ist die Frage berechtigt, ob diese Produkte wirklich recycelt werden und wie sie sich in unserem REALEN abfallwirtschaftlichen System verhalten. Bei genauerem Hinsehen lösen sich leider viele Versprechungen in Luft auf. Die Recyclingfähigkeit bezieht sich oft nur auf den Werkstoff, der theoretisch stofflich verwertet werden könnte. Damit ist aber die reale Recyclingfähigkeit noch lange nicht gegeben.
Im EU Projekt C-PLANET wird bereits bei der Entwicklung neuer Kunststoffe die Umweltverträglichkeit und das Verhalten in realen abfallwirtschaftlichen Systemen untersucht. Wirklich recyclingfähige Produkte sind das Ziel dieser europäischen Forschungen.

Die Zukunft liegt in nachhaltigen Energien. Für westliche Länder ist der Weg klar: raus aus kohlenwasserstoffbasierenden Technologien. Jedoch wie sieht dies mit Ländern aus, deren durschnittliches Monatseinkommen unter dem Tageslohn in Österreich liegt? Was ist möglich, wo liegen Probleme und wo leben wir Europäer vielleicht in einer idealistischen Bubble?
In diesem Vortrag geht Ingenieure ohne Grenzen Austria - Regionalgruppe Leoben auf diese Fragen ein. Mit einem ganzheitlichen Blick mit möglichen Lösungswegen und bereits eingesetzten Technologien vor Ort zeigt dieser Vortrag nicht nur was bereits praktisch eingesetzt wird bzw. was alles möglich wäre, sondern hinterlässt auch offene Fragen auf die die Ingenieure*innen der Zukunft Antworten finden müssen. 
 

Wasserstoff und e-fuels gelten als Kraftstoffe für eine nachhaltige Mobilität. e-Fuels können aus Kohlendioxid und Wasser gewonnen werden, aber welche Technologien stehen dafür zur Verfügung und in welchen Bereichen werden sie eingesetzt werden? Sicher ist, dass für die Herstellung von Wasserstoff und CO2-neutralen e-fuels große Energiemengen benötigt werden, die aus erneuerbaren Quellen kommen müssen. Dadurch wird die Verfügbarkeit von Wasserstoff und e-fuels wesentlich von den Kosten für erneuerbarem Strom abhängen.

Das innovative ReOil®-Verfahren wandelt gebrauchte Kunststoffe unter moderatem Druck und bei normalen Betriebstemperaturen der Raffinerie in sogenanntes synthetisches Rohöl um. Dieses synthetische Rohöl wird dann über den Raffinerie- und Petrochemieprozess zur Herstellung neuer Polymere verarbeitet.
Ein besonderer Vorteil dieses synthetischen Rohöls ist sein geringer Gehalt an schweren Bestandteilen. Ein weiterer Vorteil ist ein kürzerer Logistikweg dieses Syncrudes im Vergleich zu konventionellem Rohöl. Seit 2009 forscht OMV Downstream an der Erschließung des hochinteressanten Ressourcenpotenzials von Altkunststoffen. Nach einem intensiven, aber erfolglosen Screening verfügbarer Prozesstechnologien wurde das ReOil®-Verfahren entwickelt. Es basiert auf dem thermischen Cracken, einer bewährten Raffinerietechnik, bei der langkettige Kohlenwasserstoffe in kürzerkettige leichte Kohlenwasserstoffe gespalten werden. Dieses einzigartige Verfahren verwendet ein Lösungsmittel, um die Viskosität des Kunststoffeinsatzes zu verringern und die Wärmeübertragung zu verbessern. Es ist derzeit in Europa, den USA, Russland, Australien, Japan und vielen anderen Ländern patentiert.
Derzeit betreibt OMV eine Pilotanlage mit einer Kapazität von rund 100 kg/h seit 2019 im 24/7-Betrieb. Diese Anlage ist voll in die Raffinerie Schwechat/Österreich integriert und hat bereits über 12.500 Crackstunden erfolgreich absolviert.
Die Planungen für das Upscale der nächsten Pilotanlage sind im Gange.   

