Elektrifizierung von Prozesswärme
Dekarbonisierung des Brauprozesses
Bei der Bierherstellung werden erhebliche Mengen an elektrischer und thermischer Energie benötigt. Während Strom bereits aus erneuerbaren Quellen bereitgestellt werden kann, basiert die Erzeugung von Prozesswärme heute vielfach noch auf fossilen Energieträgern.
Mit EquiThermPowerwird die thermische Energieversorgung in der Brauerei nun neu gedacht. Mit Wärmepumpen und Dampfkompressoren wird vorhandene thermische Energie elektrisch auf ein höheres Temperaturniveau gehoben und zurück in den Produktionsprozess geführt. So werden Energieeffizienz und Dekarbonisierung miteinander verbunden.
Auf einen Blick
- EquiTherm Power wandelt elektrische in thermische Energie und macht auch ungenutzte Abwärme für den Produktionsprozess nutzbar.
- Dadurch werden CO₂-Emissionen gesenkt und erneuerbare Energien konsequent in die thermische Energieversorgung integriert.
Anwendungsbereiche
Vom Energieverlust …
- Bei der Fermentation entsteht kontinuierlich Wärme, die über die Tankkühlung abgeführt wird.
- Über den Kühlkreislauf gelangt diese Energie zur Kälteanlage, wo sie vom Kältemittel aufgenommen und auf der Kondensatorseite wieder abgegeben wird.
- Diese Abwärme wird bislang häufig ungenutzt an die Umgebung abgeführt und geht damit für den Produktionsprozess verloren.
… zur Ressource
- Aufgrund ihres niedrigen Temperaturniveaus kann die Abwärme nicht direkt als Prozesswärme eingesetzt werden.
- Eine Wärmepumpe rekuperiert und hebt die vorhandene Abwärme auf ein nutzbares Temperaturniveau. Dadurch steht die ursprünglich abgeführte Fermentationswärme erneut als wertvolle Prozesswärme zur Verfügung.
Ein System mit doppeltem Nutzen
- Klassischerweise werden Eiswasser und Heißwasser unabhängig voneinander erzeugt:
- Für die Heißwasser-Produktion wird thermische Energie benötigt.
- Für die Eiswasser-Erzeugung wird elektrische Energie zur Kälteerzeugung eingesetzt.
- Eine Wärmepumpe verbindet beide Prozesse: Die bei der Eiswasser-Produktion aufgenommene Wärme wird nicht mehr ungenutzt abgeführt, sondern gezielt für die Erzeugung von Heißwasser genutzt.
- Die eingesetzte elektrische Energie wird somit besonders effizient genutzt. Durch die kombinierte Betrachtung von erzeugter Kälte und Wärme kann eine Gesamtleistungszahl von bis zu 8 erreicht werden.
Vom Wärmespeicher zur Würzekochung
- Viele thermische Verbraucher im Produktionsprozess können direkt aus dem Niedertemperaturspeicher versorgt werden.Für Prozesse mit höherem Temperaturbedarf, insbesondere die Würzekochung oder Sterilisation, reicht dieses Temperaturniveau jedoch nicht aus.
- Eine Wärmepumpe hebt die vorhandene Wärme gezielt auf das erforderliche Temperaturniveau und stellt die benötigte Prozesswärme unter Einsatz elektrischer Energie bereit.
- Dadurch kann erneuerbarer Strom auch für Hochtemperatur-Anwendungen genutzt und der Einsatz fossiler Energieträger weiter reduziert werden.
Nachhaltige Dampfproduktion
- Heißwasser aus dem Niedertemperaturspeicher erzeugt im Ansauggefäß eine wasserdampf-gesättigte Atmosphäre.
- Der Wasserdampf wird von einem elektrisch angetriebenen Verdichter komprimiert und dadurch auf ein höheres Druck- und Temperaturniveau angehoben.
- Der so erzeugte Dampf kann anschließend in das bestehende Dampfnetz eingespeist und für die jeweiligen Prozesswärme-Verbraucher genutzt werden.
- Damit lässt sich die Dampfbereitstellung elektrifizieren und der Einsatz fossiler Energieträger weiter reduzieren.
Flexibilität für die Getränke- und Lebensmittel-Produktion
Ein Prinzip – viele Möglichkeiten
- Durch den Niedertemperaturspeicherwerden Bereitstellung und Verbrauch von Wärme zeitlich voneinander entkoppelt. Dadurch können standardisierte Wärmepumpen-Module effizient und bedarfsgerecht eingesetzt werden.
- Gleichzeitig ermöglicht die Integration alternativer Wärmequellen einen flexiblen Anlagenbetrieb und schafft die Möglichkeit, gezielt auf schwankende Energiepreise und Energieverfügbarkeiten zu reagieren.
Alternative Wärmequellen:
- Biogaskessel
- Blockheizkraftwerk
- Solarthermie
Ihre Vorteile
Einfache Nachrüstbarkeit
Die flexible Auslegung erlaubt die Integration in bestehende Energiesysteme. Für die Umsetzung selbst sind nur minimale Eingriffe in die vorhandene Infrastruktur nötig.
Reduktion von Lastspitzen
Der Niedertemperaturspeicher vermeidet Lastspitzen, wodurch der Einsatz von kleinen, standardisierten Komponenten möglich ist. Der geringe Platzbedarf und niedrige Investitionskosten ermöglichen einen wirtschaftlichen Einsatz auch in Bestandsanlagen.
Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern
Indem Wärmeverluste vermieden und elektrische Energiequellen genutzt werden, lässt sich der Verbrauch fossiler Energieträger reduzieren. Dies verringert die Abhängigkeit von volatilen Energiepreisen und führt zu einer höheren Versorgungssicherheit.
Einsatz von regenerativ erzeugtem Strom
Das System nutzt Strom als lokal emissionsfreie Energiequelle und ermöglicht so den Einsatz von regenerativ erzeugtem Strom.