Mit zurückgewonnener und wiederverwerteter Abwärme: die Energieeffizienz in der verarbeitenden Industrie steigern

Im Rahmen von durch Horizont 2020 finanzierten Projekten zur Reduzierung der Auswirkungen energieintensiver industrieller Prozesse sind saubere Technologien entstanden. Mit diesen wird Europa den Übergang in eine nachhaltige, wettbewerbsfähige Wirtschaft sowie die umwelt- und klimabedingten Herausforderungen bewältigen. In diesem Results Pack werden neun topaktuelle EU-Projekte präsentiert, die diesen Wandel unterstützen.

Klimawandel und Umwelt

Industrielle Technologien

Energie

© Europäische Union, 2021

Für die energieintensiven Industrien Europas sind 20 % der gesamten Produktionskosten energiebedingt. In einigen Industriezweigen liegt dieser Anteil sogar noch höher. Ungeachtet des bedeutenden technischen Fortschritts bei der Senkung des Energieverbrauchs geht jedoch immer noch ein beträchtlicher Anteil der eingesetzten Energie in Form von Abwärme verloren.

Überschüssige Wärme aus bestimmten Prozessen kann direkt oder auch nach dazwischenliegenden Umwandlungsschritten für andere Industrieprozesse vor Ort und sogar für andere Industriezweige oder Nutzungszwecke eine wertvolle Ressource sein.

Das Potenzial der industriellen Wärmerückgewinnung wird aufgrund etlicher technischer und nichttechnischer Barrieren noch nicht ausgeschöpft. Es fehlt zum Beispiel an effizienten und kostengünstigen Technologien zur Rückgewinnung von Wärmeverlusten und zur Wiederverwendung, Aufwertung oder Umwandlung dieser Wärme, um ihren Wert bewahren zu können.

Industrielle Prozesse mit verbesserter Energieeffizienz können erhebliche Primärenergieeinsparungen, eine Dekarbonisierung der Energieversorgung und in der Folge gesenkte CO2-Emissionen bewirken. Geringere Energiekosten werden die Wettbewerbsfähigkeit stärken.

Eine nachhaltigere Zukunft

Die im Folgenden vorgestellten Projekte haben innovative Verfahren, Lösungen, Technologien und Betriebspraktiken zur Steigerung der Energieeffizienz in der Industrie entwickelt und demonstriert, wobei der Schwerpunkt auf der werterhaltenden Rückgewinnung und Wiederverwendung von Abwärme aus Industrieprozessen liegt.

Dazu zählen die in verschiedenen Sektoren angesiedelte Wärmerückgewinnung und -speicherung, Wärmeaufwertung und Umwandlung von Wärme in Strom oder Kraft. Viele der potenziellen Lösungen für die Rückgewinnung ungenutzter Wärme sind an verschiedene Prozesstypen anpassbar und können in den verschiedensten Industriebereichen reproduziert werden.

Diese Initiativen unterstützen den Europäischen Strategieplan für Energietechnologie (SET-Plan), der ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einem klimaneutralen Energiesystem mithilfe der Entwicklung CO2-armer Technologien ist, sowie den Fahrplan der öffentlich-privaten Partnerschaft SPIRE und seinen Nachfolger, die Forschungsagenda Processes4Planet Partnership.

EU-Forschung im Schlaglicht

In diesem CORDIS Results Pack konzentrieren wir uns auf die innovativen Ergebnisse von über Horizont 2020 finanzierten Projekten, die am Thema Wärmerückgewinnung in der verfahrenstechnischen Industrie arbeiten. TASIO erschuf beispielsweise eine neue Generation der direkten Wärmerückgewinnungstechnik für kommerzielle ORC-Systeme („Organic Rankine Cycle“: Nutzung der Abwärme zur Stromerzeugung) in der Zement-, Glas-, Stahl- und petrochemischen Industrie.

SUSPIRE entwickelte neuartige hocheffiziente Wärmetauscher und thermische Energiespeichertechnologien zur Wiederverwendung oder Kommerzialisierung von Abwärme, während VULKANO sich auf thermische Energiespeichertechnologien auf der Grundlage von Phasenwechselmaterialien konzentrierte, die Hochtemperaturwärme zurückgewinnen und speichern können.

I-ThERM konzipierte innovative sofort betriebsbereite Lösungen zur Wärmerückgewinnung und Wärme-Kraft/Strom-Kopplung für ein breites Spektrum an Möglichkeiten in Bezug auf die Temperaturen, einschließlich des neuartigen Zyklus mit überkritischem CO2.

Bei einigen Prozessen ist die Abwärme jedoch eher niedergradig und aufgrund dessen ist ihre Rückgewinnung mit den derzeit etablierten Technologien nicht praktikabel oder wirtschaftlich lohnend. Deshalb entwickelte Indus3Es einen innovativen Absorptionswärmetransformator für die Wärmerückgewinnung bei niedriger Temperatur, und LOWUP demonstrierte eine innovative Wärmepumpentechnologie, die Wärmeenergie auffängt und aufwertet.

DREAM leistete Pionierarbeit bei der Konstruktion von Wärmerohren, die als Wärmetauscher dienen, welche die rund um Brennöfen verlorengehende Energie zurückgewinnen und sie an einen anderen Punkt in der Produktionskette übertragen. In ähnlicher Weise haben ETEKINA eine neuartige Wärmerohrtechnik, die zum Einsatz in Wärmetauschern bestimmt ist, für die Rückgewinnung und die Nutzung von Wärme aus Abluftströmen entwickelt.

Schließlich hat DryFiciency zwei verschiedene industrielle Wärmepumpentechnologien zur Rückgewinnung und Wiederverwendung von Abwärme in industriellen Trocknungsprozessen entwickelt und erfolgreich demonstriert.