In zwanzig Jahren wird Europa laut ExpertInnen in etwa so viel Kühlenergie wie Heizenergie brauchen. Andererseits soll der Energieverbrauch sinken. Um eine klimafreundliche Kühlmöglichkeit zuschaffen, setzt Wien Energie auf den Ausbau der Fernkälte. Mit der modernen Technologie, die unter anderem aus Wärme Kälte macht, spart man bis zu 70% des Energieaufwands und 50% der CO₂-Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Klimaanlagen.

Die nachhaltige Versorgung mit Nährstoffen wird zukünftig eine immer wichtigere Rolle bei der Produktion von Pflanzen und Lebensmitteln spielen. Aktuell werden durch den intensiven Einsatz von industriell hergestellten Düngemitteln die natürlichen Nährstoffkreisläufe immer weiter an ihre Belastungsgrenzen gebracht, was sich sowohl im Hinblick auf die Umweltbelastung von Gewässern und Böden als auch auf den Klimawandel negativ auswirkt. Obwohl die Primärproduktion von Stickstoffdünger äußerst energieaufwendig ist und die Rohstoffversorgung bei Phosphor als kritisch angesehen wird, gehen derzeit große Mengen Stickstoff und Phosphor über das Abwassersystem verloren. Die Rückgewinnung dieser Nährstoffe aus Abwasser kann zukünftig beide Seiten entlasten und ist aktuell Gegenstand zahlreicher Forschungsprojekte.

Der Vortrag stellt anhand der natürlichen Nährstoffkreisläufe die aktuelle Situation der industriellen Düngerversorgung und der Abwasserbehandlung dar und zeigt mögliche Lösungsansätze für die Rückgewinnung von Stickstoff und Phosphor aus dem Abwassersystem, welche den Weg zu einer kreislauforientierten Pflanzenproduktion ebnen können.

Stromerzeugung aus Kohle deckt derzeit 37% des globalen Stromverbrauchs. Kohle ist damit die größte Quelle zur Stromerzeugung, da sie beinahe überall vorkommt. Sie ist aber auch der kohlenstoffintensivste fossile Energieträger und damit für 30% der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Um das Ziel der Dekarbonisierung des Energiesystems zu erreichen, ist es daher unumgänglich die heutigen Kohlekraftwerke durch nachhaltige Technologien zu ersetzen. Dieser sogenannte „Coal Phase-Out“ wird derzeit in vielen EU-Ländern diskutiert oder sogar bereits umgesetzt. Auch Österreich ist seit Frühjahr 2020 kohlefrei. Wie kann aber nun der aus Kohlekraft gewonnene Strom ersetzt werden und was bedeutet das für das Kohlekraftwerk?

Nachdem man Erzherzog Johann von Österreich (1782 bis 1859) aufgrund rebellischer Umtriebe das Kronland Tirol verboten hatte, wandte sich dieser der Steiermark zu. 1822 wurde er Radmeister in Vordernberg und erwarb zuerst das Radwerk II und in Folge auch das Radwerk V. Ihm gelang der Zusammenschluss der zuvor nur einzeln agierenden 14 Vordernberger Radgewerken zu einer gemeinsam handelnden und agierenden Kommunität. Zugleich ließ der Erzherzog auch die Bahn zur Beförderung des am Erzberg abgebauten Erzes nach Vordernberg zur Verteilung an die dortigen Radwerke konstruieren und durch Johann Dulnig errichten. Im Jahre 1840 entstand auf seine Initiative hin im heutigen Rathaus die Steiermärkisch - Ständische Montanlehranstalt, welche im Jahre 1849 nach Leoben verlegt wurde - die Vorläuferinstitution der Montanuniversität Leoben.