Abwärmenutzung – Schritt für Schritt

In der Industrie wächst die Relevanz von Energieeffizienz und Nachhaltigkeit enorm. Dabei rückt die Abwärmenutzung in den Fokus vieler industrieller Prozesse. Unter Experten spricht man bereits von der unsichtbaren Energiequelle der Industrie. Wir zeigen Ihnen wie Sie für die Abwärmenutzung geeignete Energiequellen identifizieren, ihre Wärmeleistung sinnvoll einsetzen. Dieser Blogbeitrag wird Sie Schritt für Schritt durch die Abwärmenutzung und dessen Vorteilen führen.

Inhalte zum Thema Abwärmenutzung:

• Wie kann ich Abwärmequellen für meine Abwärmenutzung indentifizieren?
• Abwärmenutzung - Wie groß ist die Wärmeleistung?
• Wie kann ich Abwärme im Rahmen der Abwärmenutzung wieder reintegrieren?
• Atlas Copco im Bereich Abwärmenutzung
• Weitere Möglichkeiten/Umsetzungen für eine Abwärmenutzung
• Zusammenfassung zum Thema Abwärmenutzung
• Interesse an einer Abwärmenutzung?

Wie kann ich Abwärmequellen für meine Abwärmenutzung indentifizieren?

Für die Abwärmenutzung ist die Identifizierung von Abwärmequellen ein erster wichtiger Schritt, um das Potenzial zur Wärmerückgewinnung und Energieeffizienzsteigerung in einem industriellen oder gewerblichen Umfeld zu erkennen. Idealerweise ist ein Energiemanagementsystem mit Verbrauchsdaten, insbesondere bei komplexen Produktionsprozessen, sinnvoll, um Energieströme zu analysieren. Über Bilanzen lassen sich Abwärmepotentiale für eine Abwärmenutzung leicht identifizieren.

Da in der Praxis oft kein vollständiges Energiemanagementsystem vorhanden ist, können Ihnen die folgenden einfachen Fragen dabei helfen, Abwärmequellen für Ihre Abwärmenutzung zu identifizieren:

• Verfügen Sie über Kühlsysteme, Kondensatoren oder Abluftanlagen? Überall dort, wo Medien gekühlt oder an die Umgebung abgegeben werden, bleibt Abwärme ungenutzt!
• Haben Sie ableitendes Abwasser, Kondensat oder andere Medien? Oft bleibt die in diesen Prozessen erzeugte Abwärme ungenutzt.

Haben Sie eine der beiden Fragen mit „Ja“ beantwortet, dann schlummert bei Ihnen die unsichtbare Energiequelle der Abwärmenutzung. Erfahren Sie im nächsten Abschnitt, wie Sie und Ihr Unternehmen von einer Abwärmenutzung dieser Art profitieren.

Abwärmenutzung - Wie groß ist die Wärmeleistung?

Nachdem eine Abwärmequelle identifiziert wurde, folgt der zweite Schritt, sie für die Abwärmenutzung zu quantifizieren. Um das Potenzial einer Abwärmequelle zu bestimmen, ist es in erster Linie erforderlich die Menge an verfügbarer Wärmeleistung zu bestimmen. Damit die Abwärme aus einem Prozess entzogen und für weitere Zwecke genutzt werden kann, werden in der Regel praktischerweise Wärmeübertrager für die Abwärmenutzung eingesetzt. Die Wärmeleistung, die an einem Wärmeübertragers genutzt werden kann, lässt sich mit der folgenden Formel bestimmen:

Die Formel beinhaltet den Massenstrom sowie die Wärmekapazität [cp] des Abwärme-Mediums (für flüssiges Wasser [cp, Wasser = 4190 J/kg*K] und für Luft/Abgase in erster Näherung [cp, Luft/Abgase = 1005 J/kg*K]) und die Temperaturen am Wärmeübertrager. Ohne tiefer auf die physikalischen Zusammenhänge eingehen zu wollen, lässt sich aus der Formel folgendes ablesen: Die nutzbare Wärmeleistung eines Abwärme-Mediums steigt mit dessen Massenstrom und Temperaturdifferenz. Um die verfügbare Wärmeleistung abschätzen zu können, sollten daher Abwärme-Medium, Temperatur und Volumen- oder Massenstrom von dem jeweiligen Prozess bekannt sein.

