Abwärmenutzung aus der Industrie

Die Nutzung industrieller Abwärme stellt eine energierelevante Thematik dar. An der FH Kufstein wurde dazu in Kooperation mit der Fa. HOVAL AG eine Potentialstudie mit einem Schwerpunkt der Prozessanalyse zur Niedertemperaturnutzung im außerbetrieblichen Bereich erstellt. Die vom Kooperationspartner bereits entwickelten Applikationen für die Nutzung in der Raumklimatisierung lassen erkennen, dass sich dadurch hohe energetische Einsparungen realisieren lassen. Diese Einsparungen sind dementsprechend auch wirtschaftlich und ökologisch darstellbar.

Einleitung

In der erzeugenden Industrie steckt nach Expertenmeinungen ein hohes Potential in der Nutzung bestehender Abwärme, die oft vernachlässigt wird. Dies liegt unter anderem daran, dass die Informationen und Möglichkeiten zur Nutzung nicht bekannt sind oder die Einsparungen daraus nicht den betrieblichen Amortisationszeiten entsprechen. Es gibt bereits vereinzelt Best Practice Beispiele, welche die anfallende Abwärme durch alternative Nutzung erfolgreich anwenden. Die Möglichkeiten zur Nutzung sind dabei vielfach, von der Gebäudeklimatisierung, der Fernwärmeeinspeisung bis hin zu thermodynamischen Prozessen in Form der Verstromung. Unter technischen oder wirtschaftlichen Aspekten sind jedoch nicht alle Industriebranchen im Hinblick auf die passive Nutzung von Abwärme vorteilhaft. Voraussetzungen dafür sind die gegebenen Temperaturdifferenzen, die Nutzungsdauer, der Massenstrom und die spezifische Wärmekapazität.

Studie

Gegenstand der Studie war die Erhebung der relevanten Kenndaten in der herstellenden Industrie im deutschsprachigen Raum. Anhand der Erhebung und Darstellung der technisch- wirtschaftlichen Gegebenheiten zur Einsparung sollen einerseits die Branchen Anreiz zur energieeffizienteren Nutzung und andererseits der Kooperationspartner eine Grundlage für die Weiterentwicklung für dessen Applikationen und Lösungsmodelle erhalten. Die Studie greift dabei auf Informationen aus Unternehmensbefragungen und exemplarischen Testentwürfen zu energierelevanten Betriebsprozessen zurück. Die Informationen dienen dazu, Prozesse und deren Potentiale zur Abwärmenutzung abzuschätzen bzw. aufzudecken.

Grundlagen

Ein Ergebnis der Untersuchung ist nachfolgend dargestellt. Das Diagramm stellt zusammenfassend das energetische Potential verschiedener Betriebe und Prozesse im Niedertemperaturbereich dar.

Erfolgreiche praktische Umsetzung

Eine praktische Applikation wird derzeit von der Fa. HOVAL AG im Bereich von Produktionshallen mit Werkzeugmaschinen und Schweißanlagen angewendet. Dabei wird die schadstoffbelastete Abluft gereinigt und über die Raumklimatisierung den Räumen wieder zugeführt. "In Verbindung mit einer typischen Wärmerückgewinnung lassen sich Einsparungen von über 90% erreichen" sagt Tobias Brugger, Segmentmanager Produktionshallen, Fa. Hoval AG (Gegenüber einem Standardsystem ohne entsprechender Rückgewinnung und Wärmenutzung).

Fortführend ist vorgesehen, die technischen Applikationen und Möglichkeiten auf weitere Branchen auszuweiten. Wichtig dabei ist, dass die Nutzungen vollständig entkoppelt von den eigentlichen betrieblichen Prozessen erfolgen, damit kein Risiko eines betrieblichen Ausfalls entstehen kann. Im Blickfeld stehen dabei in erster Linie die Branchen, die ein entsprechend nutzbares Potential aufweisen. Inwieweit dazu Anpassungen in verfahrenstechnischer Hinsicht bestehen, ist im Einzelfall zu untersuchen. Die bereits erfolgreiche Umsetzung im Bereich der Werkzeugfertigung mit dem entwickelten Konzept "Processline" gewährleistet die Anwendbarkeit in Verbindung mit wirtschaftlicher Amortisationsdauer. Weitere Informationen zu dieser Applikation sind der Homepage des Entwicklers und Herstellers HOVAL zu entnehmen.

Die Bearbeitung der Studie erfolgte durch Emanuel Stocker, Marie-Helen Kutning, Stefan Niederhofer, Martin Tschurtschenthaler.