Der Export von Dienstleistungen und Produkten in der beruflichen Aus- und
Weiterbildung ist fester Bestandteil der deutschen Bildungswirtschaft.
Eine Auswertung aller Trendbarometer-Befragungen von jeweils 100 Anbietern
zeigt: Sie sind in den globalen Bildungsmärkten „angekommen“ und verfügen
über das notwendige geschäftliche Know-how, um sich im wirtschaftlichen
Wettbewerb – auch mit internationalen Konkurrenten – zu behaupten. Über
zwei Drittel der Bildungsanbieter erwarten, dass ihr Auslandsgeschäft
weiter wächst.

Diesen positiven Blick zurück und nach vorn zeigt das Metatrendbarometer
2017 „Auf Wachstum ausgerichtet – Zehn Jahre Trends im Bildungsexport“ von
iMOVE im Bundesinstitut für Berufsbildung (BIBB). Dass für die
internationalen Nachfrager die Angebote auf dem deutschen dualen System
basieren, sehen deutsche Anbieter als großen Wettbewerbsvorteil an.

Der „Glanz“ des dualen Systems wirkt also nicht nur bei Kooperationen in
der Systemberatung, sondern auch bei kommerziellen Bildungsangeboten aus
Deutschland. Die Branche ist zwischen 2007 und 2016 an den an sie
gestellten Herausforderungen gewachsen. Sie zeigt sich heute robust mit
einer weiterhin hohen Bereitschaft, sich weiterzuentwickeln und Marketing
und Produkte an die sich wandelnden Anforderungen des Exportgeschäftes
anzupassen. Der Bildungsexport aus Deutschland hat nicht zuletzt deshalb
eine enorme Reichweite. Deutsche Anbieter waren seit 2007 in insgesamt 139
Ländern aktiv – in kürzeren oder langfristigen Bildungsprojekten. Sie
profitieren auch von den Internationalisierungsstrategi

Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und
Plasmatechnik FEP als ein führender Anbieter von Forschung und Entwicklung
auf dem Gebiet von Dünnschichttechnologien hat für seinen Anlagenpark
gemeinsam mit der Firma Johnson Controls Systems & Service GmbH (Johnson
Controls) eine besonders effiziente Wärmepumpe projektiert und
installiert.

Das Fraunhofer FEP arbeitet an innovativen Lösungen auf den Gebieten der
Vakuumbeschichtung, der Oberflächenbehandlung und der organischen
Halbleiter. Grundlage dieser Arbeiten sind die Kernkompetenzen
Elektronenstrahltechnologie, Sputtern, plasmaaktivierte Hochratebedampfung
und Hochrate-PECVD sowie Technologien für organische Elektronik und
IC-/Systemdesign.

Johnson Controls ist ein führender Anbieter von Produkten und
Serviceleistungen im Bereich Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und
Kältetechnik, industrieller Kühl- und Kältetechnik, Gebäudeautomation
sowie Sicherheitstechnik und Brandschutz. Bereits seit 1997 ist Johnson
Controls mit seiner Niederlassung in Dresden als Ausrüster des Fraunhofer
FEP mit der MSR- sowie Gebäudeleittechnik tätig.

Resultierend aus den Arbeitsgebieten des Fraunhofer FEP benötigen die
Versuchsanlagen eine sehr umfangreiche und stabile Kühlwasserversorgung
auf einem Temperaturniveau von ungefähr 25 Grad Celsius. Das in den
Versuchsanlagen erwärmte Kühlwasser (~28 °C) fließt dabei zu einem
Sammeltank zurück und wird von dort aus (abgekühlt durch einen Kühlturm)
wieder den Versuchsanlagen zur Verfügung gestellt. Im aktuellen Fall liegt
die thermische Leistung unter Berücksichtigung der gegebenen
Gleichzeitigkeiten der Versuchsdurchführung bei maximal 500 Kilowatt.

Die Versuchsanlagen des Fraunhofer FEP befinden sich fast ausschließlich
in großen Technikumshallen. Die Temperierung dieser Hallen erfolgt mittels
zentraler Raumlufttechnik (RLT). Als Heizmedium steht hier aus Fernwärme
umgewandelte Nahwärme zur Verfügung. Die maximale thermische Leistung
dieser RLT-Geräte liegt insgesamt bei ungefähr 400 Kilowatt.

