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CHANCEN VON INNOVATIONEN BEI WÄRMERÜCKGEWINNUNG UND ABWÄRMENUTZUNG Alexander Gilch 18.September 2018

Inhaltsverzeichnis

1. Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung

• Allgemeines, Temperaturniveau, Wärmequelle, Wärmesenke

• Verstromung von Abwärme

• Drucklufterzeugung mit Abwärme

• Drucklufterzeugung mit Erdgasmotor und WRG

• Kälteerzeugung mittels Abwärme

• Wärmetransformation

2. Struktur BAFA-Förderprogramm

• Antragsberechtigung

• Gegenstand der Förderung

• Art und Höhe der Förderung

3. Wer ist GETEC?

18. September 2018 2

Allgemeines


Marktanalyse – Initialisierung der Energieeffizienz

Treibende Faktoren für Maßnahmen im Bereich der

Energieeffizienz sind nicht zwingend die Energiepreise bzw.

wirtschaftliche Faktoren, sondern

1. Politische Rahmenbedingungen

(NAPE, nationaler Aktionsplan Energieeffizienz)

2. Entwicklung von Kennzahlen und Benchmarks

(Inhouse, Standortvergleich, Branchenvergleich)

3. Digitalisierung (Industrie 4.0)

Impuls kann z.B die Durchführung von Energieaudits

inkl. der direkten Ableitung von Maßnahmen sein

Allgemeines


Abdampf aus Produktion

Heiße Abgase

Abwasser / Kühlwasser

Warme Abluft

Quelle: www.ghigliottina.info

Temperaturniveau und Wärmequellen


400°C

350°C

300°C

250°C

200°C

150°C

100°C

50°C

0°C

Abgas aus Verbrennungs- und Wärmeprozessen,

Rauchgase von Wärmeerzeugern

Nachverdampfung in Dampferzeugungssystemen, Wasserdampf

Lüftungsanlage

Kältemaschinen, Kompressoren, Trocknungs- und Prozessanlagen,

warme Abwasser, Kühlwasser aus Produktionsanlagen

Nieder-tempe-ratur-

abwärme

Mittel/Hoch-tempe-

ratur-abwärme

Eigene Darstellung. Getec.

Beurteilung der Wärmequelle


Temperatur

• Je höher die Temperatur…

Energiemenge/Leistung

• Je größer der Abwärmestrom…

Kontinuität

• Je kontinuierlicher der Abwärmestrom anfällt…

Volllaststunden

• Je Höher die Verfügbarkeit über das Jahr…

Desto flexibler und wirtschaftlicher

lässt sich Abwärme nutzen

Wärmesenke


Räumliche Lage

Thermisches Gefälle

Zeitliche Deckung

Versorgungs-sicherheit

Wirtschaft-lichkeit

Verstromung von Abwärme


ORC-Technologie

Stromerzeugung durch Wärmenutzung auf niedrigem Temperaturniveau

• ORC (Organic Rankine Cycle) ist ein Kreisprozess für den Betrieb von Dampfturbinen jedoch mit einem Kältemittel anstelle von Wasserdampf

• Arbeitsmedium mit niedriger Verdampfungstemperatur

• Betrieb bei niedrigeren Temperaturen und Drücken

• Gute Einsatzmöglichkeit von Abwärme, Solarenergie, Geothermie, etc.

Drucklufterzeugung mit Abwärme


Dampfbetriebener Druckluftkompressor

Drucklufterzeugung durch Kompressorantrieb mittels Sattdampfturbine

• Dampfentspannung von 22 auf 8,5 bar(ü)

• Höchste Effizienz durch 90% WRG

• Substitution von elektrischem Strom durch Dampfantrieb => EEG-Einsparung

• Entlastung des Stromnetzes


Drucklufterzeugung mit Erdgasmotor und WRG


Gasmotor-Druckluft-Anlage (GMDL)

Als Alternative zum Elektromotor stellt sich ein Direktantrieb mittels Erdgasmotor dar

• Druckluft wird mit günstigem Erdgas erzeugt

• Im Vergleich zum stromerzeugenden BHKW vermeidet der Direktantrieb die Zahlung einer EEG-Umlage

• Vollständige Erdgassteuerrückerstattung mit Erfüllung des Hocheffizienz-Kriteriums möglich

• Neben der Druckluft kann Niedertemperaturwärme (90/70°C) – oder über eine Absorptionskältemaschine – Kälte (zB 6/12°C) genutzt werden

• Ausführung des Druckluftkompressors als modulierbarer Schraubenverdichter mit 175 oder 300 kW Wellenleistung

• Mögliche Druckstufen: 8,5 bar, 10 bar und 13 bar

Grundrahmen

Gasmotor

Druckluftverdichter Abgassystem

2100

mm


Gasmotor-Druckluft-Anlage (GMDL)

• Modul komplett auf Grundrahmen montiert mit Kamin (alternativ Containerausführung möglich)

• Ölfreie Drucklufterzeugung / zweistufiges, trockenlaufendes Verdichtungssystem

• Wärmeauskopplung auf dem Temperaturniveau 90 / 70°C (alternativ auch 108 / 70 °C möglich)

