Empa und Eawag forschen an der Zukunft

Die Eidgenössischen Technischen Hochschulen (ETH) gehören in der Forschung und Entwicklung zu den Leuchttürmen der Schweiz. Doch zum ETH-Bereich gehören auch die Empa und die Eawag, zwei Forschungseinrichtungen mit hoher internationaler Ausstrahlung.

NEST - the modular research and innovation building of Empa and Eawag (Photocredit: Empa)

Eawag project Water Hub, in which researchers are looking at how separation toilets can be used to save water. (Photocredit: Empa/Eawag)

move, Empa's demonstrator for future mobility (Photocredit: Empa)

Dübendorf ist immer wieder als Standort des künftigen Innovationsparks in den Schlagzeilen. Doch schon heute ist die Stadt zwischen Zürich und dem Flughafen ein wichtiger Standort von Forschung und Entwicklung – dank der Empa und der Eawag. Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt hat hier ihren Hauptsitz, gleich daneben befindet sich die Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz.

Stark praxisorientiert

„An der Empa haben wir aktuell fünf Forschungsschwerpunkte. Dazu gehören nanostrukturierte, smarte Materialien und Oberflächen, Umwelt-, Energie- und nachhaltige Gebäudetechnologien sowie Bio- und Medizinaltechnologien. An diesen Themen besteht auch in der Wirtschaft ein grosser Bedarf“, sagt Gabriele Dobenecker, Leiterin der Abteilung Marketing, Wissens- und Technologietransfer der Empa.

Die Eawag befasst sich – national verankert und international vernetzt – mit Konzepten und Technologien für einen nachhaltigen Umgang mit der Ressource Wasser und den Gewässern. Dabei stehen aktuell drei übergeordnete Themen im Vordergrund: „Wasser für die Umwelt, Wasser für das Wohlergehen der Menschen sowie Strategien bei Konflikten rund um das Wasser“, sagt Eawag-Direktor Prof. Dr. Rik Eggen. Eines der grössten aktuellen Projekte des Eawag ist das Forschungsprogramm Wings. Ziel des Programms ist es, innovative nicht-netzwerk basierte Wasser- und Abwassersysteme zu entwickeln, die bezüglich ihrer Leistung mit konventionellen, netzwerkbasierten Infrastrukturen vergleichbar sind.

Gemeinsam im NEST

Empa und Eawag gehören wie die Eidgenössischen Technischen Hochschulen in Zürich und Lausanne sowie das Paul Scherrer Institut und die Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) zum ETH-Bereich. Empa und Eawag arbeiten räumlich wie auch bei Projekten eng zusammen. „Einerseits haben wir einen gemeinsamen Betrieb von Infrastrukturen. Wir betreiben gemeinsam ein Partikellabor sowie ein Labor für Ionenstrahlphysik“, erklärt Eggen. Andererseits spannen sie immer wieder für Projekte zusammen. „Das aktuell grösste gemeinsame Projekt von Empa und Eawag ist der Baudemonstrator NEST“, erläutert Dobenecker. Dieser besteht zum einen aus einem zentralen Gebäudekern mit drei offenen Plattformen und zum anderen aus Modulen, den Forschungs- und Innovations-Units. In den Units wird gearbeitet und gewohnt – gleichzeitig sind sie Versuchslabors, in denen neue Technologien, Materialien und Systeme unter realen Bedingungen getestet, erforscht und weiterentwickelt werden. So etwa das Projekt Water Hub, in dem Eawag-Forschende untersuchen, wie man mit Trenntoiletten Wasser sparen und Nährstoffe aus dem Urin zurückgewinnen kann. „Würde man den Urin von Anfang an abtrennen, könnten Kläranlagen mit viel kleinerem Aufwand betrieben werden. Theoretisch liessen sich Kot und Urin auch besser nutzen als heute – sei es als Dünger oder als Brennstoff“, so Eggen.

Internationale Schlüsselrolle

International geniessen Empa und Eawag einen ausgezeichneten Ruf. Um wissenschaftliches und technologisches Knowhow bestmöglich zu nutzen, arbeitet die Empa mit zahlreichen internationalen Partnern zusammen. „Wir haben jährlich rund 60 bis 80 laufende EU-Projekte. Hinzu kommen bilaterale Projekte mit Industriepartnern aus den verschiedensten Ländern“, sagt Dobenecker. Zudem gibt es Zusammenarbeiten mit verwandten Instituten, wie dem National Institute for Material Science in Japan, dem Korea Institute of Science and Technology und dem Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien.

Rik Eggen betont: „Für uns ist es wichtig, dass wir immer mit Partnern vor Ort zusammenarbeiten. Nur damit kann gewährleitet werden, dass die Projekte langfristige Wirkung haben.“

move zeigt die Zukunft der Mobilität

Auch mit Firmen arbeiten beide Einrichtungen eng zusammen. „Ein Forschungsbereich, der für internationale Firmen besonders interessant sein könnten, ist der Automobilbereich“, sagt Dobenecker. Dazu hat die Empa in Dübendorf den Future-Mobility-Demonstrator move gebaut. Verschiedene Technologien sollen zeigen, wie überschüssiger Strom ökonomisch am sinnvollsten in Treibstoff umgewandelt wird. Dadurch lassen sich beträchtliche Mengen fossiler Brennstoffe einsparen. Mit diesem Grossprojekt möchte die Empa aufzeigen, wie sich einheimische Energie besser nutzen lässt.

Revolution der Abwasserentsorgung

Ähnlich bei der Eawag: „Methoden zur Trinkwasseraufbereitung und Konzepte für eine optimale Abwasserinfrastruktur, welche die Eawag entwickelt hat, sind sicherlich für internationale Unternehmen interessant“, sagt Eggen. Im Trinkwasserbereich werden laufend Fortschritte erzielt und neue Methoden wie etwa die Membranfiltrationen entwickelt. Ebenso wird an Verfahren geforscht, die es erlauben, Abwässer auch ohne Schwemmkanalisation und zentrale Kläranlage sicher zu entsorgen. Beispiele sind die Forschungsprojekte VUNA und AUTARKY, welche die Abwasserentsorgung in Schwellen- und Entwicklungsländern revolutionieren sollen. Vuna steht für Valorisation of Urine Nutrients in Africa. Das Projekt, an dem auch die ETH Zürich beteiligt ist, sammelt Urin separat und bereitet ihn in einer entfernten Behandlungsanlage zu Dünger auf. Das Autarky-Projekt geht noch einen Schritt weiter: Urin, Fäkalien und Spülwasser werden bereits in der Toilette getrennt aufbereitet, wobei das Spülwasser in der Toilette wiederverwendet wird. „Diese Verfahren werden heute vor allem für Länder entwickelt, die zu wenig Wasser, Geld oder Knowhow haben, um eine konventionelle Abwasserentsorgung zu erstellen“, so Eggen.

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