VERDICHTERTECHNOLOGIE NEU GEDACHT – ENTWICKLUNG EINES DAMPFTURBOLADERS
Die Wärmewende ist mehr als nur ein Schlagwort – sie ist eine notwendige Reaktion auf den Klimawandel und die damit verbundenen Herausforderungen für Unternehmen weltweit. Wir haben für ihren Erfolg die effiziente Nutzung und Bereitstellung von Prozesswärme als einen entscheidenden Schlüsselfaktor erkannt. Dies gilt insbesondere für Unternehmen, die auf dampfnutzende Prozesse angewiesen sind. Sie stehen vor der Herausforderung den Übergang zu einer klimaschonenden Produktion durch passende Technologien nicht nur ökologisch nachhaltig, sondern vor allem auch wirtschaftlich effektiv zu gestalten. In Hinblick auf aktuelle Anforderungen zur CO2-Reduktion bei der Erzeugung von Dampf- beziehungsweise Hochtemperaturwärme kommt insbesondere der Wärmepumpentechnologie eine besondere Bedeutung zu. Als Spezialisten für Turbomaschinen haben wir im dazu entscheidenden Bereich der Verdichtertechnologie wichtige Entwicklungsschritte getan.
Im Projekt » Dampfturbolader – Effizienzsteigerung in Industrieunternehmen durch Kopplung von Dampf- und Druckluftnetzen « haben Turbonik und Fraunhofer UMSICHT aus Oberhausen die Grundlagen für eine weitere Effizienztechnologie aus Nordrhein-Westfalen geschaffen. Das Projekt wurde durch das Land NRW gefördert. Gemeinsam wurde zunächst konzeptionell und im Projektverlauf auch im technologischen Detail ein Dampfturbolader entwickelt, der die Technologien von hocheffizienten Mikro-Dampfturbinen und Verdichtern zur Drucklufterzeugung verbindet. Diese Innovation hat das Potenzial, die Effizienz industrieller Prozesse deutlich zu erhöhen und gleichzeitig die Umweltauswirkungen zu minimieren. Diese Kombination ermöglicht es, ökologische Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit zu vereinen.
Verbindung von Turbinen- und Verdichtertechnologie
Im Rahmen des Projektes wurde der Prototyp eines solchen Dampfturboladers erfolgreich entwickelt und gebaut. Wie funktioniert nun der Dampfturbolader? Eine Turbine wird, beispielsweise bei einer Dampfentspannung in einem Industrieprozess, in Rotation gebracht. Die verbundenen Turbinenwelle treibt bei der Dampfturbolader Technologie dann anstelle eines Generators einen Verdichter direkt an. So wird in diesem Verfahren direkt und ohne zusätzlichen Einsatz elektrischer Energie Druckluft im Leistungsbereich bis 150 kW erzeugt. Diese Druckluft kann dann direkt in industriellen Prozessen genutzt werden, was zu einer signifikanten Steigerung der Gesamteffizienz führt. Turbine und Verdichter arbeiten dabei in einem extrem hohen Drehzahlbereich. Für die Lagerung der Welle wird eine Wasserschmierung eingesetzt. Dieses weltweit einzigartige System ist bereits bei unseren Mikro-Dampfturbinen seit Jahren im Kundeneinsatz.
Ein zusätzlicher spannender Aspekt des Dampfturboladers ist seine Vielseitigkeit. Auf dieser technologischen Plattform und der Bauweise aufbauend, kann die Verdichtertechnologie grundsätzlich auch für andere Gase zum Einsatz kommen. Hier ist besonders der potenzielle Einsatz für Wasserstoff interessant. Im Kontext der zunehmenden Bedeutung von Wasserstoff in der Energie- und Verkehrswirtschaft könnte dies erhebliche Vorteile bieten und neue Möglichkeiten für die Energiewende eröffnen.
Spart Strom und CO2
Doch der Dampfturbolader bietet mehr als nur technologische Fortschritte. Sein Einsatz ermöglicht es Betreibern, zukünftig wertvollen Strom einzusparen, der für den Antrieb herkömmlicher Verdichter erforderlich wäre. Abhängig vom zur Dampferzeugung eingesetzten Brennstoff können so bis zu 486 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr und Dampfturbolader eingespart werden. Somit verbindet er nicht nur zwei Effizienztechnologien, sondern auch wirtschaftliche und ökologische Ziele der Unternehmen mit den Zielen zur Steigerung der Energieeffizienz und Verringerung von Treibhausgasemissionen. Mit seiner Hilfe können Unternehmen ihre Produktionsprozesse optimieren, ihre Kosten senken und gleichzeitig ihre Umweltauswirkungen minimieren.
Mit der Einführung von Technologien wie dem Dampfturbolader sind wir auf dem besten Weg, die Klimawende erfolgreich zu meistern und eine nachhaltigere und effizientere industrielle Zukunft zu gestalten. Dies erfordert Innovation, Mut zur Veränderung und die Bereitschaft, neue Wege zu gehen.
Gemeinsam mit Fraunhofer UMSICHT haben wir gezeigt, dass wir diese Herausforderungen annehmen und Lösungen liefern, die sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich nachhaltig sind. Dieser Fortschritt ist ein sehr gutes Beispiel dafür, wie Wissenschaft und Industrie gemeinsam an Antworten für die bedeutenden Aufgabenstellungen unserer Zeit arbeiten können. Wir sehen das Projekt als einen wichtigen Beitrag zur Klimawende. Es zeigt, dass eine nachhaltige industrielle Produktion nicht nur möglich, sondern auch wirtschaftlich effizient sein kann. Ein weiterer Schritt auf dem Weg zu einer erfolgreichen Wärmewende und einer nachhaltigeren Zukunft ist gemacht. Es liegt nun an uns allen, diesen Weg weiterzugehen und die Möglichkeiten, die sich durch solche innovativen Technologien eröffnen, voll auszuschöpfen.
Förderhinweis
Das Projekt »Dampfturbolader – Effizienzsteigerung in Industrieunternehmen durch Kopplung von Dampf- und Druckluftnetzen« wurde vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.
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