Wie Abwärme effizient genutzt werden kann
Industriebetriebe können Abwärme geringer Temperatur mit Minikraftwerken günstig in CO2-neutralen Strom umwandeln. Dies senkt Energiekosten und schützt das Klima. Die Kraftwerke stammen von Orcan Energy aus München. Das Unternehmen bietet diese in einem Rund-um-Sorglos-Paket mit dem Essener Energiekonzern E.ON an.
Ein Minikraftwerkwerk von Orcan Energy aus München steht am Drehrohrofens eines Tonwerks in Großheirath in der Nähe von Coburg. Es wandelt die 200 bis 300 Grad heißen Abgase des Drehrohrofens in Strom um.
Foto: Orcan Energy
Strom aus Abwärme ist die weltweit größte ungenutzte Energiequelle. Rund die Hälfte der Wärme, die Industrieunternehmen erzeugen, verpufft. Würden Unternehmen allein in Deutschland diese Abwärme optimal nutzen, könnten sie jährlich mehr als 23 Terrawattstunden an CO2-freien Strom erzeugen. Dies ist eine Menge, mit der sich rund 7,3 Millionen deutsche Haushalte versorgen ließen – also 18 % aller Haushalte.
Um dies brach liegende Potenzial stärker zu nutzen, hat sich die Orcan Energy AG mit E.ONs Business Solutions GmbH zusammengetan. Sie bieten gemeinsam eine innovative Lösung an: Die Münchener Firma stellt effiziente Minikraftwerke zur Abwärmenutzung bereit und vertreibt diese mit dem Essener Stromkonzern.
Abwärme effizient nutzen
Die Münchener Firma nennt die Minikraftwerke „efficiency PACKs“. Das Wort „PACK“ soll zeigen, dass die Kraftwerke kompakt und modulartig stapelbar, also kombinierbar, sind. Eines dieser Kraftwerke benötigt nicht mehr Platz als eine Dusche, ist also nahezu überall einsetzbar.
In diesen Kraftwerken wird Abwärme mit Hilfe des „Organic Rankine Cycle“ (ORC) der „zweiten Generation“ in Strom umgewandelt. Der ORC ist eine erprobte Technik, mit der sich Abwärme zur Stromerzeugung nutzen lässt. Dank einer Weiterentwicklung der Münchner Firma kann Abwärme mit dieser Technik bereits genutzt werden, wenn sie nur 80 °C heiß ist. „Zweite Generation“ bedeutet, dass es gelungen ist, die bisher in Großkraftwerken genutzte Technik – die „erste Generation“ – auch im kleinen Maßstab und damit viel flexibler nutzbar zu machen.
Mit diesen Minikraftwerken kann Abwärme etwa aus der thermischen Nachverbrennung, von Kühlprozessen, aus Drehrohröfen und aus Prozesswärme genutzt werden. Dieser Technik lässt sich etwa in der Glas-, Keramik-, Metall-, Papier- und Zementherstellung anwenden wie auch bei der Herstellung und Fertigung vieler Produkte.
Dampfturbine ohne Wasser
Eine ORC-Anlage funktioniert grundsätzlich wie eine Dampfturbine. Der wichtigste Unterschied: Statt Wasser wird ein organisches Kältemittel verdampft. Bei Orcan Energy ist dies das Gas Pentafluorpropan, ein ungiftige Substanz, die nicht brennbar ist und nicht die Ozonschicht schädigt.
Das Kältemittel durchläuft – wie Wasser in einer Dampfturbine – einen Kreislauf und wandelt dabei Abwärme kontinuierlich in mechanische Arbeit um. Wärmeüberträger leiten dazu die Abwärme der Industrieanlage zur ORC-Anlage. Das Kältemittel verdampft und wird als überhitzter Dampf der Expansionsmaschine zugeführt. Hier wird das unter Hochdruck stehende Kältemittel entspannt. Dies bringt eine Expansionsmaschine zum Rotieren, die wiederum einen Generator antreibt, der aus dieser mechanischen Energie Elektrizität erzeugt.
Rund-um-Sorglos-Paket
E.ON Business Solutions und Orcan Energy wollen es mit ihrer Zusammenarbeit anderen Unternehmen einfach machen, ressourcenschonend und gleichzeitig wirtschaftlich im Sinne des Klimaschutzes zu arbeiten. Das Essener Energieunternehmen bietet hierzu ein Rund-um-Sorglos-Paket an, in dem es die Planung, Installation und Finanzierung übernimmt und sich auch später um die Betriebsführung und Wartung kümmert.
Es ist ein maßgeschneidertes Paket. Die Business Solution-Einheit von E.ON erzeugt den CO2-neutralen Strom und stellt diesen im Rahmen langfristiger Lieferverträge günstig an dem jeweiligen Kunden zur Verfügung. In der Summe spart der Kunde einmal Geld. Denn die Gestehungskosten des CO2-neutralen Stroms, der in seinem eigenen Werk produziert wird, sind mit rund drei bis fünf Cent pro Kilowattstunde recht niedrig. Und der Kund verbessert gleichzeitig seine CO2-Bilanz.
Weltweit etabliert
Das Rund-um-Sorglos-Paket kommt in der Wirtschaft an. E.ON Business Solution konnte die ersten Projekte bereits in Unternehmen starten (Stand Mai 2020). Und die Firmen können sich auf Orcan Energys Erfahrung verlassen: Das Unternehmen hat bereits mehr als 200 Anlagen in die ganze Welt verkauft. Damit sind diese „efficiency PACKs“ die meistgenutzte ORC- Anlage im Nieder-Temperatur-Sektor weltweit.
www.orcan-energy.com
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