Steigende Energierechnungen eindämmen

Bestimmte Kältemittel ermöglichen es Energieeinsparungen zu maximieren und Kohlenstoffemissionen zu reduzieren.

Die UN-Klimakonferenz in Glasgow 2021 hat die Notwendigkeit zur Dekarbonisierung in der Fertigungsindustrie deutlich hervorgehoben. Zusätzliche Rechtsvorschriften werden folgen. Hinzu kommen steigende Energiepreise – allein die für Heizöl und Kraftstoffe stiegen binnen eines Jahres um 30 Prozent. Es braucht einen Weg, die Vorschriften einzuhalten und gleichzeitig die Energiekosten zu senken. Eine Möglichkeit dazu bietet der Einsatz von Wärmepumpen: Die Technologie zur Rückgewinnung verwendet Energie wieder, die sonst verloren ginge oder verschwendet würde.

Moderne industrielle Wärmepumpen gehen noch einen Schritt weiter: Sie können die Temperatur von Abwärmeströmen auf ein höheres Niveau anheben, so dass sie hoch genug für den Einsatz in verschiedenen Fertigungsprozessen ist. Nicht nur Abwärme aus Gebäuden und Prozessen kann recycelt werden, auch erneuerbare Energie aus der Luft, dem Wasser oder dem Boden kann zum Heizen und Kühlen genutzt werden. Es ist daher nicht verwunderlich, dass die Internationale Energieagentur (IEA) in ihrem Leitbericht Net Zero by 2050 feststellt, dass Wärmepumpen ein Eckpfeiler für die Ablösung der Heizung mit fossilen Brennstoffen sein werden, um Net-Zero-Ziele zu erreichen.

Senken des Energieverbrauchs

Nicht alle Wärmepumpen sind gleich. Die derzeitigen Konstruktionen beschränken sich meist auf eine Wärmeleistung von etwa 70 bis 80 °C. Viele industrielle Verfahren erfordern jedoch oft Temperaturen zwischen 100 und 200 °C, wie zum Beispiel die Lebensmittelverarbeitung, die Arzneimittelherstellung, die Papier- und Pappherstellung, der Maschinenbau, Zementwerke und die Kunststoffindustrie.

Aus diesem Grund hat das britische Unternehmen Futraheat einen Dampfkompressor für die Wärmepumpenkonstruktion entwickelt, der Wärme von bis zu 150 °C liefern kann. Die Technologie ermöglicht das Senken des Energieverbrauchs um 80 Prozent, einen 25-prozentigen Rückgang der Brennstoffkosten, eine Amortisation innerhalb von drei Jahren und CO₂-freie Wärme, wenn sie mit erneuerbarem Strom betrieben wird. Im Gegensatz zu anderen Wärmepumpenkonfigurationen arbeitet die Konstruktion mit stark verringerten Drehzahlen und ist ölfrei, was die Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten senkt. Es gibt jedoch eine Komponente, ohne die diese Wärmepumpen diese Ergebnisse nicht erreichen würden: das Kältemittel.

Kältemittel zur Abwärmenutzung

Bestimmte, nicht brennbare Kältemittel ermöglichen durch ihre chemischen Eigenschaften den Betrieb der Wärmepumpen bei äußerst günstigen Temperaturen und Drücken, während das sehr niedrige Treibhauspotenzial (Global Warming Potential – GWP) sie zu einer langfristigen, umweltfreundlichen und wirtschaftlichen Lösung machen. Sie hilft, Energieeinsparungen zu maximieren und Kohlenstoffemissionen zu reduzieren.

Basierend auf der Hydrofluorolefin-Technologie und mit einem GWP-Wert von 1, eignen sie sich nicht nur für Wärmepumpen, sondern bieten auch eine bessere Kapazität und eine ähnliche Effizienz wie Vorgänger-Kältemittel in Niederdruck-Zentrifugalkühlern, die zur Kühlung großer Gebäude und Infrastrukturen eingesetzt werden. Die Weiterentwicklung von Kältemitteln mit niedrigem und sehr niedrigem GWP ist essenziell, um den Anforderungen des wachsenden Marktes für kohlenstoffarme Wärme gerecht zu werden und um Lösungen der nächsten Generation auf den Markt zu bringen.

Die Abwärmenutzung wird ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung hin zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft sein und ist bereits Teil von Bundesförderprogrammen. Diese Unterstützungsmöglichkeiten sowie erfolgreiche Partnerschaften zur Wiederverwendung von Abwärme stärken das Vertrauen der Industrie, um in Technologien zur Rückgewinnung von Wärme aus industriellen Prozessen zu investieren und ebnen den Weg in eine kohlenstofffreie Zukunft.