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SolPol: Nachhaltige Kunststoffinnovationen für Solartechnik

SolPol gewinnt den 1. Platz des Sustainability Award 2018 in der Kategorie REGIONALE KOOPERATION. Reinhold Lang (Johannes Kepler Universität Linz) spricht mit uns über die Initiative und über Kunststofftechnologien, die die Welt nachhaltig verändern.

Forschungsinitiative zu nachhaltigen Kunststoffinnovationen für Solartechnik

Beim Sustainability Award 2018 wurde die hochschulübergreifende Forschungsinitiative „SolPol – Solarenergietechnologien auf Basis von Polymerwerkstoffen“ mit dem Gewinn in der Kategorie REGIONALE KOOPERATION ausgezeichnet. Als weltweit größte vorwettbewerbliche Forschungsinitiative zum Thema Kunststoffinnovationen für die Solartechnik wurde „SolPol“ im Jahr 2010 gestartet und dauerte bis Oktober 2018. Drei österreichische Hochschulen, 19 Unternehmenspartner und 10 wissenschaftliche Partnerorganisationen arbeiteten auf dem Gebiet solarthermischer Systeme und der Photovoltaik.

 

Die übergeordnete Gesamtzielsetzung von SolPol ist, die Position österreichischer Solar- und Kunststoffbetrieben durch polymerbasierende und innovative Neuentwicklungen zu stärken. Damit soll ein essentieller Beitrag zur Verbreitung erneuerbarer Energietechnologien und zur Reduktion von Treibhausgasen geleistet werden. Neben anderen Projektergebnissen – etwa für Solar- und Geothermie, Bergbau, Nah- und Fernwärmenetze, Fahrzeugtechnik, Anlagenbau und Wärmedämmsysteme – war der wissenschaftliche Output beachtlich. So wurden insgesamt sieben Dissertationen, 12 Masterarbeiten und 13 Bachelorarbeiten verfasst, sowie 37 referierte Publikationen erzielt und über 100 Vorträge bei internationalen Tagungen gehalten. Für das Projekt zeichnete das Institute of Polymeric Materials and Testing (Johannes Kepler Universität Linz) verantwortlich. Institutsleiter, Reinhold Lang, sprach mit uns über die Initiative und über Kunststofftechnologien, die die Welt nachhaltig verändern.

 

Was bedeutet Nachhaltigkeit für Sie persönlich?

Lang: Im Kontext von nachhaltiger Entwicklung stelle ich mir ständig die Frage, wie wir Technologie dafür entwickeln können, dass unsere Welt auch noch für zukünftige Generationen lebenswert ist. Mein Leitspruch lautet dabei: Zuerst denken und dann handeln. Das betrifft das ganze Leben, mit meinem beruflichen Hintergrund allen voran die Technik.

 

Bitte beschreiben Sie Ihr Vorhaben. Welche Merkmale weist SolPol auf?

Lang: Das erste wesentliche Merkmal von SolPol ist der Charakter einer Plattform. Wir sprechen hier von einer Forschungsplattform. Es handelt sich um mehrere, eng miteinander verknüpfte Projekte. Im internationalen Vergleich, haben wir zum ersten Mal ein Konsortium geschaffen, welches unterschiedliche Forschungsaspekte der Solar- und Kunststofftechnologie, sowie Wirtschafts- und Sozialforschung miteinander vereint. Das Konsortium setzt sich aus Vertreterinnen und Vertretern aus den Kompetenzbereichen zusammen, welche für die vorwettbewerbliche Forschung benötigt werden. Diese wiederum zielt in weiterer Folge auf Anwendung ab. Das zweite Charakteristikum von SolPol ist, dass wir mit der Beteiligung unserer vielen Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft alle Elemente entlang der gesamten Wertschöpfungskette – begonnen bei der Herstellung von Kunststoffen, über die Verarbeitung, bis hin zum fertigen Bauteil und der Montage – bei uns zusammenbringen. Das dritte wichtige Merkmal von SolPol ist der anwendungsorientierte Forschungsansatz.

