Wärmebedarf in der Industrie: Schlüsselrolle für Klimastrategien
Prozesswärme – meist in Form von Dampf – ist für industrielle Abläufe unverzichtbar, etwa zum Erhitzen, Reinigen oder Trocknen. Diese Wärme wird häufig durch fossile Energieträger erzeugt, was einen hohen CO₂-Ausstoß zur Folge hat. Laut einer Analyse der Hochschule Niederrhein könnten Unternehmen durch Optimierung ihrer Systeme jährlich bis zu 21 Milliarden Euro einsparen und gleichzeitig ihren Emissionsausstoß erheblich reduzieren. Rund die Hälfte der aktuell verwendeten Prozesswärme gilt als wirtschaftlich einsparbar – abhängig von eingesetzten Technologien, Prozessanforderungen und bereits realisierten Maßnahmen.
Dampfsysteme unter Druck: Herausforderungen und Verluste
Die Erzeugung von Dampf ist energieintensiv. Beim Verbrennen fossiler Energieträger entstehen je nach Brennstoffart beträchtliche CO₂-Mengen – etwa 0,21 kg CO₂/kWh bei Erdgas, bis zu 0,5 kg bei Kohle. Für 1 kg Dampf bei 1.000 kPa werden rund 2.500 kJ benötigt, was beim Einsatz von Erdgas zu stündlichen Emissionen von etwa 151 kg führen kann. Da viele Produktionsprozesse große Dampfmengen nutzen, potenzieren sich diese Werte entsprechend.
Ein erheblicher Anteil der eingesetzten Energie geht durch Leckagen und ineffiziente Kondensatableiter verloren. Diese Defizite steigern nicht nur die Betriebskosten, sondern auch die Emissionen. Hersteller schätzen, dass jährlich etwa 10 % der mechanischen Ableiter ausfallen – mit erheblichen Dampfverlusten zur Folge.
Zur Reduzierung von Emissionen und Verbesserung der Energieeffizienz setzen Unternehmen zunehmend auf innovative Technologien. Dazu gehören:
- Modernisierung der Dampfsysteme: Durch die Umstellung auf effizientere Kondensatableiter, die Dampfverluste reduzieren, lassen sich Energiekosten senken und Emissionen minimieren. Die Effizienzsteigerungen durch fortschrittliche Kondensatableiter können Dampfverluste um bis zu 30 % verringern.
- Rückführung und Wiederverwendung von Kondensat: Geschlossene Systeme, in denen das Kondensat zum Kessel zurückgeführt wird, verbessern die Gesamtenergieeffizienz erheblich. Optimierte Rückführungssysteme senken den Wasser- und Energieverbrauch, was gerade in Regionen mit begrenzten Wasserressourcen von Vorteil ist.
- Einsatz erneuerbarer Energien und Hybridlösungen: Der zunehmende Einsatz erneuerbarer Energien wie Solarthermie und Biomasse zur Unterstützung der Dampferzeugung kann die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen senken. Hybridlösungen kombinieren erneuerbare und konventionelle Energiequellen und ermöglichen eine flexiblere, umweltfreundlichere Dampferzeugung.
- Effizientere Überwachungs- und Steuerungssysteme: Moderne Mess- und Steuerungstechnologien machen es möglich, Dampfverluste durch Leckagen oder defekte Komponenten frühzeitig zu erkennen. Digitale Überwachungslösungen erhöhen die Anlagenverfügbarkeit und ermöglichen eine proaktive Instandhaltung, was zu signifikanten Energieeinsparungen führt.
- Verbesserte Wärmerückgewinnung: Die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Wärme, die bei der Dampferzeugung oder anderen industriellen Prozessen entsteht, ist eine weitere Möglichkeit, den Energieverbrauch zu reduzieren. Wärme, die ansonsten verloren ginge, kann für andere Prozesse im Betrieb verwendet oder zur Unterstützung des Heizsystems genutzt werden.
