Das Projekt "Teilprojekt: ORC-Entwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Orcan Energy GmbH durchgeführt. Orcan Energy AG entwickelt und baut Organic-Rankine-Cycle(ORC)-Produkte zur Abwärmenutzung im Leistungsbereich von 20 Kilowatt elektrischer Leistung. Um die Energiepotenziale zum Beispiel in der Industrieabwärme zu heben, soll gezeigt werden, dass ORC-Systeme mit Materialkosten von weniger als 1.000 Euro pro Kilowatt möglich sind. Die spezifischen Kosten müssen dafür durch eine Steigerung des Wirkungsgrades und eine Reduktion der Komponentenkosten gesenkt werden. Deshalb wird auf Komponenten-Eigenentwicklungen verzichtet und nach Standardkomponenten gesucht. Diese müssen für den Einsatz in ORC qualifiziert und das ORC-Design zur Aufnahme dieser Komponenten bei gleichem oder besserem Systemverhalten optimiert werden. In einer Testinstallation wird die Machbarkeit im Industrieumfeld gezeigt.
Das Projekt "Installation von 6 ORC Modulen zur Verstromung der Abwärme aus heißen Klinkerkühlergasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CEMEX Zement GmbH durchgeführt. Durch die Nutzung von Prozessabwärme fuer die Stromerzeugung soll Strom erzeugt werden bei gleichzeitiger Vermeidung von CO2 Emissionen. Der erzeugte Strom soll einen Teil des eigenen Strombedarfs abdecken.
Das Projekt "Teilvorhaben Linde AG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt. In L6 wird die 3-stufige Synthese von Oxymethylenethern (OME) aus Synthesegas untersucht, das aus Hüttengasen des thyssenkrupp-Stahlwerks in Duisburg erzeugt wird. Die Synthese erfolgt über Dimethylether und Formaldehyd (FA) als Zwischenprodukte, die aus Synthesegas (vgl. C2C TV L3) bzw. aus Methanol (vgl. C2C TV L2) erzeugt und abschließend zu OME mit 3 bis 5 Formeleinheiten FA umgesetzt werden. Zusätzlich zum stofflichen Verbund aus Stahl und Chemie für die Synthesegas-Erzeugung wird die Nutzung von Abwärmen der Stahlherstellung für die endotherme FA-Synthese untersucht. Die Dynamik von Lastwechselprozessen im Verbund aus Stahl- und Chemieanlagen wird betrachtet, indem für die Prozessparameter Zeitkonstanten aus Bilanz- und Flussgrößen ermittelt werden. Parallel zur Entwicklung des OME-Verfahrens werden OME als Komponenten in Dieselkraftstoffen mit bevorzugten Verbrennungseigenschaften bewertet und daraus Konzepte für ihre Vermarktung abgeleitet. Linde bearbeitet U1 ('Modifizierte DME-Synthese') und U4 ('Prozess-Integration') als Teil einer Gesamtroute über DME zu OME. In Zusammenarbeit mit L0 werden alle im Hüttenabgas enthaltenen Hauptkomponenten und Verunreinigungen beschrieben. Typische Gehalte werden zeitabhängig quantifiziert. W
Das Projekt "Dampferzeugung mithilfe eines Waermewandlers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GEA Luftkühlergesellschaft Happel, Hauptabteilung Forschung und Entwicklung durchgeführt. Objective: To install a heat transformer for the recovery of waste heat contained in wet steam (70-120 degree C.) which is at present not used, to produce steam at 130-150 degree C. The project is expected to confirm, if not improve upon, results already obtained with an existing pilot installation. Operating 8,000 hrs/yr a steam production of 31,600 tons/yr at 2.5 bar corresponding to 2046 TEP/yr is expected. Payback is estimated at 4.2 yrs. General Information: The heat transformer is fed by process waste heat at a temperature of about 100 degree C. A part of this energy is transformed to a higher temperature heat (ca 130 degree C.) and constitutes that fraction which can be recovered, the remainder being exhausted at a lower temperature of about 40 degree C. The working fluid is a solution of water mixed lithium bromide (LiBr). In comparison with ammonia (NH3), this solution allows operation either under vacuum or slight over pressure in the transformer's internal circuits thus avoiding the high pressures (up to 40 bar) seen when NH3 is used. LiBr leaks are almost completely avoided. The heat transformer will be installed in a chemical firm (Degussa works, in Wesseling, Cologne) where the steam coming from a dehydration unit will be used as the heat source. The