Zukunftsweisend: Workshop zu Supraleitung und Nachhaltigkeit – Einsatzmöglichkeiten für Energiesysteme und Teilchenbeschleuniger
14.12.2023 |
Unter dem Motto „Supraleitung und Nachhaltigkeit“ stand ein zukunftsweisender Workshop, den der GSI-Fachbereich SIS100/SIS18, geleitet von Dr. Peter Spiller, und der europäische Verband der Supraleitungsindustrie „CONECTUS“, mit dem Vorsitzenden Wolfgang Walter von Bilfinger Noell, zusammen abgehalten hatten. Ziel des Workshops war es, die Kommunikation zwischen der Teilchenbeschleuniger-Community und der Supraleitungsindustrie zu verbessern und die neuesten Entwicklungen in beiden Bereichen zu präsentieren. Zahlreiche namhafte europäische Firmen und Vertreter öffentlicher Einrichtungen nahmen an der Veranstaltung teil.
GSI und FAIR gehören zu den größten Herstellern supraleitender Beschleuniger-Magnetsysteme in Europa. Hierfür war es notwendig, in der Projektvorlaufphase bei GSI ein herausragendes Know-how im Bereich supraleitender System aufzubauen. Heute steht GSI in Kontakt mit allen einschlägigen europäischen Lieferanten. Für europäische Forschungslabore und die europäische Industrie besteht ein großes Potenzial, neue innovative Konzepte für mehr Nachhaltigkeit und Energieeffizienz an Beschleunigern anzuwenden und sie damit für den zukünftigen Einsatz in Energiesystemen öffentlicher und privater Einrichtungen zu qualifizieren.
Bei dem Workshop gab es einen regen Austausch über den Bedarf an weiterer Verbesserung der Schlüsselparameter und der Leistung. Vorgestellt wurden Studien und Entwicklungen zur Steigerung der Energieeffizienz von großen Beschleunigeranlagen und für Energiesysteme im öffentlichen Sektor. Ein Kernthema waren Synergien in der Entwicklung zukünftiger Supraleitungstechnologie hinsichtlich ihrer Anwendung in Teilchenbeschleunigern und Energiesystemen. Das I.FAST-Programm („Innovation Fostering in Accelerator Science and Technology“), bei dem GSI/FAIR an mehreren Arbeitspaketen beteiligt ist, lieferte den Rahmen und die Motivation für den Workshop. I.FAST ist ein Förderprojekt der EU, das darauf abzielt, neue Entwicklungen im Bereich der beschleunigergestützten Forschungsinfrastrukturen voranzutreiben und innovative Technologien zu fördern. Beiträge von GSI zum Projekt sind unter anderem die Entwicklung neuer supraleitender Kabel und Ansätze für Nachhaltigkeit und Energieeffizienz von Teilchenbeschleunigeranlagen.
Die europäischen Energieversorgungssysteme sind insgesamt stark im Wandel, was die Entwicklung und Anwendung neuer Technologien erfordert. Insbesondere in Bezug auf die Umstellung der Energieträger kann Supraleitung eine Schlüsselrolle spielen. Zur Bedienung eines großen Teils der benötigten Energiemengen unserer Gesellschaft werden derzeit vorwiegend Energieträger in flüssiger, fester oder gasförmiger Form eingesetzt, deren Transport überwiegend in Rohrsystemen und Tanklastwagen erfolgt. Eine angestrebte Umstellung von chemischen auf elektrische Energieträger würde erfordern, dass in Zukunft enorme Energiemengen durch Kabel (also die bestehende elektrische Netzinfrastruktur) transportiert werden. Dabei sind jedoch hohe Leitungsverluste und Beschränkungen zu erwarten, die potentiell beim Transport in supraleitenden Energiekabeln vermieden werden könnten. Aktuelle Entwicklungen bei GSI/FAIR, am CERN und andere zukünftige Teilchenbeschleunigertechnologien liefern hierzu wesentliche Impulse und können damit zum Nutzen der Gesellschaft eingesetzt werden. Insbesondere die großen Fortschritte bei der Massenproduktion von Hochtemperatur-Supraleitermaterialien und Preisreduktionen ermöglichen in Zukunft großtechnische Anwendungen.
Das Thema Nachhaltigkeit ist für GSI und FAIR ein zentrales Anliegen. So lag es auch im besonderen Interesse, Ansätze zur mittelfristigen Senkung des Energieverbrauchs von Großanlagen hervorzuheben. Beispielsweise kann der Austausch von Kupferspulen, die durch Energie-Dissipation höhere Energieverluste mit sich bringen, durch supraleitende Spulen den Energieverbrauch von Strahlführungssystemen senken.
Besondere Bedeutung bei dem Workshop hatte auch die Frage, in welcher Form die Zusammenarbeit zwischen Beschleunigerzentren und Industrie in Zukunft intensiviert werden kann. Es bestand Konsens, dass die Entwicklung von Hightech-Produkten eine langfristige Zusammenarbeit und eine frühe Einbindung der Industrie erfordern. Um dies optimal zu gestalten, sind geeignete Anpassungen der gesetzlichen Rahmenbedingungen sinnvoll. Genau mit diesen Fragen beschäftigt sich auch eine Arbeitsgruppe des I.FAST-Programms. Das Ergebnis soll ein Leitfaden zur frühen und dauerhaften Einbindung der Industrie in Entwicklungen von Beschleunigerzentren sein. (BP)