• Kälteerzeugung auf einem Temperaturniveau von z.B. 6 / 12°C über eine Absorptionskälteanlage alternativ möglich

Drucklufterzeugung mit Erdgasmotor und WRG


Nennleistung 300 kW

Ausgangsdruck 8,5 bar (ü)

Druckluftliefermenge 46 m³/min

therm. Leistung bis zu 728 kW

Leistungsregelung 50…100 %

Gewicht 3.700 kg

Maße (LxBxH) 4.100 x 1.300 x 2.100 cm


Kälteerzeugung mittels Abwärme


Anlagenleistungsgrößen

Kälteleistung 475 kW

Heizleistung 610 kW

Rückkühlleistung 1085 kW

Wärmeverhältnis 0,78 -

Leistungsregelung 40 - 100 %

Absorptionsflüssigkeitskühler

• Kälteerzeugung 6/12°C ist möglich mit Niedertemperaturwärme ab 80°C

• Effizienz der Absorptionskältemaschine ca 0,6 – 0,8

• Robuste Maschine; keine (wenig) drehende Teile

• Erzeugung von Tieftemperaturkälte (-55°C) möglich mit 13 barü Dampf

Quelle: Johnson Controls

Kälteerzeugung mittels Abwärme


Absorber Austreiber

Verdampfer

Kondensator

Kühlwasser

Warmwasser

Kaltwasser

70 °C

90 °C

Rückkühlwerk

Absorptions-

kältemaschine

28 °C

0,4 kV, 50 Hz

Kamin 0,4 kV, 50 Hz

Warmwasserversorgung

Erdgas H

0,4 kV, 50 Hz

geeicht

GETEC

90 °C 70 °C

Σ 000

Kaltwasserverbraucher

Kältespeicher

34 °C

8 °C14 °C

NS Schaltanlage BHKW

Σ 000Σ 000elektrischer Eigenbedarf

geeicht

Technische Betriebsführung Kautex

Technische Betriebsführung GETEC

90 °C

NS Schaltanlage Kunde

Anbindung an Bestandsleitung

G

Gemischkühler

BHKW im Container inkl. Abgasanlage

Σ 000

M

70 °C

M

Notkühler

Wärmespeicher

Praxisbeispiel für eine Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK)


Wärmetransformation


Warum Wärmetransformation?

• Ein Großteil der industriellen Abwärme wird zwischen 60 °C und 120 °C an Umgebung abgegeben

Verbrennungsabgas, feuchte Abluft aus Trocknungsprozessen, Brüden aus Destillations- und Eindampfendstufen, heiße Abwässer oder ungenutztes Warmwasser

• Nutzbarmachung aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus und oftmals schwer händelbaren Wärmeträgermedien unwirtschaftlich oder technisch aufwändig.

• Der Wärmetransformator bietet einen Temperaturhub, welcher die Rückführung der Abwärme in den Produktionsprozess ermöglicht

Substitution von Heizwärme (z. B. Dampf) durch Rückführung der „hochtransferierten“ Abwärme

• Nutzung industrieller Abwärme substituiert Primärenergie, vermindert CO2-Emission und steigert Energieeffizienz

• Kein zusätzlicher Energiebedarf

• Steigerung der Energieeffizienz Verbesserung des CO2 - Fußabdruckes

• Theorie aus den 80er Jahren, aktuell nur durch GETEC erfolgreich technisch umgesetzt

Abwärme

Wärmetransformation

• Wärmetransformator ermöglicht Temperaturanhebung industrieller Abwärme ohne zusätzliche Triebkraft

Reduzierung von Emissionen und des Energiebedarfs

Steigerung der Energieeffizienz und Verbesserung des CO2-Fußabdruckes

• Erreichbarer Temperaturhub liegt zwischen 15 K und 40 K und ist abhängig von: • Art und Qualität der Abwärme

• Kühlwassertemperatur und –menge

• Wärmetransformator ist sinnvoll einsetzbar, wenn: • eine nicht genutzte Abwärmequelle zwischen 60 °C und 120 °C, z. B. Brüden, feuchte

Luft, Abwässer oder –Laugen

• und ein kontinuierlicher Wärmebedarf auf moderatem Temperaturniveau zwischen 90 °C bis 180 °C vorhanden ist.

• GETEC plant, baut, finanziert und betreibt die Anlagen

• „Off Balance“

• Kein finanzielles Risiko


300 kW Pilotanlage (Abmaße 3 x 8 x 15 m)

1. Entspannersystem 3. Desorber

2. Absorber 4. Vorlagebehälter

1

2

3

4


Struktur BAFA-Förderprogramm

18. September 2018

Insgesamt stellt das BMWi für den gesamten Förderzeitraum Mittel in Höhe von 370 Millionen Euro im Förderprogramm für hocheffiziente Querschnittstechnologien bereit.