transformer will extract 4.7 Mw from the heat potential available in this steam. Of this 4.7 Mw, 2.3 Mw will substitute 3.52 ton/hr of steam at 3 bar of the boiler production. The remainder, 2.4 Mw will serve to heat 110 m3/hr of water from 15 to 34 degree C. The efficiency of the transformer, defined as the ratio of the energy transformed to the highest temperature (2.3 Mw) and the waste energy supplied at lower temperature (4.7 Mw), is 48 per cent. Achievements: The planning, mechanical design, and the erection was finished in June 1988. There were problems from the very beginning of the first test series under design conditions with 100 degree C waste steam. From the recorded data, small leakages could be detected at high temperature, but no leakage could be detected on the cooled down heat transformer. Due to these leakages, pitting corrosion occurred in the absorber tubes. This generated some small holes in some of the stainless steel tubes. During the demonstration phase of the project several performance tests were executed. Due to varying steam production of the dryer and varying composition (air content) of the exhaust steam, the efficiency of the heat transformer (that is the recovered heat in the form of produced steam of 130-150 degree C) varies too. The cop was found to be between 0.33 to 0.4. Typical values are Exhaust Steam Produced Steam Steam Pressure Cop: t/hr t/hr bar, 6,45 2,1 3,4 0,33; 7,4 2,8 3,0 0.38; 5,0 2,03 3,0 0,4.
Das Projekt "Waste Heat Recovery by an Organic-Rankine-Cycle (RecoORC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik Stuttgart, Zentrum für angewandte Forschung an Fachhochschulen, Nachhaltige Energietechnik - zafh.net durchgeführt. Ziel des Verbundprojekts ist die Analyse innovativer Organischer-Rankine-Prozesse (ORC) für den Anwendungsbereich industrieller Abwärme. Die in Produktionsprozessen verfügbare Wärme im Temperaturbereich von 75-500 Grad C, die Abwärme von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen sowie die Wärme aus erneuerbarer Energieerzeugung sollen zukünftig zunehmend zur Stromerzeugung durch ORC-Anlagen genutzt werden. Forschung ist notwendig für die Bestimmung der minimal nutzbaren Temperaturen, eventueller Zufeuerung bei niedrigen Temperaturen, Anpassung von Wärmetauschern sowie im Bereich der Maschinenentwicklung kleiner Leistung. Im Teilprojekt werden Auslegungstools und dynamische Simulationssysteme basierend auf Messdaten entwickelt. Sie sollen eine detaillierter Anlagenplanung und Energieeffizienzberechnung ermöglichen.
Das Projekt "Energetische Nutzung biogener Reststoffe mit AER-Technologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TBM Technologieplattform Bioenergie und Methan GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Vorhabens der TBM Technologieplattform Bioenergie und Methan GmbH & Co. KG ist es, die wirtschaftliche und nachhaltige Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme aus Biomasse mit Hilfe der neu entwickelten AER (Absorption Enhanced Reforming)-Vergasungstechnologie in einer Anlagengröße von 10 MW Brennstoffwärmeleistung zu demonstrieren. Das neue Verfahren wurde vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW) entwickelt. Im Vergleich zu bereits existierenden Biomasseanlagen kommen ein neuartiges Bettmaterial und eine veränderte Betriebsweise zur Anwendung, bei der ein wasserstoffreiches Gas erzeugt wird. Das als Bettmaterial eingesetzte Kalziumoxid bewirkt, dass das entstehende Produktgas weniger unerwünschtes CO2 und Teer enthält. Geringere Vergasungstemperaturen erlauben außerdem den Einsatz von holzartigen Biomassereststoffen aus der Landschaftspflege. Dies trägt den hohen Anforderungen an den Standort in der Nähe des Biosphärenreservats Schwäbische Alb Rechnung. Das Produktgas soll in einem Gasmotor in elektrische Energie umgewandelt werden. Die Prozessabwärme soll zum einen in einem ORC-Prozess zur zusätzlichen Erzeugung elektrischer Energie dienen und zum anderen als Fernwärme abgegeben werden. Bei optimalem Betrieb und gleichzeitiger Wärmenutzung können insgesamt rund 26.000 Tonnen CO2 pro Jahr und Anlage eingespart werden.
