- ORC-Abwärmeverstromung steigert Wirtschaftlichkeit bei der KWK-Modernisierung
- Hocheffiziente CPS-Mikrogasturbinen bieten bis zu 98% Gesamtwirkungsgrad
- Hochtemperaturwärmepumpen und Kältemaschinen mit klimafreundlichem Kältemittel CO2
- Breites Technologie- und Verfahrensportfolio zur energieeffizienten Abluftreinigung
ORC-Abwärmeverstromung erschließt neue Möglichkeiten zur KWK Modernisierung:
Organic-Rankine-Cycle-Systeme (ORC) nutzen gewinnbringend bisher ungenutzte Abwärme im Temperaturbereich zwischen 900 °C und 6000 °C. Damit sind sie eine Schlüsseltechnologie zur Effizienzverbesserung in der dezentralen Energieversorgung.
Neue Möglichkeiten eröffnen sich etwa bei der Modernisierung bestehender KWK-Anlagen, die in Kombination mit ORC wesentlich effizienter werden. Dies führt etwa bei mit Klärgas betriebenen BHKWs zu einer erheblichen Senkung der Betriebskosten und zu einer sehr guten Rentabilität der Investition.
Üblicherweise wird bei einer BHKW-Modernisierung der Motor ausgetauscht. Im Gegensatz dazu bietet die Nachrüstung des BHKWs mit einem Dürr Cyplan® ORC-Modul einige Vorteile: Die anschlussfertigen ORC-Kompaktmodule sind fast stillstandsfrei einzubinden; das finanztechnisch abgeschriebene BHKW kann unverändert weiter betrieben werden, der elektrische Gesamtwirkungsgrad steigt auf bis zu 50% und Restwärme kann weiter zu Heizzwecken genutzt werden. Da zudem das bei einer Modernsierung geforderte 50% Re-Investitionskriterium erfüllt wird, kann mit einer ORC-Installation der 30.000 h KWK-Bonus für das Bestands-BHKW erneut ausgelöst werden.
Je nach Abwärmeniveau (zwischen 900 °C und 600 °C) wandeln Dürr Cyplan® ORC-Anlagen 10% bis 18% der Wärmeenergie in Strom um, in Verbindung mit Gasturbinen ist sogar ein Plus von bis zu 30% möglich. Die verbliebene Restwärme lässt sich etwa in Heiz- oder Trocknungsprozessen weiter nutzen.
Typische Abwärmequellen sind Geothermieanlagen, (Biomasse-) Feuerungen, Abluftreinigungsanlagen, Gasturbinen oder Blockheizkraftwerke. Ideal ist ORC deshalb für Anwendungsfälle, die ganzjährig einen konstant hohen Eigenstrom- und Wärmebedarf aufweisen, etwa Klärwerke. Für individuelle Lösungen liefert Dürr ORC-Kompaktmodule mit einer elektrischen Leistung von 40 bis 500 KW.
Hocheffiziente CPS-Mikrogasturbinen zur Eigenstrom- und Wärmeerzeugung: Das auf Mikrogasturbinen-Technik basierende Compact Power System (CPS) ist ein hocheffizientes Kleinkraftwerk zur kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung. Als Brennstoff können unter anderem Erdgas, Biogas und Biomasse sowie Gruben-, Klär-, oder Deponiegas dienen, welche sehr schadstoffarm verbrannt werden. Auch die Verstromung von Schwachgas z. B. aus der Biogasaufbereitung ist möglich.
Neben dem hohen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 30% (netto) und einer Gesamteffizienz von bis zu 98% bieten Mikrogasturbinen systembedingt eine hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit. In vielen Anwendungsfällen sind eine hohe Verzinsung des eingesetzten Kapitals sowie eine Senkung der Betriebskosten möglich, beispielsweise in der Dampf-, Heiß- und Warmwassererzeugung oder der Trocknung. Häufig ist ein CPS vorteilhafter als ein konventionelles Gasmotoren-BHKW.
Das CPS ist ideal für Betreiber mit einem kontinuierlichen Eigenstrom- und Wärmebedarf, beispielsweise Unternehmen der Lebensmittel- oder Getränkeindustrie sowie Ver- und Entsorgungsbetriebe, Kläranlagen oder Stadtwerke.