Abwärme ist nicht einheitlich, sondern muss in Verbindung mit ihrer Temperatur betrachtet werden. Abhängig von ihrem Temperaturniveau kann Abwärme als höherwertig oder niedrigerwertig eingestuft werden. Das Temperaturniveau spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der möglichen Verwendungsmöglichkeiten der Abwärme. 

Wie kann ich Abwärme im Rahmen der Abwärmenutzung wieder reintegrieren?

Nachdem Sie Abwärmequellen identifiziert und quantifiziert haben, ist der nächste Schritt, die Abwärme in der Industrie effizient zu nutzen (Abwärmenutzung). Die bevorzugte Methode besteht oft darin, die Abwärme wieder in die industriellen Prozesse zu reintegrieren, indem sie beispielsweise in nutzbare Prozesswärme umgewandelt wird. Daher sollten Sie sich nun einen Überblick über vorhandene Wärmesenken verschaffen. Hierfür beantworten Sie folgende Fragen:

• Für welche Prozesse in Ihrem Unternehmen wird Wärme benötigt? Dies kann neben Prozesswärme-Anwendungen z.B: für Raumheizung oder Warmwasserversorgung sein

Machen Sie eine Liste mit Ihren Wärmequellen und Wärmesenken. Eine derartige vereinfachte Liste könnte folgendermaßen aussehen:

Um Abwärme in die Industrie zurückzuführen und um von den Vorteilen einer Abwärmenutzung zu profitieren, ist es anschließend notwendig, Abwärmequellen und Wärmesenken geschickt miteinander zu verbinden. Neben der Effizienz spielen auch Faktoren wie die vorhandene Infrastruktur, mögliche Integrationspunkte und Entfernungen eine entscheidende Rolle, um festzustellen, in welchem Maße sich Wärmequellen und Wärmesenken miteinander verbinden lassen.

Oftmals befinden sich die Temperaturniveaus der Abwärmequellen unterhalb der benötigten Temperaturen der Wärmesenken, wodurch eine direkte Nutzung der Abwärme nicht möglich ist. Um das Temperaturniveau der Abwärme an das der Wärmesenken anzuheben, ist der Einsatz einer Wärmepumpe erforderlich.

Atlas Copco im Bereich Abwärmenutzung

Atlas Copco bietet industriellen Maßstab Wasser-Wärmepumpen an, mit denen die Temperaturniveaus von Abwärmequellen auf ein höheres Niveau transformiert werden können. Mit diesen Wärmepumpen ist es beispielsweise möglich, heißes Wasser bis zu einer maximalen Temperatur von 120°C bereitzustellen. Für noch höhere Temperaturniveaus kann das heiße Wasser in Niederdruckdampf umgewandelt werden, der dann mithilfe eines Dampfverdichters als Prozesswärme auf noch höhere Temperaturen gebracht werden kann (siehe folgende Abbildung).

Welche Möglichkeiten gibt es noch, wenn Abwärmequellen sich nicht mehr reintegrieren lassen?

Wenn Abwärmequellen sich nicht mehr direkt in die industriellen Prozesse reintegrieren lassen, gibt es dennoch mehrere Möglichkeiten, die Abwärme sinnvoll zu nutzen. Hier sind einige Ansätze:

• Abwärme in benachbarte Betriebe leiten: Wenn es in der Nähe andere Betriebe oder Einrichtungen gibt, die Abwärme benötigen könnten, könnte eine Zusammenarbeit zur Nutzung der Abwärme erfolgen. Die überschüssige Wärme könnte so in benachbarte Industrien oder Fernwärmenetze geleitet werden.
  
