Energiewende schaffen mit Energieeffizienz

Der Autor: Udo Blume Business Development Manager, Alfa Laval Mid Europe

Die Prozessindustrie als technologisch anspruchsvolle und auf Innovationen angewiesene Branche wird weltweit insbesondere durch steigende Energiepreise und verschärfte Umweltauflagen massiv unter Druck gesetzt. Wettbewerbsfähig wird daher in Zukunft allein sein, wer Produktionssteigerungen clever mit einem sinkenden Energieverbrauch kombinieren kann. Innovative Unternehmen begegnen dieser elementaren Herausforderung auf ungewöhnliche wie effiziente Weise: indem sie ihre Abwärme nutzen.

Durch die Wärmerückgewinnung kann der Energieverbrauch eines Unternehmens massiv gesenkt werden. Insbesondere in den Prozessindustrien werden enorme Mengen an fossilen Brennstoffen verbraucht. Die im Betrieb entstehende Abwärme entschwindet dabei meist ungenutzt in die Umwelt. Innovative wie umweltbewusste Unternehmen recyceln stattdessen die bislang verschwendete Energie, indem sie moderne Plattenwärmetauscher einsetzen. Diese Investitionen in die Rückgewinnung der Abwärme haben sich bereits für viele Unternehmen als äußerst profitabel erwiesen. Zudem kann gleichzeitig ein deutlich niedrigerer CO2-Ausstoß realisiert werden. Clevere Unternehmen leisten also praktisch nebenbei einen großen Beitrag zum Klimaschutz.

Den Unternehmen stehen unterschiedliche Wege offen, um die wiedergewonnene Wärme zu nutzen. Eine standardisierte Ideallösung gibt es dabei nicht, da der effizienteste Energiekreislauf von der jeweiligen Industrieanlage und ihrem spezifischen Umfeld abhängt. Unternehmen sollten sich möglichst intensiv mit allen in Betracht kommenden Möglichkeiten auseinandersetzen, um die passende Lösung für ihre Industrieanlage zu finden. Besonders naheliegend ist es, die Energie gleich am Entstehungsort wiederzuverwerten.

So kann die Kühlungswärme eines Dampfkessels beispielsweise genutzt werden, um eben jenem Dampfkessel zusätzliche Energie zuzuführen. Auf diese Weise kann mit deutlich geringerem Dampfeinsatz eine wesentlich höhere Leistung erzielt werden. Befindet sich das Industriewerk in der Nähe einer Stadt, so kann die gewonnene Abwärme beispielsweise auch an das lokale Fernwärmenetz verkauft werden. Teilweise bieten sich auch Energiekooperationen zwischen verschiedenen Industrieanlagen an, etwa wenn eine energieintensive Anlage neben einer wärmeintensiven Anlage steht.

Dank moderner Technologien sind die Einsatzmöglichkeiten in der Wärmerückgewinnung nahezu unbegrenzt. So kann mit einem Or- ganic Rankine Cycle (ORC) Elektrizität aus handwarmem Wasser gewonnen werden – und mit einem Absorptionskühler wird Abwärme sogar in Kühlleistung verwandelt.

Das Herz eines modernen Abwärmewiedergewinnungssystems ist der Wärmeaustauscher. Dieses Gerät ermöglicht einen Energieaustausch zwischen den unterschiedlichsten Materialien – egal, ob flüssig oder gasförmig. Der Effizienzgrad der Geräte sollte besonders hoch sein, damit sich die Investition möglichst schnell rechnet. Je mehr Wärme wiederverwertet werden kann, desto profitabler ist die Investition. Zu den gebräuchlichsten Wärmeaustauschern gehört der Gehäuse- und Röhrenwärmetauscher, ein Gerät, das aber leider nur über einen sehr niedrigen Effizienzgrad verfügt. Moderne Wärmeaustauscher werden dagegen nach dem sogenannten Plattenwärmerprinzip gebaut. Die Effizienz dieser Anlagen ist deutlich höher als bei den antiquierten Gehäuse- und Röhrenwärmetauschern, teilweise sogar um mehr als das Fünffache. Die Leistungsunterschiede sind enorm, sodass sich der Einsatz dieser Technologie für Unternehmen entsprechend schnell auszahlt.

Durch innovative Abwärmewiedergewinnungssysteme kann der Rohenergieverbrauch von Industrieanlagen signifikant gesenkt werden. Dies hat zur Folge, dass die Emission von schädlichen Klimagasen wie Kohlenstoffdioxid, Schwefel- und Stickoxide deutlich zurückgeht – und dies in Zeiten, in denen die Klimaerwärmung die vielleicht größte Herausforderung der Menschheit ist. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur verbraucht die weltweite Prozessindustrie deutlich zu viel Energie; 50 % des gesamten Energieverbrauchs kann laut der Agentur durch effizientere Technologien eingespart werden (World Energy Outlook 2008). Insgesamt würden auf diese Weise mehr als 1200 Gigawatt Energie eingespart, dies entspricht der dreifachen Leistung aller weltweit vorhandenen Kernkraftwerke!

Die fossilen Energieträger sind endlich – ohne globale Verhaltensänderungen ist die vollkommene Ausbeutung aller Ressourcen bereits heute absehbar. Der Rückgang der Energieträger wird mit Sicherheit mit einem heftigen Preisanstieg einhergehen. In der Vergangenheit haben sich Preisvorhersagen oftmals als zu niedrig herausgestellt: Die Internationale Energiebehörde hat beispielsweise 2006 einen stabilen Ölpreis von 45 bis 50 Dollar pro Barrel vorhergesagt – und zwar bis 2030. Heute, also gerade fünf Jahre später, liegt der Ölpreis schon bei über 100 Dollar pro Barrel.

Die absehbare Energiekrise gehört mit Sicherheit zu den größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts – ökologisch wie ökonomisch. Bei der Lösung sind Wissenschaft, Politik und Wirtschaft gleichermaßen gefordert. Der renommierten Unternehmensberatung McKinsey zufolge kann die Energiewende allein durch den Einsatz von regenerativen Energien nicht gelingen. Vielmehr ließe sich der Klimawandel am ehesten durch die Steigerung der Energieeffizienz in den Griff bekommen, da die hierfür notwendigen Maßnahmen vergleichsweise günstig umgesetzt werden können (McKinsey Quarterly, Januar 2010).

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FusionLine besitzt ein Design mit vollständig offenem Durchfluss und ohne Kontaktpunkte. Der Anwender profitiert bei diesem Design doppelt: Der Wärmeübertrager vereint Energieeffizienz, Zugänglichkeit und Modularität der Plattentechnologie mit der Behandlungsfähigkeit von viskosen und partikelhaltigen Stoffen der Röhrentechnologie. FusionLine verfügt über einen 4 bis 6 mm großen offenen Kanal auf der Produktseite, der einfach im Einbauzustand gereinigt werden kann (CIP) und voll zugänglich ist. Das offene Kanaldesign wird durch die geschweißten Plattenkassetten auf der Medienseite ermöglicht. Die Kassetten werden mit der AlfaFusion-Technologie geschweißt, bei der zwei Edelstahlplatten ohne Nähte zu einem Teil zusammengeschweißt werden.

Die AlfaFusion-Technologie ermöglicht die Verwendung von dünnen Platten, die eine optimale Wärmeübertragung und dadurch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Produktdruck bieten. Die besondere Kanalgeometrie gewährleistet einen schonenden Umgang mit dem Produkt. Die Platten sind einfach hinzuzufügen und zu entnehmen, sodass flexible Reaktionen auf Änderungen im Produktionsvolumen möglich sind.