Das Fraunhofer FEP ist immer auf der Suche nach innovativen technischen
Lösungen. Aufgrund des im Institut vorhandenen Fachwissens über den
gleichzeitigem Abwärmeanfall und der benötigten Heizenergie hatten die
Techniker die innovative Idee, eine Wärmepumpenanwendung zu konzipieren,
die beides nutzbringend verbindet. Bereits in einem ähnlichen Fall haben
Fraunhofer FEP und Johnson Controls gemeinsam eine Wärmepumpe zur Nutzung
der Abwärme (15 kW) aus einem IT-Serverraum zur Versorgung der Heizung des
Büro-Gebäudes realisiert. Die als „Abfallprodukt“ im Wärmepumpenprozess
anfallende „Kälte“ wird dabei für die aktive Kühlung des Serverraumes
genutzt. Diese Anwendung war technisch und wirtschaftlich so erfolgreich,
dass nun der nächste größere Schritt gegangen werden sollte. Dokumentiert
wird der wirtschaftliche Erfolg durch ein Return on Invest von unter drei
Jahren. Üblicherweise erreichen Wärmepumpenanwendungen eine Leistungszahl
von ~4,5. Die beschriebene Anlage weist jedoch sogar eine Leistungszahl
von ~7,5 auf. Dabei stellt die Leistungszahl das Verhältnis von gewonnener
thermischer Energie zu aufgewendeter elektrischer Energie dar.

Für die ausgewogene Dimensionierung der neuen Wärmepumpe musste ein
Leistungsbereich ermittelt werden, der möglichst hohe
Vollbenutzungsstunden garantiert. Aufgrund von verschiedenen Messungen
wurde die Wärmepumpe wie folgt ausgelegt: Heizleistung 115 Kilowatt,
Kühlleistung 90 Kilowatt.

Für dieses Projekt konnte nicht auf eine Standardlösung zurückgegriffen
werden. Johnson Controls als Lieferant der Wärmepumpe installierte ein
System aus zwei Verdichtern (je 50 %), von denen einer stufenlos regelbar
und der zweite einstufig ausgelegt wurde.

Heizungsseitig wurde die Wärmepumpe in den RLT-Zubringerkreis eingebunden.
Die Anpassung der Regelung und Hydraulik war schwierig, wurde aber gelöst.
Eine ausschließliche Versorgung des RLT-Kreises hätte in den Nachtstunden
und am Wochenende aufgrund des Institutsbetriebes zum Stillstand der
Wärmepumpe geführt. Somit wurde in dem statischen Heizkreis (Leistung max.
50 kW) ein – wenn auch kleiner – zusätzlicher Abnehmer gefunden, der eine
Teillast übernehmen kann. Hinzu kommt, dass der Wärmeanfall in den
Versuchsanlagen am Wochenende ohnehin sehr eingeschränkt ist.

Sämtliche Aufgabenstellungen – ob im laufenden Institutsbetrieb oder bei
Anforderungen an Um-/Erweiterungsbauten – wurden gemeinsam mit Johnson
Controls (Niederlassung Dresden) in einem vertrauensvollen und
partnerschaftlichen Verhältnis durchgeführt. Den Projektbeteiligten war
klar, dass das anspruchsvolle Projekt nur so erfolgreich durchgeführt
werden kann und Anpassungen, auch nach erfolgter Inbetriebnahme,
unvermeidbar sind.

Gerd Obenaus, Leiter Technik am Fraunhofer FEP, erläutert die
Voraussetzungen für das gute Gelingen des anspruchsvollen Projektes: „Alle
Projektbeteiligten müssen sich im Klaren sein, dass hier mit erheblichem
Aufwand für Inbetriebnahmen und nachgelagerten Anlagenoptimierungen zu
rechnen ist. Außerdem muss der Betreiber vor Ort seine Anlage sowie die
zugehörige Peripherie/Anlagenfahrweise sehr gut kennen. Die Fähigkeit und
der Wille des Betreibers, selbst Optimierungen im Betrieb auszuführen,
sind dringend notwendig und für den Erfolg unverzichtbar.“

Frank Rostalsky, Teamleiter Service MSR der Niederlassung Dresden,
beschreibt die gestellten Anforderungen: „Von uns wird erwartet, dass wir
uns auf die vorgegebene Verfahrensweise einstellen und dem Betreiber die
Möglichkeiten dazu geben. Hierfür war es notwendig, alle Parameter der
Anlage offenzulegen und für Optimierungen freizugeben.“

Während der umfangreichen Inbetriebnahme wurden auch Schwachstellen
(hydraulisch und regelungstechnisch) an anderen – aber nun von der
Wärmepumpe zu versorgenden – Anlagen festgestellt und behoben.