 

Wie ist der anwendungsorientierte Forschungsansatz zu verstehen?

Lang:  In der ersten Hälfte des 20 Jahrhunderts, sind die ersten frühen Kunststoffe entwickelt worden. Dies geschah eher zufällig und in Form von trial-and-error. Damals wurde erst nach der Entwicklung die passende Anwendung für Kunststoffe gesucht. Die nächste Generation der Kunststoffe wurde in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelt. Hier hatte man zwar zuerst die Anwendungen der Kunststoffe im Sinn, jedoch waren die Anwendungsfunktionen eng begrenzt. Das Ziel war damals, unterschiedliche Kunststoffe für die Anwendung hin zu entwickeln und zu optimieren. Mit SolPol haben wir nun die dritte Generation der Kunststoffe erreicht. Auf dieser Evolutionsstufe werden Kunststoffe maßgeschneidert und zielgerichtet für eine ganz bestimmte Anwendung entwickelt.

 

Welche Überlegungen stecken hinter SolPol?

Lang: Bei SolPol überlegen wir uns, in welcher Art und Weise sich die Welt entwickeln soll. Wir beschäftigen uns beispielsweise mit Fragen wie: Wo soll die globale gesellschaftliche und ökologische Reise hin gehen? Welche Herausforderungen erkennen wir dabei? Welche Rolle spielen Kunststoffe dabei? Wie kann man Kunststoffe maßgeschneidert entwickelt, um den globalen Herausforderungen entgegen zu treten? Bei der Beantwortung dieser Fragen legen wir Augenmerk auf die so genannten Sustainable Developement Golas und überlegen uns, welche Produkte es verstärkt braucht, um diese SDGs zu erreichen.

 

Was waren die ersten Schritte zu Beginn von SolPol?

Lang: Anfangs haben wir den globalen Markt für Solarthermie erforscht. Das begann beim globalen Klima. Daraus konnten wir ableiten, welche Anforderungen es an thermisch-energetische Dienstleistungen gibt beziehungsweise künftig geben wird. Wir haben die Welt in fünf typische Klimazonen eingeteilt und die unterschiedlichen Anforderungen kartographiert. Sie können sich vorstellen, dass es in ständig heißen Klimazonen entsprechend andere solarthermische Anforderungen gibt, als in ständig kalten Gebieten. Im nächsten Schritt haben wir erhoben, welche solarthermischen Systeme es für jede der fünf Klimazonen zukünftig benötigt. Basierend darauf haben wir Kunststoffinnovationen für diverse Anwendungsbereiche entwickelt.

 

Wie lauten Ihre Erwartungen an die neue Kunststoff-Technologie?

Lang: Mit den Beiträgen im Rahmen von SolPol wird die Verbreitung erneuerbarer Energietechnologien und die Reduktion von Treibhausgasemissionen gefördert. Hinsichtlich der Ökobilanzen weisen neuartige Kunststoff-Kollektorsysteme in der Solarthermie gegenüber herkömmlichen Kollektorsystemen deutlich bessere Zahlen aus. Im Vergleich zum jetzigen Stand können im Niedertemperatur-Wärmesektor bis zum Jahr 2050 etwa 70 bis 84 Prozent an CO2-Emissionen in Österreich eingespart werden. Bei Photovoltaik liegen energetische Amortisationszeiten mit den entwickelten Einkapselungsmaterialien und neuen Solarzellen und Modulfertigungstechniken mittlerweile bei etwa 1,5 bis 2 Jahren. Bei einer garantierten Servicelaufzeit von 20 Jahren lassen sich damit auch hier im Vergleich zu fossilen Kraftwerken Einspareffekte bei CO2-Emissionen von zumindest 80 Prozent ableiten.

 

Vielen Dank für das Gespräch.

Lang: Herzlichen Dank.

 

Weiterführende Informationen

SA2018_SolPol_OS4S

Beitrag 8 der Serie “Das war der Sustainbility Award 2018”, verfasst von Bianca Blasl und Florian Leregger vom Institut für Umwelt, Friede und Entwicklung (IUFE) für openscience4sustainability.