Klimaschonende Bereitstellung industrieller Prozesswärme

Die Kombination von Solarthermie und Kraft-Wärme-Kopplung für eine kohlendioxidarme Bereitstellung industrieller Prozesswärme bis 150°C steht im Fokus eines neuen Verbundprojektes zur Energieeffizienz.

Energieeffizienz und Dekarbonisierung im Prozesswärmebereich - die Kombination aus Solarthermie und hocheffizienter KWK steht im Fokus eines wissenschaftlichen Projektes (Bild: XtravaganT - stock.adobe.com) (PresseBox) ( Kassel, )
Die Dekarbonisierung des industriellen und gewerblichen Prozesswärmebedarfs bis 150 °C ist ein wichtiger Baustein der Wärmewende. Es gibt diverse marktreife Technologien wie Wärmepumpen, Kraft-Wärme-Kopplungssysteme (KWK) und thermische Solaranlagen, die hierzu einen wichtigen Beitrag leisten können.

Bislang werden diese Technologien jedoch üblicherweise einzeln betrachtet und realisiert. Doch gerade die Kombination verschiedener regenerativer bzw. hocheffizienter Wärmeerzeuger bietet die Möglichkeit, einen deutlich größeren Anteil des Wärmebedarfs zu dekarbonisieren. Während schon die Marktdurchdringung der einzelnen Technologien noch deutlich hinter den Möglichkeiten liegt, sind realisierte Prozesswärmeversorgungssysteme, die mehrere dieser Technologien kombinieren, quasi nicht zu finden.

Daher sollen im Rahmen des Projekts „Analyse der Kombination von Solarthermie und Kraft-Wärme-Kopplung für eine CO2-arme Bereitstellung industrieller Prozesswärme (AnanaS )“ wichtige Aspekte zur Kombination dieser Wärmeerzeuger erforscht und entsprechende Implementierungsrichtlinien abgeleitet werden. Unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen beider Wärmeerzeugungstechnologien sollen geeignete Simulationsmodelle zur detaillierten Untersuchung dieser Kombination erstellt werden. In Abhängigkeit der relevanten Parameter werden entsprechende Simulationsstudien durchgeführt, um spezifische Auslegungs- und Integrationsempfehlungen ableiten zu können. Die innerhalb des Projekts entwickelten Auslegungsempfehlungen ermöglichen perspektivisch einen deutlich größeren Anteil regenerativ bzw. effizient bereitgestellter Prozesswärme.

Weiterhin sollen auch eine Vielzahl industrieller thermischer und elektrischer Lastprofile unterschiedlichster Branchen und Betriebsgrößen mit Hilfe verschiedener statistischer und Machine-Learning-Methoden untersucht werden. So sollen Referenzlastprofile für verbreitete Wärmesenken sowie erste Ansätze zur Generierung von synthetischen Prozesswärmelastprofilen erarbeitet werden. Insbesondere wird es interessant sein, inwiefern eine Korrelation zwischen thermischen und elektrischen Lastprofilen abgeleitet werden kann,  Perspektivisch kann so das Problem fehlender thermischer Lastprofile für industrielle Anwendungen umgangen werden. Sowohl zur Vervollständigung und Validierung der Lastprofilanalyse als auch zur entsprechenden Realisierung zweier Konzepte werden ausgewählte Unternehmen untersucht.

Verbundprojekt mit vier starken Partnern

Am 05. September 2019 trafen sich Beteiligte der vier Projektpartner zur Auftaktveranstaltung in Kassel. Federführend bei dem auf 42 Monate angelegten wissenschaftlichen Verbundprojekt ist das Institut für thermische Energietechnik (Fachgebiet Solar- und Anlagentechnik) der Universität Kassel. Als Projektpartner aus Kassel sind die Limón GmbH und die Enertracting GmbH dabei. Das BHKW Infozentrum aus Rastatt komplettiert die Projektgruppe.

Daneben sind mehrere Netzbetreiber als assoziierte Partner eingebunden, die die thermischen und elektrischen Lastprofile anonymisiert zur Verfügung stellen, anhand derer ein Ansatz für synthetische Lastprofile erarbeitet werden soll.

 
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