Skip to main content

Waste Heat Recovery in Industrial Drying Processes

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowoczesne pompy ciepła zapewniają wydajniejsze wykorzystanie energii i ograniczenie emisji CO2 w produkcji

W UE metody suszenia odpowiadają za 10–25 % zużycia energii w przemyśle. W związku z tym wykorzystanie pomp ciepła do odzyskiwania i ponownego wykorzystania ciepła odpadowego w procesach suszenia jest rozwiązaniem o ogromnym potencjale dla sektorów przemysłu produkcyjnego, wymagających zużycia dużych ilości energii.

Zmiana klimatu i środowisko
Energia

Większość energii wykorzystywanej obecnie do suszenia pochodzi z paliw kopalnych. Jednym z koronnych przykładów są tu palniki gazowe. Niektóre branże chcą zrezygnować z palników gazowych na rzecz przemysłowych pomp ciepła, które zwiększają efektywność energetyczną oraz ilość odnawialnego ciepła w przemyśle przetwórczym. „Pompy ciepła są powszechnie stosowane w budynkach mieszkalnych”, zauważa Veronika Wilk, koordynatorka tematyczna w Centrum na rzecz Energii w Austriackim Instytucie Technologii, koordynującym finansowany ze środków UE projekt DryFiciency. „Jednak w przypadku zastosowań przemysłowych wygląda to inaczej”.

Wydajna technologia odzyskiwania ciepła

Zespół projektu DryFiciency opracował i z powodzeniem zaprezentował dwie różne technologie przemysłowej pompy ciepła, które przekształcają ciepło odpadowe w użyteczne ciepło o temperaturach do nawet 160 °C. Ciepło odpadowe to energia, która nie jest wykorzystywana, w związku z czym jest ona stracona, zmarnowana lub uwalniana do środowiska. Z kolei pompy ciepła pozwalają na ponowne wykorzystanie tego ciepła. Podniesiona temperatura sprawia, że technologię tę można zastosować w rozmaitych procedurach przemysłowych. Przykładem jest tu choćby sektor żywności i napojów, ceramika, pulpa i papier, tekstylia oraz chemikalia. Do końca sierpnia 2021 roku każdy z dwóch wykorzystywanych w projekcie układów pomp ciepła o zapętlonym obiegu zamkniętym przepracował blisko 4 000 godzin. W porównaniu z konwencjonalnymi palnikami zasilanymi gazem ziemnym prezentowane pompy ciepła umożliwiły zaoszczędzenie nawet 80 % energii oraz ograniczenie emisji dwutlenku węgla o blisko 80 %. Oprócz tych korzyści suszenie elektryczne z zastosowaniem pomp ciepła może przyczynić się do zmniejszenia kosztów produkcyjnych przemysłowych użytkowników końcowych nawet o 20 %. Przy zastosowaniu trzeciego systemu pomp ciepła wysuszono ponad 100 ton biomasy. Zaowocowało to zwiększeniem wydajności i mocy przerobowych suszarki o ponad 75 % przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia energii o 70 %.

Działania na rzecz wprowadzenia rozwiązania na rynek

Przed realizacją projektu DryFiciency świadomość na temat przemysłowych pomp ciepła jako takich oraz w szczególności pomp ciepła generujących wysoką temperaturę była niska. Również zrozumienie potencjału ciepła odpadowego oraz poziom wykorzystania pomp ciepła generujących wysoką temperaturę były ograniczone. „Ich możliwości techniczne były nieznane wielu przemysłowym użytkownikom końcowym, ale także istotnym pośrednikom, takim jak doradcy energetyczni, projektanci zakładów i inżynierowie czy też producenci suszarek chcący zwiększyć wydajność swych procesów”, wyjaśnia Wilk. „Dzięki wynikom uzyskanym w projekcie pompy ciepła są teraz obecne w zakładach wielu potencjalnych klientów przemysłowych. Co więcej, producenci suszarek są bardzo zainteresowani zwiększeniem wydajności swych systemów suszenia poprzez włączenie do nich pomp ciepła. Sander Geelen, członek Zewnętrznej Rady Ekspertów projektu oraz dyrektor zarządzający Geelen Counterflow, zintensyfikował współpracę z partnerami projektu DryFiciency. Według stanu na październik 2021 roku holenderska firma sprzedała trzy w pełni elektryczne suszarki podmiotom z Chin, Norwegii i Korei Południowej. Co ciekawe, partnerzy projektu obliczyli, jakie skutki miałoby zastosowanie pomp ciepła w połowie wszystkich procesów suszenia przemysłowego w UE. Wkład w realizację celów klimatycznych przewidzianych do 2030 roku zgodnie z Europejskim Zielonym Ładem byłby tu znaczący. Obniżenie zużycia energii o 107–268 terawatogodzin oznacza obniżenie o 7 % do 18 % ostatecznego zużycia energii nadal potrzebnego do realizacji unijnych celów klimatycznych. Pompy ciepła obniżyłyby również emisje dwutlenku węgla o 27–66 milionów ton rocznie, przyczyniając się do wymaganego w UE do 2030 r. ograniczenia emisji (w tym przypadku: o 3–7 %).

Słowa kluczowe

DryFiciency, pompa ciepła, energia, suszenie, suszarka, przemysłowa pompa ciepła, ciepło odpadowe, palnik gazowy, odzyskiwanie ciepła

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania