DAS VENTIL AUS DER KÄLTE - Hüthig GmbH

Thermische Verahrenstechnik
Die Grafik zeigt das
Verhältnis der benötigten
Fläche bei gleicher
Leistung. Das VerhältnisParabolrinnen-Kollektorfläche
zu Fresnel-Kollektor
beträgt
ca. 1,5
68 CHEMIE TECHNIK · Januar/Februar 2013
Bild: Industrial Solar
deren Bereichen
gesucht.
Das Potenzial der
thermischen Solarenergie
zu nutzen, mit der in industriellen
Anlagen Nutzungsgra-
de von über 60 % erreicht werden können, wird häufig
nicht erwogen.
● Investitionskosten: Industrielle Betriebe entscheiden
sich für Investitionen, bei denen es um das Kerngeschäft
geht. Das Binden von Kapital über mehrere Jahre für
periphere Investitionen wird gescheut. Eine naheliegende
Lösung bietet hier das „Contracting“. Dieses bietet
Investoren sichere und rentable Anlagemöglichkeiten
und führt dazu, dass das Unternehmen ab Inbetriebnahme
der Solaranlage Wärme für einen geringeren Preis
beziehen kann.
● Platzbedarf: Für die Nutzung von thermischer Solarenergie
wird Fläche benötigt, um Kollektoren
zur Sonne exponieren zu können. Solarthermische
Energie und insbesondere Fresnel-
Kollektorinstallationen sind zu favorisieren,
da mit diesen Technologien im Vergleich eine
hohe Flächennutzung erzielt wird.
● Energiepreise: Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit
der Anlage sind die Preise des verwendeten
Energieträgers. In Gebieten, in denen fossile Energieträger
weniger stark subventioniert werden, kann mit
Solarenergie eine noch höhere Rendite erzielt werden.
● Fokus auf Amortisation statt Rendite: Wenn die Rendite
anstatt der Amortisationszeit für die Entscheidung
zu einer Investition zugrunde gelegt wird, schneidet eine
Solarthermieanlage aufgrund der langen Einsatzdauer
von 20 Jahren in vielen Fällen besser ab als bei dem
ersten Blick auf die Amortisationszeit.
Potenzial für solare Prozesswärme
in der chemischen Industrie
Mit insgesamt 202 Mio. MWh/a werden in der chemischen
Industrie rund 8 % des gesamten Energiebedarfs
in Deutschlands aufgewendet. Ein großer Teil wird in
Form von thermischer Energie benötigt.
Knapp 43 % der thermischen Prozesse laufen im
Bereich unter 500 °C ab und lassen sich also prinzipiell
mit thermischen Solarkollektoren betreiben. Damit offenbart
sich ein sehr großes Energieeinspar-Potenzial in
der Chemiebranche.
An vielen Standorten werden beispielsweise für Destillationsprozesse
oder für die Herstellung von Polypropylen
Dampfnetze betrieben. Aufgrund der Möglichkeit
einer Direktverdampfung sind Fresnel-Kollektoren für
die Integration in diese Prozesse besonders gut geeignet.
Bei Fresnel-Kollektoren handelt es sich um linienkon-
zentrierende Solarkollektoren, die thermische Energie
im Bereich von 100 bis 400 °C erzeugen. Die Kollektorsysteme
lassen sich modular über einen weiten Leistungsbereich
einsetzen. So lassen sie sich flexibel an bestehende
Dampfnetze ankoppeln.
Eingesetzt werden die Kollektoren für sehr unterschiedliche
Prozesse. Zuletzt wurde eine Anlage eingeweiht,
mit der ein Trocknungsofen in einer Lackieranlage
für die Autoindustrie beheizt wird. Solche Lackieranlagen
bieten ein enormes Energieeinspar-Potenzial. Eine
Anlage verbraucht in etwa so viel Energie wie eine
Kleinstadt mit 50.000 Einwohnern. Für eine Maximalleistung
von beispielsweise. 10 MW wird eine Fläche von
rund 20.000 m² benötigt, für Parabolrinnen-Kollektoren
rund das Eineinhalbfache.
Langfristige Investitionen wie die für Gebäude oder
Energiesysteme weisen ein sehr geringes Risikoprofil
auf. Gleichzeitig kann mit ihnen über einen sehr langen
Zeitraum Geld eingespart bzw. gewonnen werden. Für
eine sinnvolle Evaluation solcher Investitionen ist gleichzeitig
die Betrachtung über einen langen Zeitraum notwendig.
Für gewöhnlich wird die interne Verzinsung
(IRR) als Kriterium für das Abschätzen der ökonomischen
Machbarkeit einer Investition herangezogen.
Für eine typische solare Prozesswärmeanlage mit
dem Fresnel-Kollektor von Industrial Solar wird je nach
angenommener Energiepreissteigerungsrate und Einsatzdauer
der Anlage eine IRR von 5 bis 30 % erreicht.
„Das Potenzial für die Nutzung thermischer Energie
ist vorhanden, die technischen Möglichkeiten hierfür
sind geschaffen“
Die Amortisationszeit liegt zwischen vier und zehn Jahren.
Danach weist die Anlage geringe Betriebskosten auf,
und der solare Wärmepreis liegt je nach Anlagengröße
unter 0,01 Euro/kWh. Je nach Leistungsumfang und der
absoluten Anlagengröße wird der Fresnel-Kollektor ab
500 Euro/kW angeboten. Um einen Marktanreiz zu
schaffen, werden die Investitionskosten für solare Prozesswärmeanlagen
in Deutschland seit August 2012 zu
50 % von der Bundesregierung bezuschusst. Dadurch
wird die Wirtschaftlichkeit stark erhöht.
Fazit: Für das Potenzial in der chemischen Industrie
ist hinsichtlich des Temperaturniveaus und der Möglichkeit
der direkten Dampferzeugung die Fresnel-Kollektor-Technologie
besonders geeignet. Aufgrund des hohen
Flächennutzungsgrads kann der Kollektor insbesondere
bei begrenzter Flächenverfügbarkeit eingesetzt
werden. Durch die niedrige Windlast und das geringe
Gewicht kann er nicht nur auf dem Boden, sondern
auch auf Dächern sehr gut installiert werden. Auch die
lange Lebensdauer der Komponenten und die einfache
Integration in bestehende Systeme ermöglichen geringe
Betriebskosten und den wirtschaftlichen Einsatz derartiger
solarer Prozesswärmeanlagen. ●
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