Projekt »Steeper«: Nano-Technik gegen Stromverschwendung

Green-ITInnovation
Eine internationale Forschungsgruppe unter Führung des Polytechnikums Lausanne will den Stromverbrauch von Elektrogeräten massiv senken. Dabei soll Nano-Technologie helfen. Das von der EU geförderte Projekt könnte langfristig auch der erste Schritt zum sagenumwobenen 0-Watt-PC sein.

Weltweit suchen Wissenschaftler nach Methoden, um den Energieverbrauch von elektronischen Geräten zu reduzieren. Eines der vielversprechendsten Projekte hat jetzt die Schweizer Ecole Polytechnique Federale (EPFL) in Lausanne angekündigt. Unter dem Namen »Steeper« ist im Juni ein Projekt gestartet, das auf Nano-Technologie setzt. Damit sollen die Geräte in Zukunft im Betrieb um den Faktor zehn weniger Energie benötigen und im Stand-by fast keinen Strom mehr verbrauchen. Nano-Know-how soll beispielsweise helfen, leitfähige Nano-Drähte zu entwickeln, die den Strom mit weniger Verlusten transportieren.

Spannung sinkt auf 0,5 Volt
Seinen Namen hat Steeper von den so genannten Steep Slope-Transistoren. Diese ermöglichen wesentlich schnelleres Umschalten zwischen An- und Aus-Modus als herkömmliche Transistoren. Dabei wird gleichzeitig die Betriebsspannung auf 0,5 Volt gesenkt.

Unterstützt wird das auf drei Jahre begrenzte Projekt von der Europäischen Union. Die EPFL koordiniert das Vorhaben. Beteiligt sind aber auch die Labors weiterer Unternehmen und Organisationen wie IBM Research in Zürich, die Halbleiterhersteller Infineon und Globalfoundries, das Forschungsinstitut CEA-LETI (French Atomic Energy Commission) aus Grenoble, das Forschungszentrum Jülich, sowie die Universitäten von Dortmund, Bologna, Udine und Pisa.

Stromverschwendung durch Stand-by
»Energieverschwendung entwickelt sich zur größten Herausforderung für Elektronik heute«, sagt die Forscherin Heike Riel. Die Mitarbeiterin bei IBM Research in Zürich ist verantwortlich für den Bereich Nano-Elektronik und arbeitet ebenfalls an »Steeper« mit.

Die Grafik zeigt die größten Stromverschwender im Haushalt. Darunter sind auch Desktop-PCs im Sleep-Modus. Spitzenreiter sind allerdings Settop-Boxen.(Grafik: IBM, USA)

 

Nach Angaben der Internationalen Energie Agentur (International Energy Agency, IEA) sind elektronische Geräte derzeit weltweit für etwa 15 Prozent des Stromverbrauchs in privaten Haushalten verantwortlich. Die Energieaufnahme von Geräten aus dem Bereich Informations- und Kommunikationstechnik sowie Unterhaltungselektronik werden sich bis 2022 verdoppeln, bis 2030 verdreifachen und dann etwa 1700 Terawatt-Stunden erreichen, sollte die Entwicklung so weitergehen wie bisher.

Stand-by als Dauerproblem
Seit jeher gilt der Stand-by-Modus als besonders üble Form der Energieverschwendung. Es wird geschätzt, dass allein in europäischen Haushalten zehn Prozent des Stromverbrauchs in den Stand-by-Modus fließen. Bis 2020 könnte dieser Wert auf 49 Terawatt-Stunden pro Jahr ansteigen.

In weiter Ferne: 0-Watt-PC
Professor Adrian M. Ionescu, vom Nano-Labor der EPFL meint, die »Vision« sei, durch die gemeinsame Arbeit an »Steeper«, den Herstellern eine Technik an die Hand zu geben, die es ihnen ermöglicht, den 0-Watt-PC zu bauen. Der gilt als der Heilige Gral der Stromforscher. Das langfristige Ziel der Forschergemeinde besteht daher auch darin, Geräte zu bauen, die nahezu autonom sind. Diese könnten dann ohne Steckdose aufkommen und ihre Energie ausschließlich aus Quellen wie Solarzellen beziehen. Dieses Ziel ist freilich derzeit noch in sehr weiter Ferne, und »Steeper« gilt nur als erster Schritt dorthin.
(kleines Bild: EPFL)