Der Regelbetrieb der Anlage wurde im November 2016 gestartet. Über das
normale Maß hinaus wurden viele Mess- und Zähleinrichtungen installiert.
Sie sollen den wirtschaftlichen und störungsfreien Betrieb der Anlagen
sicherstellen und dokumentieren helfen. Mit ersten Aussagen hinsichtlich
der Betriebserfahrungen und Wirtschaftlichkeit wird im Sommer 2017
gerechnet. Die Techniker des Fraunhofer FEP stehen mit ihrem Know-how auch
für externe Kunden bereit, um umweltfreundliche Anlagenkonzepte zu
erarbeiten.

Fraunhofer FEP und Johnson Controls planen, sich mit der umgesetzten
Wärmepumpenlösung für den Deutschen Innovationspreis für Klima und Umwelt
(IKU) zu bewerben. Mit dem Deutschen Innovationspreis für Klima und Umwelt
(IKU) zeichnen das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und
Reaktorsicherheit sowie der Bundesverband der Deutschen Industrie alle
zwei Jahre Ideen aus, die im Bereich Klima- und Umweltschutz neue Wege
aufzeigen.

Forscher von Fraunhofer UMSICHT haben eine 3,2 m² große Bipolarplatte
entwickelt, die den Bau großskaliger Redox-Flow-Batterien ermöglicht. Auf
der ENERGY STORAGE, vom 14. bis 16. März 2017 in Düsseldorf, wird gezeigt,
welchen Beitrag diese Technologie zur Energiewende leisten kann. Treffen
Sie uns am Stand A07, Halle 08B.

Elektrische Energiespeicher sind der Schlüssel für die Energiewende, um
den unstetigen Stromfluss aus Windkraftanlagen und Solarzellen
bedarfskonform zu verstetigen. Gerade bei großen Leistungen (Megawatt) und
großen Kapazitäten (Megawattstunden) bieten Redox-Flow-Batterien klare
ökonomische Vorteile. Sie lassen sich – im Gegensatz zu Lithiumzellen –
auch mit sehr großen Zellen realisieren. Daher geht die weltweite
Entwicklung in Richtung immer größerer Zellflächen.

Material erfolgreich eingesetzt

Während die heute übliche Zellfläche eher der eines DIN-A3-Blattes
entspricht, ist das langfristige Ziel, zwanzig- bis dreißigmal mal größere
Zellen bzw. Stacks zu bauen. »Die meisten der benötigten Komponenten einer
Redoxzelle sind bereits ausreichend großskalig erhältlich bzw. prinzipiell
produzierbar«, erklärt Prof. Christian Doetsch, Leiter des Bereichs
Energie bei Fraunhofer UMSICHT. »Den Flaschenhals stellen bisher die
Bipolarplatten dar.« Denn erst mit Bipolarplatten können aus Einzelzellen
die notwendigen Stacks zusammengefügt werden, um diese anschließend zur
Batterie zu konfigurieren. Weltweit wird mit hohem finanziellem Aufwand an
diesem Problem geforscht.

Fraunhofer UMSICHT hat eine 3,2 m² Bipolarplatte entwickelt und gemeinsam
mit der SAUERESSIG GmbH + Co. KG produziert. Die Platte ist in ihrer Größe
bisher einzigartig und stellt eine Schlüsseltechnologie für große Redox-
Flow-Batterien dar. Das verwendete neuartige Bipolarplattenmaterial wird
heute schon erfolgreich in kleinen Redox-Flow-Stacks des Fraunhofer-Start-
ups VOLTERION eingesetzt und im Feld erprobt.

1000 Haushalte einen Tag mit Strom versorgen

Die großflächige Bipolarplatte bietet eine Leistung pro Zelle, die ca. 5
kW (Peak) entspricht bzw. als Stack mit 70 Zellen ca. 350 kW (Peak)
ermöglicht. Ein Redox-Flow-System mit drei solcher Stacks (1 MW, 10 MWh)
kann bis zu 1000 Haushalte einen Tag mit Strom versorgen. Die Kapazität
entspricht ca. 2000 typischen PV-Lithium-Ionen-Batterien (à 5 kWh).
Weitere entscheidende Vorteile der neuen Bipolarplatte sind die geringe
Mindestdicke (400-500 µm), die damit einhergehende gute Leitfähigkeit,
ihre Flexibilität und die kosteneffiziente Rolle-zu-Rolle-
Produktionsweise.