Das Dürr CPS verfügt über eine elektrische Leistung von 100 kWel (netto), die im Bereich zwischen 30 und 100 kWel regelbar ist. Die thermische Leistung im Turbinenabgas beträgt je nach Ausführung 210 bis 520 kWth. Die Abgastemperaturen liegen abhängig von der Abgasleistung zwischen 2700 °C und 6500 °C.
Hochtemperaturwärmepumpen und Kältemaschinen mit dem klima-freundlichen Kältemittel CO2: Thermeco2-Hochtemperaturwärmepumpen der zu Dürr gehörenden Gesellschaft Thermea erschließen mit Vorlauftemperaturen bis 90°C (110°C) in der Schlammtrocknung und in Biogasanlagen neue Wege für eine bessere Energie- und Ressourceneffizienz. Brachliegende Energiepotenziale von Kläranlagen werden über moderne Nahwärmekonzepte nutzbar. Stadtwerke, Kläranlagenbetreiber, Entsorgungsunternehmen, Energiedienstleister oder Betreiber von Biogasanlagen erhalten mit Hochtemperaturwärmepumpen attraktive Möglichkeiten, die Ertragskraft zu steigern oder die Betriebskosten zu senken.
Werden thermeco2-Hochtemperaturwärmepumpen mit mikrogasturbinenbasierten KWK-Anlagen kombiniert, steigt deren Brennstoffausnutzungsgrad auf bis zu 250%. So sind besonders effiziente Energieanlagen realisierbar, die über die Einsatzfelder Schlammtrocknung, Biogasanlage und Nahwärme hinaus viele Anwendungen in der Industrie finden.
thermeco2-Hochtemperaturwärmepumpen der Baureihen HHR/HHS umfassen einen Heizleistungsbereich zwischen 45 und 1100 kW pro Maschine. Durch das natürliche Kältemittel CO2 sind sie eine zukunftssichere Alternative zu klimaschädlichen HFKW-Kältemitteln wie R404A, R410A, R407C und R134a. HFKW-Kältemittel unterliegen ab 2015 Verwendungsverboten und starken Einschränkungen durch die neue F–Gase–Verordnung.
Ein besonderes Highlight sind die neuen thermeco2-Druckluft-Kältetrockner der Baureihe ADR/ADS für große Druckluftanlagen. Diese besonders klimafreundlichen Kältetrockner können optional mit einer Wärmerückgewinnung bis 90°C ausgestattet werden. Sie sind die ersten Kältetrockner am Markt, bei denen bei vergleichbaren Betriebskosten die Investitionskosten durch die Wärmerückgewinnung refinanziert werden.
Energieeffiziente RTO-Abgasreinigung mit Wärmerückgewinnung: Speziell für die Reinigung schadstoffhaltiger, geruchsbelasteter Abluft von Kläranlagen in Chemieparks bietet Dürr mit der Regenerativen Thermischen Oxidation (RTO) eine besonders energieeffiziente und flexible Lösung.
RTO-Anlagen verbrennen die Schadstoffe bei bis zu 10000 °C. Die Anlagen benötigen dazu aber extrem wenig zusätzliche Primärenergie, da sie bis über 95% der zum Vorwärmen des Abgases erforderlichen Energie regenerativ zurückgewinnen. Bereits bei geringen Schadstoffkonzentrationen (ab ca. 1,5g/Nm3) läuft das System „autotherm“, d.h. die Abluftreinigungsanlage braucht keinen Zusatzbrennstoff, etwa Erdgas. RTO-Anlagen können sehr flexibel für unterschiedliche Emissionssituationen ausgelegt werden. Auch korrosive, feuchte Abgase, die mit Gerüchen oder halogenierten Kohlewasserstoffen beladen sind, können durch eine entsprechende Verfahrens- und Materialwahl oder durch Verfahrenskombinationen sicher gereinigt werden. Das RTO-Spektrum von Dürr umfasst Anlagen für Abluftmengen von 3.000Nm3/h bis über 100.000Nm3/h.
Für die Abluftreinigung in Kläranlagen sowie zur Industrieabwasserbehandlung oder Sondermüllbehandlung bietet Dürr neben RTO-Anlagen ein sehr breites Produkt- und Verfahrensportfolio leistungsfähiger Technologien an. Es ermöglicht maßgeschneiderte Lösungen, die Maßstäbe bezüglich Emissionsgrenzwerten, Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Lebensdauer setzen.