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Struktur BAFA-Förderprogramm

18. September 2018

Antragsberechtigung

Unternehmen aller Größenklassen der gewerblichen und industriellen Wirtschaft … sowie Energiedienstleister (Contractoren) sind förderfähig

Gegenstand der Förderung

Gefördert werden investive Maßnahmen zur Erhöhung der Energieeffizienz durch den Einsatz von hocheffizienten am Markt verfügbaren Querschnittstechnologien

Art und Höhe der Förderung

30 % der zuwendungsfahigen Ausgaben für kleine und mittlere Unternehmen (KMU).

20 % der zuwendungsfahigen Ausgaben für sonstige und große Unternehmen.

Einzelmaßnahmen => Zuschuss bis zu 30 t€ je Vorhaben

Optimierung technischer Systeme => Zuschuss bis zu 100 t€ je Vorhaben

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LÖSUNGEN FÜR INDUSTRIEKUNDEN/-PARKS

Innovative Energie-/Infrastruktur- dienstleistungen, Contracting und

Energieeffizienzmaßnahmen im In- und Ausland.

LÖSUNGEN FÜR IMMOBILIENKUNDEN

System-Dienstleistungen von Contracting über Nebenkosten-

optimierung bis Intelligent Home.

KOMMUNIKATIONS-INFRASTRUKTUR

Von TV bis Telefon, von Internet bis Intelligent Home.

Vorstellung GETEC GROUP.

18. September 2018

VIELSEITIG WIE EIN GROSSKONZERN, KUNDENNAH WIE DER DIENSTLEISTER VON NEBENAN

• Gründung 1993 in Magdeburg

• ca. 1.100 Mitarbeiter gesamt

• ca. 550 Mio. Euro Gesamtleistung 2017 FC

• ca. 4.200 Anlagen

• Gesamtleistung > 3,5 GWth

WAS WIR LEISTEN WER WIR SIND

SEGMENT INDUSTRIE

SEGMENT IMMOBILIENWIRTSCHAFT

SEGMENT MEDIA

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Vorstellung GETEC GROUP – Segment Industrie.

18. September 2018

• seit 1993 unabhängige Energiedienstleistungsgesellschaft

• Marktführer für Contracting in Deutschland

• Hauptsitz in Magdeburg, seit März 2018 auch in München

• Standorte bundesweit sowie in Wien, Zürich, Amsterdam, Prag, Emmen und Turek

• Entwicklung und Durchführung von Contracting-Modellen

• maßgeschneiderte, innovative und wirtschaftliche Lösungen zur Energieversorgung

• Anwendung innovativer umweltfreundlicher Technologien

• Nutzung verschiedener Brennstoffe (Biogas, Holz, Erdgas, Heizöl, Braunkohlenstaub)

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TECHNOLOGIEN

GETEC Lösungen für die Industrie.

18. September 2018

CONTRACTING

Maßgeschneiderte Energieversorgung: Planung, Bau, Finanzierung und Betrieb

ENERGIEDIENSTLEISTUNGEN

VERSORGUNGSLÖSUNGEN

Wärme, Kälte, Dampf, Druckluft und Strom sowie Sondergasverwertung

ENERGIEEFFIZIENZ

Analyse und Hebung von Energieeinsparpotenzialen

VIRTUELLES KRAFTWERK

VPP – Vernetzung dezentraler Energieerzeugungsanlagen

INDUSTRIEPARKBETREIBER

Das Rundum-Sorglos-Paket für Industriestandorte

KRAFT-WÄRME-(KÄLTE)-KOPPLUNG

Dampfturbinen, Gasturbinen, GuD, BHKW, ORC, Absorptionskälte

MUFFEL-IMPULS-BRENNER

Patentierte Technologie auf Basis von Braunkohle sowie biogener Stäube

SONDERGASVERWERTUNG

Thermische Nutzung von Sondergasen Konvertierung von Klimagasen

INTELLIGENTE ABWÄRMENUTZUNG

Wärmetransformation Wärmerückgewinnung und -umwandlung

REGENERATIVE ENERGIESYSTEME

Biomasse, Sonne, Wind, Geothermie Dezentrale Energieversorgung

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GET

EC

GET

EC

GET

EC




Vorteile einer Zusammenarbeit.

18. September 2018

• Einsatz innovativer Technologien

• Konzentration auf Ihr Kerngeschäft

• Liquiditätsgewinn durch die Entlastung Ihrer Bilanz

• Senkung Ihrer Energie- und Betriebskosten

• auf Ihre Bedürfnisse abgestimmte smarte Lösungen zur CO2-Reduzierung

• 24/7 zentrales Monitoring und Service vor Ort für maximale Verfügbarkeit

UNSERE STÄRKEN – IHRE VORTEILE

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VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!

IMPRESSUM G+E GETEC HOLDING GMBH Albert-Vater-Straße 50 39108 Magdeburg T +49 (0) 391 2568 100 F +49 (0) 391 2568 120 [email protected] www.getec.de

Alexander Gilch

Niederlassungsleiter München

E-mail: [email protected]

Phone: +49 (0)89-923290 – 51

Mobil: + 49 (0)172-1881891

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