Geopolitische Lage steigert den Absatz von Leistungselektronik

Obwohl die erneuerbaren Energien inzwischen die preiswerteste Möglichkeit geworden sind, Energie zu erzeugen, sind die Beharrungskräfte der bisherigen Geschäftsmodelle der fossilen Energien und Gewohnheiten der Anwender recht groß. Mit den neusten geopolitischen Entwicklungen wird der Anreiz, das zu ändern, aber wieder größer. Nach dem letzten Schock in der Liefersicherheit durch den Krieg in der Ukraine hat der neuste Krieg für deutlich höhere Preise gesorgt, diesmal nicht nur in Europa, sondern weltweit. Die Wirkung auf die deutsche Wirtschaft ist unmittelbar, ein Wirtschaftswachstum in diesem Jahr wird schon wieder unwahrscheinlich.

Den Treibstoff bei den Erneuerbaren gibt es kostenlos und frei Haus, deswegen kann eine Energieversorgung auf dieser Basis nicht von kurzfristigen Engpässen beeinträchtigt werden. China als im klassischen Sinne energiearmes Land hat das erkannt und treibt die Elektrifizierung in einer in der Historie der Menschheit nicht gekannten Geschwindigkeit voran. Immer mehr Länder folgen diesem Weg in die Elektrifizierung und damit in die energetische Unabhängigkeit.

Ein Schlüsselelement bei der Elektrifizierung ist die Leistungselektronik. Sie hat die Aufgabe, die elektrische Energie in die Form zu bringen, wie sie gebraucht wird. Das erfolgt zum Beispiel zwischen Solarmodul und Stromnetz, zwischen Stromnetz und Handy mit dem Netzteil, zwischen dem Stromnetz und der Autobatterie beim Laden oder zwischen Autobatterie und Automotor beim »Gas« geben.

Besonders hoher Stromverbrauch wird durch die Serverfarmen für die KI erwartet. Hier muss die Netzspannung in Gleichspannung für die Serverracks umgewandelt werden, dann in niedrigere Spannung für die Motherboards und am Schluss auf die 0,9 V des Prozessors. Aber auch die Drehzahl des Kompressors in der Wärmepumpe wird mit Leistungselektronik geregelt.

Dieser kurze Abriss gibt einen Eindruck, dass die Elektrifizierung der Gesellschaft dazu führen wird, dass wahrscheinlich 10-mal mehr leistungselektronische Schaltungen als heute benötigt werden. Das ist eine Herausforderung und Chance zugleich. Die großen Stückzahlen ermöglichen mehr Entwicklungsbudget, um diese Technologie voranzutreiben, diese muss dann vor allem dafür verwendet werden, Produktionskosten zu reduzieren, die Effizienz hochzuhalten (99 % ist das erreichbare Ziel) und dabei möglichst wenig Ressourcen zu verbrauchen.

Am Fraunhofer IZM sind wir dafür gut aufgestellt: durch die Produktionsfähigkeiten im Haus ist der Kontakt zwischen den Entwicklern der Leistungselektronik und der Fertigungskompetenz sehr gut und die Produktentwicklung wird so durchgeführt, dass Kosten bei der späteren Fertigung minimiert werden.

Wir freuen uns, mit unserer Arbeit dazu beizutragen, diese Schlüsseltechnologie für Wohlstand und Umweltschutz voranzubringen.

Prof. Dr.-Ing. Eckart Hoene

Chief Expert Power Electronics