  
• Abwärme verstromen: Eine Möglichkeit zur Nutzung von Abwärmequellen mit einem hohen Temperaturniveau über 90°C besteht darin, sie mithilfe von ORC-Anlagen (Organic Rankine Cycle) zu verstromen. Diese Technologie ermöglicht die Umwandlung der Abwärme in elektrische Energie, was eine effiziente Art der Wärmerückgewinnung und Energiegewinnung darstellt. 
  
  

Zusammenfassung zum Thema Abwärmenutzung

Die optimale Nutzung von Abwärme hängt maßgeblich von den individuellen Gegebenheiten, den Prozessen und der Infrastruktur eines Unternehmens ab. Eine gründliche Bewertung der Möglichkeiten zur Abwärmenutzung und eine umfassende Energieberatung sind daher entscheidend, um die bestmögliche Verwendung der Abwärme sicherzustellen. Oft ist die Rückführung der Abwärme in die industriellen Prozesse als nutzbare Prozesswärme die effizienteste und wirtschaftlichste Methode, um Abwärme zu nutzen.

Es ist jedoch wichtig, dass Unternehmen auch Alternativen in Betracht ziehen, wenn die Reintegration der Abwärme nicht praktikabel ist. Die Vermeidung von Abwärme, wenn sie nicht genutzt werden kann, sollte ebenfalls ein Ziel sein, um Ressourcenverschwendung zu minimieren und zu einer nachhaltigeren Betriebsweise beizutragen. Jede Situation erfordert eine maßgeschneiderte Lösung, und eine umfassende Betrachtung der Optionen kann dazu beitragen, die Energieeffizienz zu steigern und die Umweltauswirkungen zu reduzieren. Indem Unternehmen die Abwärmenutzung als Teil ihres Energiemanagementplans strategisch einbeziehen, können sie nicht nur Kosten einsparen, sondern auch einen wertvollen Beitrag zur nachhaltigen Ressourcennutzung und Umweltschonung leisten.

Interesse an der Nutzung von Abwärme?

Hat Ihnen unser Blogbeitrag zum Thema Abwärmenutzung gefallen oder sogar Ihr Interesse an der Abwärmenutzung geweckt? Dann sind Sie bei uns genau richtig. Denn wenn Sie darüber nachdenken, wie Sie Ihr Unternehmen energieeffizienter machen können, ist es empfehlenswert mit einem Experten Ihres Vertrauens zu sprechen. Unser Expertenteam berät Sie, beantwortet Ihre Fragen und hilft Ihnen bei der Beurteilung der Eignung der Abwärmenutzung in Ihrem Unternehmen. Eine unverbindliche Beratung ist oft der erste Schritt, um das volle Potenzial einer Abwärmequelle zu ermitteln und diese durch Abwärmenutzung zu nutzen. Besonders in einer Zeit, in der die Energiekosten dramatisch steigen, ist es sinnvoll einmal mehr auf alternative Energiequellen zu setzen.

Wir verstehen, dass jede Anwendung und jedes Unternehmen einzigartig ist und individuelle Prozesse hat. Deshalb bieten wir Ihnen Lösungen, die auf Ihre spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind. Dabei verbessert die Abwärmenutzung nicht nur die Energieeffizienz, sondern führt auch zu erheblichen Kosteneinsparungen und fördert gleichzeitig eine nachhaltige Entwicklung industrieller Prozesse und Fertigungen. Kontaktieren Sie uns gerne für einen unverbindlichen Beratungstermin. Unser Experte Herr Vasuthevan unterstützt Sie dabei, eine optimale Abwärmenutzung zu erreichen. Die Kontaktaufnahme mit uns kann der erste Schritt zu einem effizienteren und nachhaltigeren Betrieb sein. Wir freuen uns darauf, gemeinsam mit Ihnen eine grünere Zukunft zu gestalten und gemeinsam Ihr Potenziale zur Abwärmenutzung aufzudecken.