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Energieeffiziente ORC-Technik: Dürr Cyplan erschließt weitere Anwendungsfelder

Die Organic-Rankine-Cycle-Technik (ORC) von Dürr Cyplan etabliert sich und stößt in weitere Applikationsbereiche vor. Bei aktuellen Projekten wird sie in Verbindung mit Gasturbinen, Holzfeuerung und Geothermie eingesetzt, um aus Abwärme Strom und Prozesswärme zu gewinnen. Basis ist die Möglichkeit, ORC-Anlagen im Kraft-Wärme-Kopplung-Betrieb (KWK) zu nutzen.

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird die eingesetzte Energie gleichzeitig in elektrische Energie und Prozess-Heizwärme umgewandelt. Die erste KWK-fähige ORC-Anlage von Dürr läuft seit dem Jahr 2012 bei den Stadtwerken in Groß-Gerau (Hessen) und hat sich bewährt: Das an eine Biogasanlage gekoppelte System hat mittlerweile über 15.000 Betriebsstunden absolviert und dabei eine Verfügbarkeit von über 98 % erreicht.

Und es gibt weitere Einsatzfelder: Bei der Gesellschaft Naturenergie Hersbruck (nahe Nürnberg) ging eine ORC-Anlage erstmals im Anschluss an ein Biomasse-Heizkraftwerk mit einer beheizten Gasturbine in Betrieb. Restholz aus der Waldbearbeitung wird hier zur Erzeugung von Strom und Wärme verwendet. Die ORC-Anlage liefert seit Kurzem eine zusätzliche elektrische Leistung von bis zu 120 kW und steigert so die Gesamteffizienz der Anlage um 8%.

Ab Ende dieses Jahres wird die ORC-Technik von Dürr Cyplan auch in Kombination mit einer Holzfeuerung in der Schweiz eingesetzt. Hierbei handelt es sich um eine 350-kW-ORC-Anlage. Sie ist über einen Thermalölkreislauf mit der Feuerung verbunden und erzeugt dadurch umweltschonend Strom und Wärme aus Restholz.

Eine große Stärke der ORC-Technik ist, dass Abwärme bereits ab 90° C zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Außerdem gibt es vielfältige Einsatzmöglichkeiten mit Schnittstellen für Warmwasser, Dampf, Thermalöl oder Heißgas. Dies wird am Beispiel eines Geothermiekraftwerks in Indonesien deutlich, das im nächsten Jahr mit einer 500kWel-ORC-Anlage nachgerüstet wird. Das Geothermiekraftwerk nutzt Wasserdampf, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen. Heißwasser steigt mit hohem Druck aus einem Reservoir im Erdinneren über einen Bohrschacht nach oben und verdampft durch Entspannung im Kraftwerk. Der Dampf wird zur Turbine geleitet, die mit Hilfe eines Generators Strom erzeugt. Nicht verdampftes Wasser wird bisher noch heiß wieder zurück ins Erdinnere gepresst. Vor dem Zurückpressen wird zukünftig die ORC-Anlage in den Kreislauf eingebunden und erhöht die Effizienz der Gesamtanlage: Mit der im heißen Wasser vorhandenen Wärmeenergie kann sie noch zusätzlich bis zu 10 % Strom erzeugen.

Für den KWK-fähigen ORC-Typ erhielt Dürr Cyplan im Oktober 2012 den Umwelttechnik-Preis Baden-Württemberg in der Kategorie Energieeffizienz. Seitdem entschied sich die Mehrzahl der Kunden für diese Variante dieser Technologie. Bei dezentralen Energieanlagen ist die Nutzung der Abgaswärme von BHKW-Motoren oft gängige Praxis. Hier wurden mit ORC-Technik von Dürr Cyplan Leistungssteigerungen von mehr als 10 % und Wirkungsgrade von über 19 % erreicht.

„Die neuen Anwendungen zeigen, wie breit das Einsatzgebiet für unsere ORC-Technik ist“, stellt Jochen Fink, Geschäftsführer von Dürr Cyplan, fest. „Unsere Kunden möchten die Effizienz ihrer Energieanlagen steigern, ohne auf die Möglichkeit einer Wärmenutzung verzichten zu müssen.“

Fink weiter: „Unser Ziel ist es, mit diesen Anlagen auch das enorme Potenzial industrieller Abwärme zur Stromerzeugung zu erschließen.“ Daher wird Dürr Cyplan Kunden zukünftig die Möglichkeit bieten, Lösungen zur Abwärmeverstromung auf einem Teststand zu simulieren und sich selbst von der Leistungsfähigkeit der Technik zu überzeugen.