Großwärmepumpen sparen Kosten und CO2 in der Industrie
17. Oktober 2022
Mehr Aroma für Schokolade: Heizen und Kühlen mit einer Maschine
Das leckere Aroma bekommt die Schokolade durch das sogenannte Conchieren – die Schokoladenmasse wird dabei über mehrere Stunden bei 60 Grad durchgerührt. Die Wärme dafür wird bei vielen Betrieben noch durch Erdgas erzeugt, doch es geht auch günstiger.
Das Schweizer Unternehmen Maestrani stellte seine Heiz- und Kühltechnik um und nutzt jetzt die Abwärme der eigenen Kühlmaschinen für eine Wärmepumpe, die die Conchier-Temperatur bereitstellt.
Früher ging die Abwärme aus der Kühltechnik einfach verloren. Da Wärmepumpen und Kühlschränke das selbe Prinzip nutzen, sind die Prozesse sehr gut zu kombinieren. Die modernen Maschinen bei Maestrani erzeugen nun beides, Kälte und Wärme, und sind besonders effizient.
Damit sank der Energieverbrauch in der gesamten Fabrik um 20 Prozent, 170 Tonnen CO2-Emmissionen werden pro Jahr gespart.
Abwärme aus dem Rechenzentrum für die Käseproduktion
Die Berg-Käserei in Gais (Schweiz) nutzt die Abwärme von einem benachbarten Rechenzentrum. Die Server laufen dort rund um die Uhr und müssen gekühlt werden. Mit der Abwärme wird Wasser auf 20 Grad aufgeheizt und dann durch Rohre zur Käsefabrik gepumpt. Dort ist eine Wärmepumpe angeschlossen, die das Wasser bis 85 Grad erhitzt. Damit werden täglich bis zu 50.000 Liter Milch für die Käseherstellung pasteurisiert.
Die Wärmepumpe deckt den kompletten Wärmebedarf der Käserei. Der Betrieb spart damit nach eigenen Berechnungen fast zwei Millionen Kilowattstunden Erdgas pro Jahr. Nur im Notfall und bei Reparaturen springt nochmal die Gasheizung an, damit die Produktion nicht unterbrochen wird.
Ziegel trocknen mit Hochtemperatur-Wärmepumpe
Die Herstellung von Ziegeln ist sehr energieintensiv. Lehm, Ton und Sand werden zuerst mit Wasser vermischt, in Form gebracht und getrocknet. Dann werden die Ziegel bei bis zu 1000 Grad Celsius im Ofen gebrannt.
Die Ziegelfabrik in Uttendorf (Österreich) nutzt für das Trocknen der Ziegel vor dem Brennen seit 2019 eine Hochtemperatur-Wärmepumpe. Diese nutzt die warme Abluft des Brennofens und erzeugt so bis zu 160 Grad im Trockenraum. Der Einsatz der Wärmepumpe spart rund 30 Prozent Erdgas, außerdem fallen jährlich 2000 bis 3000 Tonnen CO2-Emissionen weniger an.
Betrieben wird die Fabrik von der Wienerberger AG, dem größten Ziegelproduzenten der Welt mit über 200 Fabriken in 28 Ländern. Auch in Polen, Großbritannien und den Niederlanden plant die Firma den Einbau von Hochtemperatur-Wärmepumpen. In Uttendorf soll nun zudem ein Elektro- Brennofen den Gasofen ersetzen.
Ein Drittel der Produktion bald mit Wärmepumpen?
In der Lebens- und Futtermittelfabrik Pischelsdorf (Österreich) nutzt der internationale Lebensmittelkonzern AGRANA eine Hochtemperatur-Wärmepumpe, um damit bei bis zu 160 Grad Wasser aus Weizenstärke zu ziehen. Das getrocknete Pulver wird in der Lebensmittelindustrie als Binde- und Verdickungsmittel von Soßen, Suppen und Pudding gebraucht.
Laut dem österreichischen Forschungsinstituts AIT liefert die Wärmepumpe rund 10 Prozent der Heizleistung der Trocknungsanlage. So werden bis zu 3,2 Millionen kWh Erdgas und etwa 600 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr eingespart.
Solche Hochtemperaturpumpen könnten nach Einschätzung von Veronika Wilk, Expertin für industrielle Wärmepumpen am AIT, vielerorts gut in bestehende Anlagen integriert werden. Mehr als ein Drittel der Produktionsprozesse weltweit könnte künftig davon profitieren, etwa in der Papier-, Lebensmittel- und chemischen Industrie. "Die Rückgewinnung der ungenutzten Abwärme verringert den Bedarf an fossilen Brennstoffen beträchtlich und führt so zur Dekarbonisierung der Prozesse," so Wilk.
Chemiekonzern BASF mit weltgrößter Wärmepumpe?
Bislang werden Wärmepumpen in der Industrie noch selten genutzt, um Prozesswärme für die Produktion zu erzeugen. Solange Gas günstig war, fehlte vielen der Anreiz zum Einbau der modernen Technik.
Durch den Ukrainekrieg und den stark gestiegenen Erdgas-Preis haben sich die Bedingungen verändert, das zwingt Manager zum Umdenken. Hersteller von Großwärmepumpen bekommen immer mehr Anfragen aus der Industrie.
Der Chemiekonzern BASF prüft jetzt für sein Stammwerk in Ludwigshafen den Einbau einer der weltgrößten Wärmepumpen mit einer Leistung von 120.000 Kilowatt.
Die geplante Großwärmepumpe soll Abwärme aus dem fabrikeigenen Kühlwassersystem nutzen. Sie könnte bis zu 150 Tonnen Dampf pro Stunde produzieren, den Erdgasverbrauch stark senken und bis zu 390.000 Tonnen CO2-Emissionen jährlich einsparen.