Nachhaltiges Wärmeökosystem für die europäische Industrie auf den Weg bringen
Das Team des EU-finanzierten Projekts SUSHEAT(öffnet in neuem Fenster) hat zwei neue Infografiken veröffentlicht, die das komplexe Wärmeökosystem entmystifizieren sollen, das Europas Bemühungen um die Dekarbonisierung seiner Industriezweige unterstützt. Mit dem auf der Projektwebsite verfügbaren Bildmaterial wird das Ziel verfolgt, das Bewusstsein dafür zu schärfen, wie Heizkessel für fossile Brennstoffe durch fortgeschrittene, auf erneuerbaren Energien basierende Heizlösungen ersetzt werden können, um die Abhängigkeit der europäischen Industrie von Energieimporten zu verringern. Die Dekarbonisierung der Industrie stellt eine der größten Herausforderungen dar, denen sich die EU in ihrem Streben nach Klimaneutralität bis 2050 stellen muss. Die in Sektoren von der Lebensmittelverarbeitung bis hin zur chemischen Industrie benötigte Wärmeenergie bildet einen großen Teil des industriellen Energiebedarfs – bei ihrer Erzeugung besteht jedoch starke Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Um dieses Problem anzugehen, führt das Team von SUSHEAT Technologien ein, bei denen fossile Energie durch die Ausnutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen und Industrieabfällen ersetzt wird. An dieser Stelle kommen die beiden Infografiken ins Spiel. Ihr Ziel ist es, Forschenden, Interessengruppen aus der Industrie und der breiten Öffentlichkeit zu vermitteln, wie diese Technologien zuverlässige Hochtemperaturwärme für die industrielle Nutzung abscheiden, aufbereiten, speichern und bereitstellen und dabei die nötige Flexibilität bieten, um mit schwankendem Bedarf und wechselnden Bedingungen umzugehen.
Visualisierung von Kerntechnologien
In der ersten Infografik(öffnet in neuem Fenster) sind die wichtigsten projekteigenen technologischen Säulen aufgeführt. Herzstück des Systems ist eine maßgeschneiderte Hochtemperaturwärmepumpe, die thermischer Energie aus Niedertemperaturwärmequellen wie Abwärme aus industriellen Prozessen, Umgebungsluft und solarthermischen Kollektoren Temperaturen von 180-250 °C verleihen kann. Damit wird ein entscheidendes technisches Hindernis überwunden, denn für diesen Bereich gibt es gegenwärtig nur wenige Lösungen, sodass ein erheblicher Teil des industriellen Bedarfs mit Erdgas und Kohle gedeckt werden muss. Die Wärmepumpe ist mit einem neuartigen Wärmespeicherungssystem gekoppelt, bei dem Phasenwechselmaterialien zum Einsatz kommen, um große Wärmemengen in kompakten Volumina zu speichern. Das System optimiert Wärmespeicherung und -abgabe, sodass auch bei schwankender Einspeisung erneuerbarer Energien der kontinuierliche Betrieb gewährleistet ist. Neben der Energiegewinnung aus Abwärme umfasst das SUSHEAT-Ökosystem auch konzentrierte Solarwärme, die mit einem linearen Fresnel-Kollektor erzeugt wird. Damit wird der Heizprozess unterstützt, wenn die Witterungsbedingungen es zulassen. Vervollständigt wird die Gruppe der Kerntechnologien durch ein KI-gestütztes digitales System, den Steuerungs- und Integrationszwilling (Control and Integration Twin; CIT), der das gesamte Ökosystem steuert. Der CIT fungiert als übergeordnetes „Gehirn“, das die Wärmespeicherung, -aufbereitung und -abgabe dynamisch und in Echtzeit plant, um Effizienz und Flexibilität zu maximieren.
Den Kreislauf schließen
Anhand der zweiten Infografik(öffnet in neuem Fenster) wird das Konzept der intelligenten Wärmerückgewinnung innerhalb eines geschlossenen Kreislaufs erläutert, wobei die praktische Integration der SUSHEAT-Technologien in einer Fabrikumgebung im Mittelpunkt stehen. Es wird der Energiefluss von der Abwärmegewinnung über die Niedertemperaturspeicherung in einem ersten Wärmespeicherbehälter, die Wärmeaufbereitung mit einer Hochtemperaturwärmepumpe, die Hochtemperaturspeicherung in einer zweiten Wärmespeichereinheit bis hin zur Nutzung in einem industriellen Prozess abgebildet. In dieser Infografik demonstriert das Team von SUSHEAT, wie seine Lösung fossile Wärme durch aufbereitete erneuerbare und rückgewonnene Wärme ersetzt und auf diese Weise die CO2-Emissionen reduziert, ohne die in der Industrie geltenden strengen Wärmenormen und Zuverlässigkeitsstandards zu beeinträchtigen. Das gesamte System wird in Laborumgebungen unter Nutzung realer Daten von zwei SUSHEAT-Partnern erprobt: bei Pelagia, einem lebensmittelverarbeitenden Betrieb in Norwegen, und bei Mandrekas, einem Molkereibetrieb in Griechenland. Im Rahmen von SUSHEAT (Smart Integration of Waste and Renewable Energy for Sustainable Heat Upgrade in the Industry) wird Abwärme von einem Nebenprodukt in eine wertvolle Ressource verwandelt und diese mit erneuerbaren Energien kombiniert, wodurch gezeigt wird, wie die europäische Industrie ihren CO2-Fußabdruck verkleinern und gleichzeitig die Energiesicherheit erhöhen kann. Das Projekt endet 2027. Weitere Informationen: SUSHEAT-Projektwebsite(öffnet in neuem Fenster)
