Design4Sustainability
Was ist mit „Design 4 sustainability“ beziehungsweise „Design für Nachhaltigkeit“ gemeint?
Der Ansatz „Design 4 sustainability“ geht weit über pure Energieeffizienz hinaus und beinhaltet Reparierbarkeit, Modularität, Wiederverwendbarkeit und Recyclingfähigkeit. PETRA IV erfordert unter anderem den Neubau und die Sanierung bestehender Gebäude, darunter eine große neue Experimentierhalle. Unser Fokus liegt da auf klimaangepasstem Bauen mit nachhaltigen Materialien. Unser Ziel ist eine Anlage, die nicht nur langlebig ist, sondern auch gut wiederverwendet oder recycelt werden kann.
,,Design 4 Sustainability bedeutet, bereits in der Designphase den gesamten Lebenszyklus eines Produkts – vom Entwurf bis zur Entsorgung – zu berücksichtigen und es so nachhaltig wie möglich zu gestalten.“
Was bedeutet das für PETRA IV?
Schon in der Planungsphase achten wir darauf, dass die Anlage energieeffizient ist und sich einfach warten lässt. Im Austausch mit den Abteilungen vor Ort werden die technischen Komponenten immer wieder entlang der Prinzipien des „Design 4 Sustainability“ optimiert. Das spart später Kosten und Ressourcen. Bei PETRA IV wird großer Wert auf diese erste Phase gelegt. Deshalb stimmen wir die Anforderungen aller Bereiche ab, um Gebäude und technische Infrastruktur weder zu überdimensioniert noch zu klein zu planen.
Gibt es konkrete Beispiele?
Bei den rund 4000 Netzgeräten garantieren Back-Up-Systeme einen zuverlässigen Betrieb. Mit einem solchen „Hot Swap-System“ springt innerhalb kürzester Zeit ein Ersatzgerät für ein fehlerhaftes Netzgerät ein. Bislang gibt es pro Netzgerät je einen Ersatz. Wir haben aber nun berechnet, dass für einen stabilen Betrieb ein Ersatzgerät für bis zu acht Netzgeräte ausreicht. Das verringert den Stromverbrauch im Standby-Betrieb und verkleinert den Einsatz diverser kritischer Materialien, für zusätzliche Geräte.
Auch an der Temperatur lässt sich drehen. Damit der Beschleuniger einwandfrei läuft, muss die Temperatur im Tunnel konstant bleiben. Das verbraucht viel Energie. Durch mathematische Modellierung und Simulationen der Luft- und Wärmeströme, haben wir optimale Betriebsparameter ermittelt, um den Energieverbrauch zu senken.
Gibt es weitere Möglichkeiten des Klimaschutzes?
Rund 5000 Forschende pro Jahr werden die Experimentieranlagen zukünftig für ihre Messungen nutzen. Ihre An- und Abreisen verursachen erhebliche Emissionen. Bei PETRA IV erhalten die Experimentierplätze einen Remote-Zugang, mit KI-gestützter Datenerfassung und automatischen Probentausch. So lassen sich Reisen deutlich reduzieren.
Vielen Dank!