Bisher werden Gewerbeimmobilien, (Produktions-) Prozesse und Versorgungssysteme immer noch zu wenig als Einheit gesehen und damit einhergehend ...

... nicht auf die wirklich benötigten Energiebedarfe ausgerichtet. Mithilfe von smarten Ultraschall-Wärmemengenzählern von Molliné forscht das Institut PTW der TU Darmstadt auf Basis hochpräziser Daten an praxisnahen Ansätzen, wie das künftig ressourcenschonend geändert werden kann.

Um die eingeleitete Wärmewende erfolgreich umzusetzen, ist eine drastische Verringerung des Anteils an fossilen Energieträgern und des allgemeinen Energieverbrauchs zwingend notwendig. Eine maßgebliche Rolle kommt dabei auch dem Sektor Industrie zu. Er ist allein für etwa 22 Prozent der inländischen Treibhausgasemissionen, also auch des CO₂-Ausstoßes, verantwortlich (Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien). Aktuell konzentriert sich die öffentliche Diskussion dabei im Wesentlichen auf die Reduktion des Bedarfs an Raumwärme mit dem inhaltlichen Fokus auf verringertem Einsatz fossiler Brennstoffe.

Ein in diesem Kontext deutlich zu wenig betrachteter Bereich ist aber die Frage, speziell an die Handelnden im Sektor Industrie, ob eigentlich die anliegenden Energiebedarfe in der aktuellen Größenordnung notwendig sind. Sagt beispielsweise Fabian Borst von der Technischen Universität (TU) Darmstadt. Er ist als Gruppenleiter „ETA – Energietechnologien und Anwendung in der Produktion“ am dortigen Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) forschend tätig.

Seit 2020 untersucht er gemeinsam mit Projektleiter Lukas Theisinger am Beispiel der ETA-Fabrik, wie sich thermische Energieströme (hier: Heißwasser 70 bis 80 °C, Warmwasser 30 bis 40 °C und Kaltwasser ca. 15 °C für Kühlung) unter Realbedingungen verhalten – genauer betrachtet, geht es um die Aufwendungen für die Energiebereitstellung über die Verluste in der Verteilung bis hin zu den variierenden Lasten während der durch unterschiedlichste, wechselnde Faktoren beeinflussten Nutzungsprozesse.

Fabian Borst fügt hinzu: „Das Einsparpotential, das im industriellen Umfeld bei den energetischen Aufwendungen für Wärme und Kälte besteht, ist enorm. Bislang wird es aber noch viel zu wenig beachtet, weil zum einen die Verbräuche häufig als »fix« angesehen werden. Zum anderen stehen gerade bei vorhandenen Produktions- und Industrieanlagen hinter diesen thermischen Verbräuchen oftmals sehr komplexe technologische Zusammenhänge. Sie im ersten Schritt detailliert zu erfassen und im zweiten dann energetisch zu optimieren, ist aber vergleichsweise aufwändig – also zunächst mit Kosten verbunden, bevor die entsprechenden Einsparungen erzielt werden können.“

Die ETA-Fabrik soll dabei als ein praxisnahes Beispiel Bewusstsein schaffen, wie zielführend und ressourcenschonend es für Betreiber von Industrieanlagen sein kann, sich mit der Thematik auseinanderzusetzen. Sie steht für ein skalierbares, bezüglich der Anforderungen flexibles System mit den drei beschriebenen thermohydraulischen, praxistypischen Versorgungssystemen. Genau wie die Bereitstellung der thermischen Leistung über zwei Blockheizkraftwerke (BHKW, gesamt: 35 kW) sowie zwei Wärmepumpen (gesamt: 18 kW).

Anders als in der Praxis bisher angewendet, müssen jedoch die Maschinen als Teil des thermischen Gebäudesystems und das Gebäude als „Maschine um die (Produktions-) Maschinen“ neu gedacht und verstanden werden, laut Lukas Theisinger: „Es geht darum, die Wärme- und Kälteflüsse in ihrer Gesamtheit zu sehen, um dann bislang ungenutzte Abwärmepotentiale zurückzuführen und auch die Wärmeüberschüsse des Gebäudes zu nutzen.“

Anwendungsbedingte Auswahl von Wärmemengenzählern entscheidend

Auf dem Gelände der ETA-Fabrik wurde deswegen in einem Container eine äußerst kompakte Haustechnikzentrale errichtet, über die die Wärme- und Kältelasten des Gebäudes wie der Produktion geführt, gemessen und hocheffizient wieder verteilt oder in zwei HVFA-Betonzisternen gespeichert werden (HVFA = „High Volume Fly Ash“ = thermischer Betonspeicher). Die EKS-Tec GmbH aus Messel hat dafür nicht nur ein sehr platzsparendes Rohrsystem in Dimensionen bis DN 50 installiert, welches einem „Schlangennest“ ähnelt. Sondern jeden Wärme- und Kältekreis mit kompakten Wärmemengenzählern mit Ultraschalltechnologie von Molliné ausgestattet.

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