Das Projekt "Wärmerückgewinnung und effektive Abwärmenutzung durch Kombination von zwei unterschiedlichen Prozesslinien am Beispiel von Pommes Frites und Chips" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Agrarfrost GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, aus verschiedenen Produktionsprozessen Abwärme zurückzugewinnen und an anderer Stelle zur erneuten Nutzung wieder einzuspeisen. Die am Produktionsstandort zurückgewonnene Prozessabwärme kann sowohl auf direktem thermischem Weg zur Trocknung und Beheizung als auch zur Kälteerzeugung mittels Absorptionskältemaschine für die produktionsinterne Kühlung genutzt werden. Die Abwärme der mit Wasserdampf gesättigten Prozessabluft (Brüden) wird über einen Kondensator zurückgewonnen. Ein vorgeschalteter Turbinenwäscher sorgt für die erforderliche Sättigung der Brüden und reduziert gleichzeitig die Geruchsemissionen aus der Produktion. Der bei der durch Kühlung erfolgenden Entspannung des Hochdruckkondensats entstehende Dampf wird dem Niederdruckkreislauf zugeführt. Die Abwärme aus dem verbleibenden Kondensat wird über einen Wärmetauscher zurückgewonnen und in das Warmwassernetz eingespeist. Ein intelligentes Steuerungssystem sowie eine umfangreiche hydraulische Anlagentechnik dienen dazu, die Abwärme effizient an den Stellen, an denen sie anfällt, auszukoppeln und bedarfsgerecht den Wärme verbrauchenden Prozessen zuzuführen. Mit dem Vorhaben kann der Verbrauch an thermischer Energie) um ca. 46,6 Millionen Kilowattstunden sowie an elektrischer Energie um ca. 632.500 Kilowattstunden pro Jahr reduziert werden. Insgesamt ergibt sich eine jährliche Einsparung an Primärenergie von 47.294,5 Megawattstunden. Damit werden ca. 13.200 Tonnen CO2-Emissionen jährlich vermieden.
Das Projekt "ERA-Net: Erhöhung der elektrischen Energieerzeugung in industriellen Produktionsanlagen mit Dampfnetzen in Regionen mit extrem kalten Wintern (mit Temperaturen von bis zu -40 Grad C)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften München, Fakultät für Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Erhöhung der elektrischen Energieerzeugung in industriellen Produktionsanlagen, konkret in der russischen Papierindustrie, und damit die Erhöhung der Energieproduktivität, mit Dampfnetzen in Regionen mit extrem kalten Wintern. Der Anteil der vom Netz für den Anlagenbetrieb zu beziehenden elektrischen Energie wird reduziert. Die Zielgröße ist ein variabler Turbinengegendruck, der an die sich zeitlich verändernden Wetterbedingungen so anzupassen ist, dass stets die momentan maximal mögliche Ausbeute an elektrischer Energie erreicht wird. Der Turbinengegendruck bestimmt die Dampfparameter, also Temperatur und Druck des Abdampfes, am Turbinenaustritt, und somit die im Abdampf enthaltene, technisch noch nutzbare Restenergie. Das Vorhaben leistet einen Beitrag zur wissenschaftlich-technologischen Zusammenarbeit der Europäischen Union mit Russland im Bereich der Verbesserung der Energieeffizienz energieintensiver Produktionsbetriebe, hier der Papierindustrie. Zunächst werden die die klimatischen Einflussgrößen auf die Dampfnetzwerke und schließlich die Stromproduktion der Turbinen herausgearbeitet und bewertet. Auf dieser Basis wird ein Simulationsmodell erstellt. Die Ergebnisse des Simulationsmodells sollen unter spezieller Berücksichtigung der harschen klimatischen Randbedingungen zeigen, welche Verbraucher im Dampfnetz limitierend wirken und welche Produktionsfaktoren die Stromerzeugung einschränken. Schließlich werden geeignete Maßnahmen zur Optimierung abgeleitet. Sie umfassen reine Änderungen der Betriebsstrategie bis hin zu neuen technischen Lösungen wie punktueller Kompression mit Dampfzwischenspeichern. Für den Arbeitsaufwand für alle Arbeitspakete, an denen die HM beteiligt ist, wurde insgesamt ein Personenjahr eingeplant, das über die Projektlaufzeit von 2 Jahren gestreckt wird.