Das Ziel von Fraunhofer UMSICHT ist, in Zukunft nicht nur eigene
Großstacks mit dieser neuartigen Bipolarplatte zu realisieren, sondern
eine weltweite Vermarktung mit Partnern der Industrie.

ENERGY STORAGE 2017, Stand A07, Halle 08B

Vom 14. bis 16. März findet in Düsseldorf die ENERGY STORAGE EUROPE 2017
statt. Experten von Fraunhofer UMSICHT sind an allen Messetagen am Stand
A07, Halle 08B anzutreffen. Wir freuen uns auf Ihren Besuch.

Wir danken dem BMWi für die Unterstützung mehrerer Förderprojekte (u. a.
03ET6077B) im Bereich Redox-Flow-Batterie, ohne die unsere Vorarbeiten für
diesen Erfolg nicht möglich gewesen wären.

Am 16. März 2017 stand Peter Brunke, stellvertretender Referatsleiter im
Bereich Sicherheitsmanagement im Forschungszentrum Jülich, Studierenden
des Studiengangs Sicherheitsmanagement an der NBS im Rahmen eines
Kaminabends Rede und Antwort über seinen Berufsalltag und die vielfältigen
Herausforderungen, die die Branche mit sich bringt. Neben vielen
Einblicken in das Berufsbild des Sicherheitsmanagers erhielten die
Studierenden dabei auch Gelegenheit zum fachlichen Austausch mit dem
Sicherheitsexperten.

Der Kaminabend ist eine Veranstaltungsreihe der NBS Hochschule, die einmal
pro Semester in den Studiengängen Betriebswirtschaftslehre und
Sicherheitsmanagement stattfindet.

Wer Sicherheitsmanagement im Job aktiv „leben“ will, der benötigt
Ausdauer, fundierte Fachkenntnisse und viel Pragmatismus. Diese und
weitere Erfahrungswerte vermittelte Branchenexperte Peter Brunke den
Studierenden im Bereich Sicherheitsmanagement an der NBS Hochschule für
Management und Sicherheit im Rahmen des „Kaminabends“ am 16. März.

Brunke, selbst stellvertretender Fachbereichsleiter der Objektsicherung im
Forschungszentrum Jülich und Leiter des Sicherheitsmanagements, erläuterte
seine vielfältigen Aufgabenbereiche, die von der Organisation von
Zugangskontrollen bis hin zu kriminalpolizeilichen Ermittlungen reichen.
Der ehemalige Polizist und Security Officer bei AIDA Cruises vermittelte
den Studierenden beispielhaft seine Faszination für das Fachgebiet. Auch
erinnerte er daran, dass die Organisation und Umsetzung komplexer
Sicherheitsaufgaben auch Finanzmanagement-Aufgaben beinhalte. Diese seien
als entscheidender Aspekt des Berufsbildes nicht zu vernachlässigen.

Der persönliche Austausch mündete in Diskussionen über fachspezifische
Themen, wie Sicherheitsgefahren durch den Einsatz von Drohnen, sowie der
Erörterung möglicher Praktikumsplätze. Fachlich ergaben sich hierbei
Berührungspunkte mit den Aktivitäten des NBS-eigenen „Institutes für
unbemannte Systeme“. Für die NBS war es eine große Freude und
Bereicherung, einen so diensterfahrenen Fachvertreter als Gast zu haben.
Fest steht, dass der bestehende Kontakt ausgebaut werden soll,
insbesondere im Kontext der Vermittlung von Praktikumsplätzen und der
Initiierung von Bachelor-Projekten.

Der Kaminabend ist eine Veranstaltungsreihe der NBS Hochschule, die einmal
pro Semester in den Studiengängen Betriebswirtschaftslehre und
Sicherheitsmanagement stattfindet. Die Veranstaltung bietet den
Studierenden die Gelegenheit, Einblick in den Arbeitsalltag eines
Branchenexperten zu erhalten und mögliche Praktikumsplätze und Bachelor-
Projekte zu besprechen.