Energieforschung an der ETH Zürich - Prof. Dr. Peter Chen ETH Zürich

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Energieforschung an der ETH Zürich - Prof. Dr. Peter Chen ETH Zürich
Energieforschung an der ETH Zürich

         Prof. Dr. Peter Chen
             ETH Zürich
Energieforschung an der ETH Zürich - Prof. Dr. Peter Chen ETH Zürich
Computa-
 C                                                                                      Medical                                Eng
                                                                                                                                 gineering a S
                                                                                                                                             Sustainable W
                                                                                                                                                         World
 tiional Sc.                                                         Engineering
                                                                               g&
       & Eng.                                                                           Health

                                                                                        Archittektur (D
                                                                                                      D-ARCH))

                                                                                                                                Energy
                                                           Bau, Umweltt & Geom
                                                                             matik (D--BAUG)
                                                                                                                                                                                   Risk
                                                                                                                                                                                                          Future Cities

                                                                                        Biosy
                                                                                            ysteme ((D-BSSE))

                                                                                                                  Med
                                                                                         Inforrmatik (D
                                                                                                      D-INFK)

HPCN
 Informattionstec
                chnologiie & Elek
                                ktrotech
                                       hnik

                                                                                                                  Tech
                  (D-ITET
                        T)
                                                                                                                                                                                   Initiative

  Maschine
  M      enbau & V
                 Verfahre
                        enstechniik (D-MA
                                        AVT)
                                                                                                                                Science Center

                                                            Materialwissenschaft (D-M
                                                                                    MATL)

                                                                                                       Biologie (D-BIOL)
                                                                                                                  Initiative

                                                                                         Human Health Sci./Eng.

        Chemie
             e & Ange
                                                              Hochschulmedizin Zürich

                    ewandte Biowiss. (D-CHAB
                                           B)

                                                                                        Mathe
                                                                                            ematik (D-MATH))
          Computational Science & Engineering Initiative

                                                                                                              Phy
                                                                                                                ysik (D-PHYS)

Ag
 grar- & L
         Lebensmiittelwisse
                          enschaftten (D-AGRL)
                                                                                                                                                                                                                          Strategic Initiatives

                                                             Erdwissen
                                                             E       nschaften (D-ERDW)
                                                                                                                                                 C2SM

                                                           Um
                                                            mweltwiss
                                                                    senschafften (D-U
                                                                                    UWIS)
                                                                                                                                                        CCES
                                                                                                                                                               World Food System

Manageme
       ent, Tech
               hnologie Ökonom
                             mie (D-M
                                    MTEC)

         Geiste
              es-, Sozia
                       al- & Staa
                                atswissen
                                        nschaften
                                                n
                                                                                                                                                                                   (incl. CCSS and SED)

                                                                                                                          (D-GES
                                                                                                                               SS)
Energieforschung an der ETH Zürich - Prof. Dr. Peter Chen ETH Zürich
Strategische Prioritäten aus der Energiestrategie der
ETH Zürich: Herausförderungen
 Challenge 1: Climate Change
    reduction of greenhouse gases, CO2 under 500 ppm  temperature
    rise under 2ºC.
 Challenge 2: Access to Energy Services
    non-renewable energy sources  sustainable energy production,
    energy carriers, distribution mechanisms
 Challenge 3: Local Pollutants
    particulates, hydrocarbons, NOx, SOx, ozone, radioactive wastes
 Challenge 4: Risks and Societal Benefits
    technological, economic
    technological  economic, and corporate risks balanced against
    societal benefit
 03.06.09                                                             3
40 Professuren mit 200+ Doktoranden aus 11
Departementen an der ETH Zürich

 03.06.09                                    4
Energieforschung an der ETH Zürich
                                                                 Effizienz in Dienstleistungen und Industrie
                                                                 (CEPE, Bits to Energy Lab, Alonso,
                                    Energie und Wohlstand        Koumoutsakos, Guzzella, Hungerbühler, Hellweg)
                                    (Bretschger)
                       Management von                                                             Effiziente Geräte
                                                                                                  (Bits to Energy Lab, Hovestadt, Kolar)
                       nachhaltigen
                       Technologien                          Energie und Risiko                                      Technologien für den
                                                             (Kröger, Giardini, Prasser)
                       (Hoffmann)                                                                                    effizienten Verkehr
                                                                                                                     (Boulouchos Guzzella,
                                                                                                                     (Boulouchos, Guzzella Kolar)
                                       Wirtschaftliche
  Energie und                            Instrumente                                                               Effiziente Gebäude
  Konflikte/Sicherheit                                                                  Energieeffizienz           (Leibundgut, Carmeliet,
                                          und sozial-                                                              Bits to Energy Lab, Deplazes,
  (Wenger, Kröger)
                                      wissenschaftliche                                                            Guzzella, Morari)
      Akzeptanz, Verhalten,               Forschung                                                                    Raum und
                                                                                                                       R       d
                                                                    ETHZ
      Entscheidungsprozesse                                                                                            Verkehrplanung
                                                              Strategieplattform                                       (Axhausen, Wallbaum)
      (Scholz, Schubert)
                                                             für das nachhaltige                                   Wasserkraft
  Policy, Instrumente,                                         Energiesystem                                       (VAW, Burlando, Wehrli)
  Massnahmen                                                     der Zukunft
  (CEPE, Bretschger, Filippini)
                                                                                                                           Windenergie
                                                                                                                           (Abhari)
    CO2-arme                        Zukunft Elektrizität                            Erneuerbare Energien                   Photovoltaik
    Grosskraftwerke                                                                                                        (Tiwari, Nesper, Park)
    (
    (Abhari,
           ,
    Boulouchos,                                                Brennstoffzellen                                        Geothermie
                                                               (Gauckler, Poulikakos)                                  (Greens, Evans, Heinrichs,
    Mazzotti)
                                                                                                                       von Rohr, Fröhlich)
 Speicherung                                                                                                       Solare Brennstoffe
 (Nesper, Steinfeld)                          Dekarbonisierung von Wärme                                           (Steinfeld)
                                              und individueller Mobilität durch Strom           Bioenergie
    Intelligente Netze                        (Leibundgut, Boulouchos, Andersson)               (von Rohr, Panke, Gruissem,
    (Andersson, Fröhlich)                                                                       Sauer, Boulouchos)