Das Projekt "Signifikante Reduzierung des Schadstoffausstoßes bei Warmbehandlungsprozessanlagen durch Verstromung der weitgehend ungenutzten Prozessabwärme 01048225" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BILSTEIN GmbH & Co. KG durchgeführt. Beim Umformen metallischer Werkstoffe durch Kaltwalzen wird das Metall stark verfestigt und seine Verformbarkeit nimmt ab. Um die zur Weiterverarbeitung erforderliche Verformbarkeit wiederherzustellen, muss der Werkstoff mit Hilfe Erdgas befeuerter Öfen erwärmt und danach wieder abgekühlt werden. Die dem Werkstoff beim Abkühlvorgang entzogene Wärme ging bisher ungenutzt verloren. Das Unternehmen errichtet nun erstmalig in der metallverarbeitenden Industrie eine ORC-Anlage (Organic Rankine Cycle) mit einem Kolbenmotor, um die entweichende Wärme hocheffizient für die Stromerzeugung zu nutzen. In dem neuartigen Verfahren wird zunächst die Wärme des in der Haubenglühanlage zirkulierenden Schutzgasstromes entzogen und dann mit Hilfe des Wärmetransportmediums Thermoöl auf das im ORC-Prozess verwendete Arbeitsmedium Ethanol übertragen. Das verdampfende Ethanol treibt dann anstelle der üblichen ORC-Turbine einen ORC-Kolbenmotor an und wandelt dadurch die thermische in mechanische Energie um. Diese wiederum treibt einen an den Kolbenmotor gekoppelten Generator an und wandelt schließlich die mechanische in elektrische Energie um. Der hierdurch erzeugte Strom soll primär zur eigenen Versorgung des Unternehmens mit Elektrizität verwendet werden, kann aber auch in das öffentliche Netz eingespeist werden. Mit dem Projekt können jährlich rund 1.900 Megawattstunden elektrischer Strom und 10.000 Megawattstunden Heizwärme eingespart werden. Dadurch werden cirka 3.100 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr vermieden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Vorversuche im Technikumsversuchsstand und Tests in realer Produktionsanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von kcd Kunstoffe, Additive und Beratung GmbH durchgeführt. In Deutschland besteht z.B. in der Kunststoffindustrie ein erhöhter Energiebedarf, um Produktionsprozesse zu kühlen. Ziel ist die Entwicklung eines kostengünstigen, hoch energieeffizienten und klima-/umweltfreundlichen Verfahrens zur geothermalen Kühlung dieser Prozesse, um Niedertemperaturabwärme abzuführen. Die angestrebte Lösung basiert auf einer Kombination von Koaxial-Erdsonden und Phase Change Materials (PCM) als Sondenfüllung. Der Rückkühlprozess wird realisiert durch betonstabilisierte, textil-armierte Sonden der Firma kcd GmbH, die über ein großes Sondenvolumen und eine große Wärmeübertragungsfläche zum Erdreich verfügen. Die entnehmbare Wärmekapazität der Sonde wird durch Einsatz eines PCM (Fraunhofer UMSICHT) als Sondenfüllung anstelle des üblicherweise verwendeten Wassers gesteigert, um am Ende des Forschungsvorhabens ein marktfähiges und umweltfreundliches geothermales PCM-System zur Kühlung von Prozessabwärme bereitstellen zu können.
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