Dampf ablassen mit Gewinn
Industrielle Prozesse mit besserer Energieausbeute zu betreiben, ist eines der Highlights der diesjährigen Hannover Messe. Eines der nahezu klassischen Beispiele dafür ist, Dampf in Strom umzuwandeln. Allerdings war das bisher zu vertretbaren Kosten nur bei höheren Drücken möglich. Ein neuer Anbieter kann schon wenige hundert Millibar Überdruck zur Stromproduktion nutzen.
Dampf wird bei vielen industriellen Prozessen frei, oft wird er auch benutzt, um Energie zu erzeugen. Doch nicht immer lohnt eine Dampfturbine. Manchmal sind die Drücke zu gering, manchmal die Dampfmengen zu mickrig – beispielsweise wenn Prozessdampf bereits durch einen Dampfdruckmotor geleitet wurde und nun nur noch die Reste verwertet werden können.
Oder wenn Dampf lediglich von einer hochenergetischen auf eine weniger druckvolle Stufe entspannt werden soll. Dafür verwendet man normalerweise ein Ventil, das den Dampfüberschuss unter lautem Zischen in die Umgebung entlässt. Schade eigentlich, denn auch daraus könnte Strom werden.
An derartigen Anwendungsfällen setzt der Green Power Container (GPC) an. Er wurde von der Enva Systems GmbH entwickelt, einer auf Energiethemen fokussierten Tochterfirma des Wassertechnologiespezialisten Aqua Society GmbH aus Herten. Vertrieben wird das Produkt über die UTB Umwelttechnik Brandenburg GmbH, eine Gründung aus dem Jahr 2008, die innovative Umwelttechnologien ausgräbt und vermarktet.
Der Green Power Container verwandelt wie alle Turbinen Dampf in Elektrizität, die wahlweise ins Netz eingespeist oder selbst verbraucht werden kann.
Neuartig und patentiert ist daran, dass der normale Prozessverlauf der Drucklufterzeugung mittels eines Drehkolbengebläses – vom Elektromotor übers Gebläse zur Druckluft – einfach umgedreht wird: Dampf ab einem Restdruck von 300 mbar bis 400 mbar wird durch das Drehkolbengebläse in Antriebsenergie für einen Generator verwandelt, der wiederum Strom erzeugt. Die Dichtung des Motors wurde durch Dichtungsringe aus speziellen Materialien verbessert.
Die Turbinen sind in verschiedenen Größen, beginnend bei einer Leistung von 10 kW, verfügbar. Die Leistung orientiert sich an den Stärken der beim Lieferanten Käser in Coburg erhältlichen Drehkolbengebläse.
Die von Käser gelieferten kompletten Aggregate kommen, ergänzt nur um die nötigen Verrohrungen und Regeltechnik, in kompakten Containern mit wenigen Quadratmetern Fläche, die ohne tragendes Fundament auskommen. Mittels einer Rohrabzweigung fädelt man sie in den Dampfstrom ein und muss dann nur noch einschalten.
Zwei Pilotieranwendungen laufen. „Dafür wurden ungünstige Bedingungen wie schwankendes oder sehr geringes Dampfaufkommen ausgesucht, um Extreme auszutesten“, erklärt Christian Göbel, Gesellschafter der UTB.
Bei den Stadtwerken im westfälischen Lünen wurde ein Aggregat hinter einen Dampfdruckmotor montiert. Dieses Aggregat verwertet den Restdampf höheren Drucks. Der Green Power Container bekommt den Rest zugeleitet. Der entstehende Strom, 3 kWh bis 4 kWh, wandert ins öffentliche Netz.
„Wir könnten ohne den vorgeschalteten Motor auch viel mehr Strom per Container produzieren, wollen aber erst mal die Restenergie nutzen“, erklärt Hermann Dissel, der als Rohrwerkmeister Fernwärme bei den Stadtwerken Lünen mit dem Gerät zu tun hat.
Pilotanwender sind auch die Höltinghauser Industriewerke, ein niedersächsisches Steinwerk mit 18 Mitarbeitern. Dort entsteht Restdampf mit 2,5 bar in Härtekesseln, der bisher ungenutzt verpuffte.
Einige Monate experimentierte der technische Leiter des Betriebs, Siegbert Golze, mit einem Green Power Container der Größenklasse 10 kW. Derzeit steht die Anlage still, denn es soll das Aggregat gegen ein 30-kW-Modell mit verbesserten Dichtungen ausgewechselt werden.
Bisher war Golze aber zufrieden. „Ab 200 mbar drehte sich die Turbine“, sagt er. „Wir haben zwar mit dem Green Power Container nur einige Tausend Kilowattstunden des Jahresbedarfs von 1,2 GWh produziert, aber das ist trotzdem bares Geld.“ Anscheinend ist bisher viel Dampf nutzlos verpufft, denn das Interesse von Unternehmen, die einen GPC nutzen möchten, ist laut Göbel groß. Schon im laufenden Jahr will UTB 40 Container installieren, im nächsten Jahr ist eine dreistellige Zahl geplant.
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