 03.06.09                                                                                                                                     5
Projektbeispiel: Vision zukünftige Energienetze
Prof. Andersson, ITET

 03.06.09                                         6
Projektbeispiel:
 P  j ktb i i l Solar
                  S l H2 viai a Water-Splitting
                                W t S litti     Th
                                                Thermochemical
                                                         h i l
 Cycle, Prof. Steinfeld, MAVT                      • SOLAR REACTOR:
                                                                                                   High flux radiative heat
                                                                                                   High-flux
                                                                                                   transfer to reacting flow
                                                                                                   at 2000K.
                         Concentrated
                         Solar Energy                                                           • HYDROLYSER:
                                                                                                  In-situ formation of zinc
                                                                                                  nano-particles for
                                                                                                  enhanced kinetics.
                       SOLAR REACTOR                                                   ½ O2
             ZnO
                                                                                                • EFFICIENCY:
                        ZnO = Zn + ½ O2                                                           Potential solar-to-fuel
                      H = 557 kJ/mol, TH > 2000 K               Zn
                                                                                                  energy conversion
                                                                                                  efficiency > 40%.

                                                        HYDROLYSER                     H2
H2O                                                  Zn + H2O = ZnO + H2
                                                     H = -62 kJ/mol, TL = 700 K

                   recycle
                                            ZnO                           Partners:   ETH Zurich & Paul Scherrer Institute
                                                                          Funding:    BFE, ETH, PSI
  03.06.09                                                                                                             7
Projektbeispiel: Low‐carbon, „ZERO“‐Pollution individual
transportation in urban areas
 Entwicklung eines integrierten Modellierungs‐ und Simulations-
   instrumentes für Energie‐ und Verkehrssysteme.

 Erarbeitung optimaler Strategien für eine energieeffiziente,
   „low‐carbon“, minimalemissions‐, individuelle Mobilität in Stadt-agglomeration

  Modellierung der Verkehrsströme (Raum‐ / Verkehrsplanung)
   Prof. K.W. Axhausen
  Aufbau,, Optimierung,
               p      g, Design
                             g flexibler Energieträgernetze
                                             g     g          ((mit Schwerpunkt
                                                                          p
   Elektrizität)
   Prof. Andersson
  Modellierung und Optimierung von teilweise elektrifizierten Antriebs-
   technologien für Fahrzeuge (herkömmlich, Hybride, Brennstoffzellen,
   Plug‐in Hybride)
   Prof. K. Boulouchos

 03.06.09                                                                     8
Projektbeispiel: Monte Rosa Hütte

 03.06.09                           9
Science City auf dem Hönggerberg wird CO2 Ausstoss
                       um 50% reduzieren und CHF 1.5 Mio
                                       E
                                       Energiekosten
                                            i k t pro
                                             Jahr sparen

03.06.09                                               10
Energy Initiative – Road Map

                         Master of Science in Energy Science and Technology (D-ITET / D-MAVT)

             Education   Master of Science in Nuclear Engineering (ETH / EPFL)

                         Master of Science in Electrical Engineering
                                                           g       g & Information Technology
                                                                                           gy

                         Energy Science Center

     Research Clusters   CCEM

                         Center for Energy Policy and Economics (CEPE)

                                        Energy Technology (AP TT, D-MAVT)

                                              Umweltenergie (D-CHAB)

        Professorships
                                                  Power System Technologies (NF Fröhlich, D-ITET)

                                             Energy Science and Engineering (AP TT, D
                                                                                    D-MAVT)
                                                                                      MAVT)

                                             High Power Electronics (AP TT, D-ITET)

                                                  Electromagnetic Compatibility (AP, D-ITET)

                                                        Professorship with PSI

                         2008              2010               2012               2014               2016
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